木质建筑材料对室内空气化学污染的影响分析_周毅英.pdf

书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?学术论文Academic papers粘接材料科技应用木质建筑材料对室内空气化学污染的影响分析周毅英（上海市材料工程学校，上海200231）摘要：为了解木质建筑材料对房屋室内空气质量的影响，提高室内空间环境和家具的舒适性，提高对于装修与家具材料的环保要求。介绍了建筑室内设计的概念与要求,针对实木家具设计的概念进行了阐述。分析了室内木质建筑材料的成分与污染来源，对室内木质建材的污染问题进行了实验测定，并提出了减少家具对室内环境污染的方法。研究结果表明，室内木质建材的污染源主要来源于甲醛、重金属、挥发性有机化合物、异味物质4类，季节更替对于室内污染物的散发有一定影响，提出了减少污染有效方法，为今后对木质家具与建材污染物的研究提供参考。关键词：木质建材；木制家具；室内空气质量；环境污染物中图分类号：X502；TQ351.9文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）03-0082-04Analysis and research on the influence of wood indoorbuilding materials on indoor air qualityZHOU Yiying（Shanghai Material Engineering School，Shanghai 200231，China）Abstract:In order to understand the impact of wooden indoor building materials on indoor air quality，improve thecomfort of indoor space environment and furniture，and improve the environmental protection requirements for decoration and furniture materials,the concept and requirements of architectural interior design are introduced，and theconcept of solid wood furniture design is expounded.The composition and pollution sources of indoor wooden building materials were analyzed，the pollution problem of indoor wooden building materials was experimentally determined，and a method to reduce the pollution of furniture to the indoor environment was proposed.The results showedthat the pollution sources of wooden indoor building materials mainly came from formaldehyde，heavy metals，volatile organic compounds and odor substances，and the seasonal change had a certain impact on the emission of indoor pollutants.An effective method to reduce pollution is proposed to provide reference for future research on pollutants in wooden furniture and building materials.Keywords:wood building materials；wooden furniture；indoor air quality；environmental pollutants2023 年 3 月第 50 卷第 3 期doi:10.3969 j.issn.1001-5922.2023.03.020Vol.50 No.03，Mar.2023收稿日期：2022-10-06；修回日期：2023-02-03作者简介：周毅英（1981-），女，硕士，讲师，主要从事建筑、装饰工程技术与工程造价管理研究；E-mail：。