室內(nèi)空氣溫度對(duì)建筑材料VOCs散發(fā)率影響的分析與研究摘要：介紹了2002年8月及2003年1月對(duì)長(zhǎng)沙市10戶(hù)住宅建筑開(kāi)展的VOCs現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及問(wèn)卷調(diào)查情況。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析得出溫度影響VOCs濃度的規(guī)律。用自由體積理論分析了建筑材料內(nèi)部VOCs擴(kuò)散原理，并從溫度影響聚合體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的角度分析了其對(duì)材料內(nèi)部VOCs擴(kuò)散速率的影響。從而得出溫度影響建筑材料VOCs散發(fā)速率的原因。結(jié)果表明(1)室內(nèi)空氣溫度是影響VOCs散發(fā)的主要因素，但是其對(duì)不同材料不同VOCs的影響程度不同.(2)通過(guò)比較夏冬季測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),大多數(shù)住宅在夏季的室內(nèi)VOCs濃度是冬季濃度的3倍多。(3)人體的個(gè)人暴露量受室內(nèi)濃度的影響程度更大。關(guān)鍵字：?jiǎn)柧碚{(diào)查自由體積VOCs1引言室內(nèi)裝修在中國(guó)始于上個(gè)世紀(jì)八十年代，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及居民生活水平的提高，逐漸形成一股裝修熱潮。但是天然有機(jī)裝修材料（如天然原木）的使用卻越來(lái)越少。而大部分人造材料（如人造板材、地毯、壁紙、膠粘劑等）是室內(nèi)VOCs的主要來(lái)源，尤其是空調(diào)的普遍使用，要求建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門(mén)、窗等有良好的密封性能，以達(dá)到節(jié)能的目的，而現(xiàn)行設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)多數(shù)新風(fēng)量不足，在這種情況下造成室內(nèi)空氣質(zhì)量的極度惡化。由于大部分人造材料均為高分子聚合材料，因此研究這些材料散發(fā)VOCs的機(jī)理及其影響散發(fā)速率的因素十分重要，基于此，本文作者在進(jìn)行理論分析研究的基礎(chǔ)上分別于2002年8月11日至15日及2003年1月8日至12日對(duì)長(zhǎng)沙市10戶(hù)住宅進(jìn)行了詳細(xì)的VOCs現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及相應(yīng)的問(wèn)卷調(diào)查。2實(shí)驗(yàn)介紹2.1問(wèn)卷調(diào)查表1問(wèn)卷調(diào)查表主要內(nèi)容藝主距駱要驅(qū)仇項(xiàng)間交目擱主要內(nèi)避容哲住宅情尤況公住宅建煩成及裝蛋修時(shí)間緩個(gè)人暴公露量測(cè)歌定者甘個(gè)人年歉齡、職餡業(yè)、是習(xí)否吸煙赴、上班輪交通工燒具、單茄位裝修紹情況烤測(cè)試房媽間裝修憶材料唇地板及重墻壁材柿料、有浩無(wú)地毯治、使用單溶劑情搬況帽測(cè)試房殲間家具扛情況衰家具材杰料，個(gè)始數(shù)，使冷用年數(shù)胡、測(cè)晌試泡1凡年內(nèi)有頂無(wú)購(gòu)入阻新家具慕測(cè)試間恩生活記炭錄商有意圖嚷?lián)Q氣次寄數(shù)、有汽無(wú)吸煙侍非測(cè)試縱房間情皂況份有無(wú)驅(qū)拿除白蟻歌、有無(wú)杯使用溶臘劑（場(chǎng)涉所、名種稱(chēng)）為使測(cè)試結(jié)果有一定的代表性，所選的10戶(hù)住宅（指定為R1,R2……R10）分別位于長(zhǎng)沙市的東、南、西、北及中心位置，住宅建成時(shí)間為1年以上，室內(nèi)裝修時(shí)間為3個(gè)月以上。每戶(hù)住宅各發(fā)一份問(wèn)卷調(diào)查表，其內(nèi)容主要包括六大部分，詳見(jiàn)表1。2.2VOCs的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試采樣器利用吸附原理采集VOCs，將采樣器分別置于各住戶(hù)的客廳及窗外，另一采樣器佩帶在各戶(hù)主胸前，測(cè)試其個(gè)人暴露量。并將3個(gè)溫濕度自動(dòng)記錄儀（TR－72S）分別置于客廳、臥室、室外北側(cè)，測(cè)試室內(nèi)、外溫度及相對(duì)濕度，并記錄了室外風(fēng)速、風(fēng)向、日照等氣象參數(shù)（由長(zhǎng)沙市氣象臺(tái)提供）。連續(xù)測(cè)試5天后，收回采樣器，并加以密封。樣品送至日本東京大學(xué)Y.Yanagisawa研究室進(jìn)行分析。3理論研究國(guó)外研究結(jié)果表明VOCs的產(chǎn)生率通常由以下兩個(gè)過(guò)程決定的：1、材料內(nèi)部VOCs的擴(kuò)散。2、材料表面到周?chē)諝獾恼舭l(fā)。根據(jù)材料的不同，VOCs的產(chǎn)生率可能由上述幾個(gè)或是一個(gè)因素起決定作用。溫度對(duì)蒸發(fā)速度的影響是明顯的，溫度越高越易于蒸發(fā)。本文主要研究溫度對(duì)材料內(nèi)VOCs擴(kuò)散速度的影響。由于大部分建筑裝修材料均為人工聚合材料，自由體積理論可以很好的解釋溫度對(duì)VOCs散發(fā)速率的影響。通?？梢詫⒆杂审w積理解為：在某溫度T時(shí)物質(zhì)V與該物質(zhì)分子的占有體積V0之差，即V－V0＝Vf。自由體積的含義是，分子不是完全緊密的堆砌，在分子之間總是有空隙存在，這部分空隙體積即為自由體積[1]。根據(jù)Sperling[2]研究，自由體積的存在是聚合材料內(nèi)VOCs發(fā)生擴(kuò)散的必備條件之一。在無(wú)定形聚合體如乙烯基地板材料中的聚氯乙稀中有高質(zhì)量的分子鏈段（30000－1000000克/摩爾），這些分子鏈段由范德華力或是靠他們之間的互相纏繞而互相連結(jié)在一起。這些分子鍵之間的總空隙即為自由體積，自由體積的大小與分子或鏈段的構(gòu)象狀態(tài)有關(guān)。在低溫時(shí)，分子鏈的運(yùn)動(dòng)以振動(dòng)為主，因此聚合鏈的構(gòu)象狀態(tài)，進(jìn)一步說(shuō)，即自由體積大小受溫度的影響很小。然而，當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg（自由體積已不能提供足夠的自由活動(dòng)空間供聚合物鏈段運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度）時(shí)，聚合體分子擁有足夠的能量可能會(huì)使分子鏈發(fā)生協(xié)同運(yùn)動(dòng)。從而在自由空間形成更大的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于額外自由體積的產(chǎn)生，使得VOCs在溫度高于Tg材料內(nèi)的擴(kuò)散速度大于在低于Tg材料內(nèi)的擴(kuò)散速度。少量非聚合體分子的存在會(huì)降低聚合材料的Tg，因?yàn)檫@些少量的非聚合體分子使聚合體分子鏈分離從而使其更容易運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程稱(chēng)為塑化。非塑化聚氯乙稀（PVC）的Tg為～80℃，而塑化后PVC的Tg為～20℃甚至更低。因此我們可以看出：（1）不同材料在相同溫度下散發(fā)同一種VOC的速率是不同的。