引文格式：周毅英.木质建筑材料对室内空气化学污染的影响分析J.粘接，2023，50（3）：82-85.随着人类生活水平的不断提高以及环保意识的增强，人们对于健康生活的要求越来越高1。室内木质建筑材料的环保性能开始引起人们的注意，国内人们对于装修材料的绿色环保需求逐渐增加，对于82学术论文粘接书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?Academic papers材料科技应用建材的环境污染问题也更加的敏感2。有学者主要叙述了木材与木质复合材料及其表面装饰处理对室内空气质量的影响，然后又对不同木质家具在实际使用中释放出有害物质对人体健康的危害进行了阐述，最后又提出了相应的建设性意见3；提出了一种基于房屋装修物料对于室内空气环境污染物的管理办法，对于室内空气质量的污染物来源与危害进行了分析，对装修物料应用中出现的误区及其污染防治办法进行了研究4；提出了一种运用气候舱法-热脱附-气质联用仪和气候舱法-高效液相色谱法的检测方法，对市场上的木家具挥发性有机化合物进行检测分析，并研究了木制家具中挥发性有机化合物（VOC）的具体组成与分布。按照健康安全和检出率等筛选原则，进一步分析家具中高关注度挥发性有机化合物的污染水平状况，提出了在木家具中需要严格控制的高关注挥发性有机化合物的种类5。综上所述，原先的研究主要集中于家具而非所有建材的室内污染研究，并且对于重金属污染物的研究相当有限，因此针对更多种类的污染物进行研究，包括甲醛、苯、重金属、VOC、异味物质。对包括建材和家具的大部分木质污染源进行了研究分析，为今后的建筑材料对于室内空气质量的影响分析提供参考。1材料与方法1.1室内设计室内设计是指人类根据所属不同建筑物的使用性质、所在的社会处境以及相应的制造标准，运用特有的手段以及建筑学设计的运行原理，打造出不仅实用性强、观赏性高，而且能够满足人们物质和精神生活需要的室内环境6。除此之外，人们在对室内建筑材料进行设计的时候，也能够反映当时社会的氛围、风格、文化底蕴，也是一种精神上的所托7。根据建筑的使用功能，可以对室内设计进行分类，具体如图1所示。居住建筑室内设计公共建筑室内设计工业建筑室内设计农业建筑室内设计室内设计分类图1室内设计的分类Fig.1Classification of interior design室内设计不仅需要对墙体、颜色、结构等方面进行考虑，而且对家具的设计也是其中重要的部分。但是在实际生活中，人们往往忽视了这一点。他们认为每个家具的样式、构造等都是由客观决定的，因此最终便造成了不协调的后果。家具造型是指可以使用不同的材质和样式，在满足自身喜好的前提下，利用工艺手法设计出不同风格的家具。正确的室内设计过程首先应该是进行整体的创意构思，保证整体的一致性，然后根据创意构思进行必要的软件设计，最后根据设计成果进行室内装修。对于家具的摆放不仅要考虑位置、采光，而且还要考虑室内的氛围。有些需要的是严肃、庄严，有些则需要自由、活泼，所以在进行格局确定时，也需要结合房间的不同功能8。1.2木制建材1.2.1木质建材对人生理、心理的影响在众多的建筑材料中，木质材料的使用率最高。之所以会出现这种现象，是由于该种材料对于人类的身心具有良好的调节作用9。木质材料是由裸子植物和被子植物的树木产生，具有丰富的生物多样性。与其他材料相比，木材具有多孔性、各向异性、湿胀干缩性等独特性质，所以利用这种材料制成的家具、地板等会使人产生安全感与舒适感10。1.2.2木质建材对室内湿度的调节影响舒适性是人类对室内居住环境最为关注的一点，而室内居住环境和温度、湿度以及各个方向的风速都有很大的关系11。因此，在选择室内的装修材料时，同样也需要考虑到各个建材的特性12。木质建材在室内温度上升时，会利用自身的一些特性将空气中的水分进行吸收，降低室内温度，最终使得木质建材本身的水分含量发生变化，以达到改变室内温度的目的13。在实际生活中，水传导需要一定的时间，贯穿整个室内的也存在滞后性。并且，木质建材的表面与空气无时无刻不在接触，一定的空气潮湿度也会使得浮游微生物细菌存活的时间更短。由此可见，木质建材不仅能够满足人类对不同装修风格的愿景，而且从环保、安全以及健康层面来讲，都是最佳的选择14。1.3木制建材的污染装修中所用到的建材、家具等材料，在制作过程中都使用一些对身体有害的化学元素，所以会造成一定的室内空气污染，最主要的便是甲醛、重金属、VOC以及异味物质等等。1.3.1甲醛甲醛是一种有机化学物质，化学式是HCHO或CH2O，又被人们称为蚁醛，是一种无色且有刺激性气味的气体，对人眼、鼻等有刺激作用。