與材料的Tg有關(guān)，Tg越低的材料散發(fā)VOC的速率越大。（2）同一材料在相同溫度下，即自由體積一定時(shí)，由于不同VOCs的分子體積不同其散發(fā)速率也不同，分子體積越小，散發(fā)速率越大。(3)同一種材料在不同溫度下散發(fā)同一種VOCs的速率也不相同，溫度越高散發(fā)速率越大。4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析4.1溫度對(duì)VOCs散發(fā)率的影響品研究表壩明環(huán)境筆因素對(duì)臂材壇料丑VOC歲s游的散發(fā)珍特性有壟一定影劃響，其壁中溫度紛是最重鼠要的因夢(mèng)素，隨釋著溫度弦的升發(fā)高奔VOC離s蔬散發(fā)率拉也增大槐，但一謀些研究乓員則認(rèn)臂為溫度側(cè)的影響病取決爺于套VOC目s廈種類(lèi)頸[3]跑。舟圖落1表鑰住茅宅偉R癢9烤室內(nèi)冬散夏鋼季刊VO再C嘩濃度比違較希菌喜圖趕2頃君住戲宅解R界9葛室外冬潔夏壓季跳VO款C晚濃度比中較襲鵝從負(fù)圖搶1衡、腫圖跑2復(fù)可以看柱出無(wú)論燕是在室膨內(nèi)還是弓在室外君，夏季呆乙醛、危甲醛等害物質(zhì)濃癢度高于涌冬季相脂應(yīng)物質(zhì)足濃度。仆特別是蛙在室內(nèi)司，乙醛剖夏季濃飼度卡達(dá)風(fēng)41.跳3u仆g/m賊3肌，而冬尺季濃度餅僅吩6.4毛ug竹/m免3挑，夏季沃是冬季承的憤6廢倍多，朗甲醛夏獅季濃度駁也有冬儲(chǔ)季濃度元的島3頁(yè)倍多。污盡管夏偽季室內(nèi)爭(zhēng)換氣時(shí)薪間較長(zhǎng)嚴(yán)，但甲欺醛、乙罵醛等物膝質(zhì)夏季指濃度值案還是高近于冬季程濃度席值，因醬此可以執(zhí)認(rèn)為夏嘩季溫度沒(méi)高于以溫散發(fā)乙者醛、甲瘡醛等為勁主的材粥料煤的渣T晃g昨，而冬牌季溫度辛低于軋其四T認(rèn)g事。但對(duì)蒸于丁醇貿(mào)、辣m,p猜-消二甲苯態(tài)等物質(zhì)軟而言，捎夏季濃勇度反而磚低于冬母季濃度雨，丁醇扛室外冬木季濃度紐甚至是抄夏季撕的校2郊倍多。照這可能凱是由于夸以散發(fā)益此吉類(lèi)醬VOC童s攏為主的挨材頃料氣T姑g絞甚至高上于夏季貧溫度，滋因此溫鞋度對(duì)其必散發(fā)率去影響較扒小，在掠室內(nèi)由唱于冬季培通風(fēng)換浴氣效果題差，因顏而使這雅些物質(zhì)宴的冬季遭濃度反火而高于血夏季。抽通過(guò)以俊上分析遞可以看書(shū)出溫度領(lǐng)對(duì)副VOC歪s仍散發(fā)率景的影響您程度屯與孔VOC兵s壞種類(lèi)有房關(guān)。這兄也進(jìn)一百步說(shuō)明棒不同材凳料散發(fā)制的彼VOC徹s丘不完全公相同，漂且不同仙材料由渣于訊T伙g蘿不同其誦散軟發(fā)脊VOC圓s吹的速率謙也有很烤大的差邪別。孟4.2播VO聲C估s嚇?lè)肿恿咳釋?duì)大VOC蔽s甜散發(fā)速送率的影挺響崖圖胸3噴辱分子量暢與物質(zhì)樓平均濃育度的關(guān)誰(shuí)系替理論分緩析表明置在材料擔(dān)一定時(shí)賽，啄VOC眨s障分子量祥越小，悼散發(fā)速右率越大雷。從圖淚中我們除可以看脂出這堤些璃VOC鴨s摟來(lái)源相去近，但冊(cè)是分子染量越小默，申VOC尺s窗的室內(nèi)盆、外濃包度越高如，除乙吹苯可能緞?dòng)捎谟序溡环N特決殊來(lái)源眠外。由泥于人體賠個(gè)人暴灣露量不扯但與室都內(nèi)、外燭濃度有就關(guān)，還絡(luò)與個(gè)人盆生活習(xí)斬慣有關(guān)唇，所以戒二氯苯夾的個(gè)人轎暴露量鹽濃度與駁所得規(guī)翅律有很齒大差距鄉(xiāng)。通過(guò)聚分析測(cè)餃試數(shù)據(jù)色發(fā)現(xiàn)，海主要是犁由于洞第餅7昌戶(hù)戶(hù)主尿二氯苯背個(gè)人暴多露濃度外高請(qǐng)達(dá)業(yè)56.祖1ug吊/m婦3且,俗從而使櫻平均個(gè)掌人暴露懶濃度過(guò)敵高。面4.3薄使長(zhǎng)沙勉市剛I/訴O四，省P/司I喪，鬼P/柿O毫的平均慕值滔表蛙2爹災(zāi)長(zhǎng)沙桂市鳥(niǎo)I/鋼O驢，論P(yáng)/鵲I多，巧P/陳O嘴的平均跨值隱漢種類(lèi)宅物質(zhì)名險(xiǎn)I/O招P/I僚P/O襯揮發(fā)性瓦有機(jī)化構(gòu)合物招（歷VOC膠s特）凍苯效0.8浸8班1.1第5別1.0伙3鋼丁醇耳1威0.9濫6拌0.9隨6智庚烷碰1涉2.5綱3娘2.5保3牲甲苯究0.9嘴3來(lái)1.1爭(zhēng)0純1.0棚2盈乙苯悶0.8翻7孤1.1估8睜1.0害6笨m,少p疏二甲苯旗0.8搏7雜1.0每7邪0.9扇6貝苯乙烯脫0.9級(jí)5干1.3量1清1.2幼5闊o(wú)貨-拍二甲苯宮0.9宰2戴1.8括2閘1.6咽7裹壬烷錢(qián)1.0每4紅1.5何8冒1.1碌7思α六-喘蒎烯則5.2期7第1.0枯4俊6.2旱7獄1,3燕,5秀-灣三甲基然苯勁0.9糟1嗚2.1封0錘1.8篇6欠1,2炊,4華-耀三甲基桌苯茫0.9求6露1.7大6泄1.4泰2旗二氯苯會(huì)1穩(wěn)4.5獵7音4.5清7唇羰基化賣(mài)合物賴(lài)甲醛索1.5悅8籠1.2延2臉2.1鐵2狹乙醛蜜1.8躲2殺1.3蔬3堅(jiān)1.9乞3霜丙酮鋪1.4跟9卡1.2腰8榨2.4彩2梨I/赴O梢－所測(cè)迫住戶(hù)冬絞、夏季敏室司內(nèi)耐VOC伍s悔濃度與起室外外環(huán)VOC柜s閉濃度喜比共媽的平均望值。呀P/純I治－所測(cè)廟住戶(hù)冬沃、夏季謝個(gè)人暴堡露敢的炒VOC薪s該濃度與銜室障內(nèi)娛VOC策s尸濃度比摩的平均曾值。辣P(pán)/潛O摘－所測(cè)瑞住戶(hù)冬催、夏季假個(gè)人暴鍬露頓的電VOC飽s子濃度與淚室麻外跨VOC絡(luò)s屆濃度比冶的平均羽值。滴從郵表傾2候中可以純看出，迎各物啞質(zhì)們I/的O洗的平均條值君在踢0.8寒7帖－璃5.2勻7椒之間，松這些數(shù)丟據(jù)說(shuō)明槍室內(nèi)是莖丙酮、透甲醛、崗乙醛墓、貪α照-撒蒎烯等義物質(zhì)的初主要來(lái)們?cè)?，而焦其他物到質(zhì)如苯掌、甲苯燃、乙苯赴、苯乙裙烯等物票質(zhì)的主健要污染菌源在室享外，這辱說(shuō)明長(zhǎng)誼沙地區(qū)宋室外環(huán)垂境污染抄相對(duì)來(lái)虛說(shuō)比較班嚴(yán)重。釀另外，產(chǎn)從均P/膽I釋及述P/晴O需的值可著以看出歪個(gè)人暴擔(dān)露量與疑室內(nèi)、熟外濃度雷均有關(guān)域，但由分于絕大魯多資數(shù)饒P/悟I泄值棄在們1.0肝0宋附近，延因此可香以肯定西個(gè)人暴告露量與阻室內(nèi)濃梨度的關(guān)亦系更密武切。這窩主要是篩由于人梅們至少雨有暮8柿0槐％時(shí)間茶是在室股內(nèi)度過(guò)船。大5贏三結(jié)論老室內(nèi)建逃筑材料鄙散芽發(fā)各VOC桌s如速率受鞋溫度的役影響很圓大，但理是不同還材料受叫溫度影蛾響的程戚度不同肺，而且必同一種防材料即鞭使在相萌同的溫字度下散疤發(fā)不是同井VOC東s模的速率蜜也存在驅(qū)很大差咽異。一糾般來(lái)說(shuō)呈，材代料泉T助g與越低，蓬散欄發(fā)漫VOC仿s景的速率殺越大。教同一種融材料，覽散發(fā)分需子量小杏的惰VOC什s勤速率大伏于散發(fā)翠分子量疾大帆的脅VOC淹s亞速率。制人體個(gè)范人暴露血量與室松內(nèi)享外垂VOC戀s還濃度有東關(guān)，但鴨是由于嘗人們大蠅部分時(shí)釀間在室盈內(nèi)度過(guò)語(yǔ)，因此勻受室憤內(nèi)此VOC旦s腐濃度影兼響更大愧。因此旺在日常堅(jiān)生活中帳，人們析一定要能注意養(yǎng)孕成良好昆的生活攏習(xí)慣，萌如不要醒抽煙、行炊具保蜘持清潔房等。鼠參考文俘獻(xiàn)乓（共1傷）布普卓啟僻疆銷(xiāo).界復(fù)聚合物茫自