室内装修过程83书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?学术论文Academic papers粘接材料科技应用中所用到的胶粘剂、涂料等，都会或多或少的携带一定的甲醛。厂商在制作家具过程中大多数都会采用细木工板、密度板、刨花板等人造板材，而这些板材在制造过程中，使用了大量的胶粘剂，而胶粘剂中通常含有甲醛。如果含有缩甲醛的胶粘剂被压在各个木质板材中间，这些缩甲醛便会解聚集形成甲醛，所以在之后很长的一段时间内不断地向室内释放甲醛15。2017年，世界卫生组织（WTO）同样也将甲醛这种化工原料列入致癌物清单之中。1.3.2重金属重金属是指相对原子质量大于55的一种金属，比如铁就属于重金属，其相对原子质量为56。生活中常见的重金属元素有汞（Hg）、银（Ag）、铜（Cu）、金（Au）、铁（Fe）等等。重金属元素的离子一般是有毒的，比如铜的单质是没有毒性的，但是铜离子却能够使得蛋白质改变特性，从而产生有毒物质。重金属元素通过溶于水或粉末来影响人类的身体健康。家具中的重金属元素主要来源于家具表面所使用的木器涂料物，人们长期接触含有重金属元素的木门，会对人体在一定程度上造成比较大的伤害，但其不会挥发到室内空气中16。1.3.3挥发性有机化合物挥发性有机化合物是指在常温下，沸点 50260 的各种有机化合物。在室外，挥发性有机化合物主要来自于各种燃料的燃烧以及交通运输工具所产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等；而在室内主要来自于厨房用的煤气和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾还有北方的冬天烧暖气所释放出来的煤烟，建筑和装饰材料、家具、家用电器、汽车内饰件生产、清洁剂和人体本身的排放等。在室内装饰过程中，VOC主要来自油漆、涂料和胶粘剂、溶剂型脱模剂17。1.3.4异味物质人类长期处于异味物质的环境中，同样也会对人体产生各种各样的伤害，其中最明显的就是感官上的刺激18。另外，也会使得人们的生产生活质量下降。1.4污染测定实验使用Sqc1000 型大气采样器提供采集动力于采样前和采样后用一级皂膜流量计校准采样系统的进气流量误差不超5；将大型气泡吸收管和溶剂解析型硅胶管作为本文实验的空气采集器。实验开始前选择具有代表性的房间先采集空气，然后将该房间关闭门窗至少12 h，采样中需要紧闭门窗，采样的高度设置为11.5 m，采样的流量为0.5 L/min，采样时间为45 min，并且对于每个采样点都设置相应的空瓶作为样品。收集300个检测样品，分别对甲醛、二甲苯、氨等有害气体的含量进行仔细地检测，每一种检测使用60个样本。（1）甲醛和氨的采集。使用大气泡吸收管作为采集器，而剩下的苯、甲苯、二甲苯采用热解析型硅胶吸收管作为采集器；（2）所采用的实验室检验方法。氨：纳氏试剂分光光度法；甲醛：4-氨基-3-联氮-5-巯基-1，2，4-三氮杂茂分光光度法；苯、甲苯、二甲苯：气相色谱法；（3）研究对象。将每一栋楼的常住人员作为研究对象，对其发放相应的问卷调查表。调查在居住期间有没有出现不适的症状，或者对新家有没有进行空气净化等等。如果同一栋楼房中有超过一半数的居民，在居住期间内出现了各种不适应的症状，那么就可以断定该住宅为自觉症状阳性住处19。然后将调查对象的实验时间分别定在冬春季和夏秋季。冬春季的时间定为当年的10月到明年的3月；夏秋季的时间定为当年的4月份到9月份。2结果与分析2.1检测总体情况对检测结果的总体数据从不同层面进行研究，结果如图2所示。100806040200比率/%100806040200平均数量/（10-5g m-3）甲醛苯甲苯 二甲苯氨污染物种类平均浓度合格人数通过率图2总体样本检测结果Fig.2Overall sample test results空气污染物检测的合格样本为：甲醛16个，苯55个，甲苯21个，二甲苯44个，氨39个。在检测的300个样品中，总合格率为58.3，甲醛样本合格率为26.7%，苯样本合格率为91.7%，甲苯合格率35%，二甲苯合格率73.3%，氨合格率为65%；对甲醛与甲苯样品的合格率最低，表示对甲醛与甲苯的收集方式效果不佳，或者对于这2类污染物的收集难度较大。2.2不同的检测季节与污染物浓度的关系污染物浓度同样也会受到季节的影响，具体检测结果如图3所示。从图3中可以发现，甲醛在春秋季节的超标率最高，接下来是冬夏季；在平均浓度上，也是春秋季最84学术论文粘接书书书智能设计检测?年?月第?卷第?期?Academic papers材料科技应用高。苯在冬夏季的超标率和平均浓度最高；甲苯在春秋季的超标率和平均浓度最高；二甲苯在春秋季的超标率最高，在冬夏季的平均浓度最高；氨在冬夏季的超标率和平均浓度最高。而在问卷调查中也得知，春秋季节居民出现的咳嗽以及呼吸道感染症状的阳性率为48.0，大约有一半的人在不同程度上出现了呼吸道上的问题；另外，皮肤出现不同程度上的过敏及眼睛部位有刺痛感的阳性率为53.0，头部不适、伴有乏力、头疼等症状的阳性率为23.0。由此可知，室内建筑材料的选用对于人体的健康具有重要的影响，选择好的建材至关重要。2.3减少室内木质建筑材料的污染从上述的调查中可以明显的观察到，选择合适的室内建筑材料对之后消费者的影响比较大。因此消费者在选购家具时，首先应考虑其实用性，在儿童房、老人房或者比较容易生病的居住者房间中摆放较少的家具，家具越多，释放的有毒化学物质就越严重。再则，每天早晨起床之后要打开房间的窗户进行通风换气，保持气体的流动性。还有选择家具时一定要去正规且名气较大的家居城进行购买，这样不但能保证商品的质量，而且还会有一个很好的售后服务。最好选择实木、等纯天然无污染性的家具、人造板、胶合板制作的家具，尤其需要关注的点在于，消费者在购买的时候一定要看家具、地板等是否全部都做了密封处理，因为如果封密的不严实，消费者购买回去在使用过程中，家具就会释放出危害身心健康的有毒物质。而严密的封边就会把甲醛、VOC等物质密闭在建材内部，不会污染到室内的空气20。如果商家允许或者自己具备一定的防范意识，在购买的时候可以向商家索要对应商品的质检合格证书，家具购买回去搬进房间之后，最好搁置至少3个月以上，敞开柜门，将有害物质进行更好的释放，再考虑使用。3结语研究了室内木质建材对于室内空气质量的影响，介绍了建筑室内设计的概念与要求，分析了木质室内建筑材料的成分与污染来源，主要污染物有甲醛、重金属、VOC、苯、甲苯、室内异味等，针对室内木质建材的污染问题与季节对污染的影响采集了300个样本，进行实验测定，提出了减少家具对室内环境污染的方法，为今后的木制建材污染与防控研究提供了新的角度。【参考文献】1李中亚.基于人体工程学的实木家具设计初探J.林产工业，2020，337（5）：86-88.2赫亮.木质材料对室内空气品质影响的概述J.辽宁林业科技，2021，2（1）：49-52.3姬瑞华，李凌.建筑装修材料对室内空气环境污染的有效预防分析J.江西建材，2020，2（9）：223-225.4张晓波，马红青，许俊.木家具中高关注度挥发性有机化合物研究J.质量与标准化，2020，2（5）：43-45.5吕游.室内设计中软装饰与室内设计风格的营造分析J.大众标准化，2023，388（4）:122-124.6许文娟.基于生态理念的室内设计评 生态视角下的室内设计策略新论 J.环境工程，2021，39（5）:255-256.7王毅超，周庆.木质建材在当代建筑中的发展趋势J.中国建材科技，2022，1（2）：86-91.8吴斌.软装饰材料性能评价及其在室内环境设计中的融合分析J.粘接，2021，45（1）:102-104.9黄小炜.木质工程材料在木结构建筑中的设计与应用J.居舍，2020，2（10）：28-28.10丁瀚文.建筑结构主体中的绿色建筑材料对周围环境的影响J.中国建材科技，2020，29（2）：17-18.11俞雷.室内装修环保材料制备及在视觉传播中的应用J.粘接，2021，48（10）:123-126.12宫玮，吴景山.发展绿色建筑 助力无废城市建设J.绿色建筑，2023，15（1）:78-80.13李锐，岳茂增，宋玉峰，等.浅析人造板与木质家具中甲醛、TVOC释放量以及污染的降低、防范对策J.绿色环保建材，2019，1（2）：14-15.14李永振，郭瑞华，王涛，等.用于建材污染物检测的环境舱内舱设计及低本底特性验证J.环境工程学报，2021，15（5）：1645-1651.15王富俊，李俊玲，赵惠霞.绿色设计理念下皮革材料在现代室内设计中的创新应用J.中国皮革，2022，51（10）:99-101.16胡晓丽.室内建筑装修材料化学污染对室内空气污染的影响研究J.当代化工.2017（5）.975-978.17乔俊，孙学明，李志芬，等.居民对室内空气质量安全认知程度的调查研究J.环境科学与管理，2017，42（7）:107-110.18傅一笑.生态住宅室内装修的绿色环保建材应用探讨J.四川建材，2022，48（4）:51-52.冬夏平均浓度春秋季平均浓度冬夏季超标率春秋季的超标率污染物种类超标率/%平均浓度/（10-2mg m-3）8070605040302010080706050403020100甲醛苯甲苯 二甲苯氨图3不同季节污染物的检测结果Fig.3Detection results of pollutants in different seasons85