第九章建筑环境测量-2014

1、第九章第九章 建筑环境测量建筑环境测量 本章主要内容本章主要内容空气中气体污染物的测量空气中气体污染物的测量环境噪声测量环境噪声测量氧量测量氧量测量vGB/T 16146-1995 住房内住房内氡氡浓度控制标准浓度控制标准vGB/T 16127-1995 居室空气中居室空气中甲醛甲醛的卫生的卫生标准标准vGB/T 17097-1997 室内空气室内空气SO2卫生标准卫生标准vGB/T 17094-1997 室内空气室内空气CO2卫生标准卫生标准vGB 50325-2001 室内空气质量卫生规范室内空气质量卫生规范v民用建筑工程室内环境污染控制规范民用建筑工程室内环境污染控制规范v室内环境质量评

2、价标准室内环境质量评价标准v室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量释放限量室内装饰装修材料溶剂型木器室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量涂料中有害物质限量室内装饰装修材料室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量内墙涂料中有害物质限量室内装饰装修室内装饰装修材料胶粘剂有害物质限量材料胶粘剂有害物质限量及及室内装饰装室内装饰装修材料木家具有害物质限量修材料木家具有害物质限量vGB/T 18883-2002 室内空气质量标准室内空气质量标准 第1节 空气中气体污染物的测量vCO和和CO2的测量的测量vSO2的测量的测量v测量方法测量方法不分光红外吸收法

3、不分光红外吸收法电导法电导法气体色谱法气体色谱法间接冷原子吸收法间接冷原子吸收法一、一、CO和和CO2的测量的测量不分光吸收式红外线气体分析仪不分光吸收式红外线气体分析仪工作原理工作原理：利用被测气体对红外光有选择吸收特性：利用被测气体对红外光有选择吸收特性（特征吸收）来进行定量分析（特征吸收）来进行定量分析0klcII e1、比尔定律比尔定律I透射的特征波长红外光强度透射的特征波长红外光强度I0入射的特征波长红外光强度入射的特征波长红外光强度k被测组分对特征波长的吸收系数被测组分对特征波长的吸收系数l入射光透过被测样品的光程入射光透过被测样品的光程c样品中被测组分的浓度样品中被测组分的浓度2

4、、组成组成红外线气体分析器的基本组成红外线气体分析器的基本组成红外光源红外光源切光片切光片滤光镜滤光镜测量气室测量气室参比气室参比气室遮光板遮光板电容微音器电容微音器固定金属片固定金属片金属薄膜金属薄膜接收室接收室v红外光源：为直径红外光源：为直径0.5mm的镍铬丝，被加热到的镍铬丝，被加热到600-1000，可得到波长，可得到波长2-10m的红外线。的红外线。v切光器：获得交变信号，减少信号漂移。切光器：获得交变信号，减少信号漂移。v气室：气室：参比气室、测量气室参比气室、测量气室。参比气室内充氮气，。参比气室内充氮气，测量气室内充测量气体，射入接收室的光的强度减测量气室内充测量气体，射入接

5、收室的光的强度减弱与被测组分的浓度有关弱与被测组分的浓度有关v光检测器：为光检测器：为薄膜电容微音器薄膜电容微音器，接收室充满等浓度，接收室充满等浓度的的CO气体，被电容的金属薄膜将接收室分成等容气体，被电容的金属薄膜将接收室分成等容积的两个接收室，距离薄膜积的两个接收室，距离薄膜0.05-0.08mm有一定片，有一定片，这样组成一电容器。这样组成一电容器。电容量的大小与被测组分的浓电容量的大小与被测组分的浓度有关度有关。二氧化碳分析仪二氧化碳分析仪 (HK-6004)(HK-6004)HK6004 二氧化碳监测仪采用国外红外非分光二氧化碳监测仪采用国外红外非分光(NDIR)传感器和先进微处理

6、器，具有测量准确和稳传感器和先进微处理器，具有测量准确和稳定性好的特点。适用于食品、医药、化工以及环保等定性好的特点。适用于食品、医药、化工以及环保等行业应用。行业应用。二氧化碳分析仪二氧化碳分析仪 (HK-6004)(HK-6004)主要主要技术指标技术指标检测范围检测范围: : 0-2,000，0-5,000，0-50,000 ppm 测量精度：测量精度： +/- 40 ppm + 3% 读数读数 温度系数温度系数: : 0.2% F.S. / C 重复性：重复性： 1% F.S. 响应时间：响应时间：T90 60 秒秒 预热时间：小于预热时间：小于 2 分钟分钟工作环境：工作环境：0-5

7、0 ；0-95% RH设备尺寸：设备尺寸：20090220 mm 紫外荧光法工作原理紫外荧光法工作原理：通过：通过测荧光波长和强度建立起测荧光波长和强度建立起来的定性、定量方法来得到来的定性、定量方法来得到SO2量量klceII0透射透射光强度光强度被被吸收吸收的光量的光量)1 (00klceIII0FII荧光强度荧光强度F荧光效率荧光效率二、二氧化硫的测量二、二氧化硫的测量 常用测量方法有常用测量方法有紫外荧光法紫外荧光法、库仑滴定法、电、库仑滴定法、电导法、分光光度法、火焰光度法等导法、分光光度法、火焰光度法等0(1)klcIe当荧光物质的浓度很稀，被吸收的光不超过总量当荧光物质的浓度很稀

8、，被吸收的光不超过总量的的2%，且，且klc不大于不大于0.05，上式可简化为：，上式可简化为： 0()FKIklc荧光的强度与荧光的强度与SO2浓度成正比，只要得到荧光的浓度成正比，只要得到荧光的强度，即可得到强度，即可得到SO2浓度浓度0(1)klcFIe荧光强度荧光强度F测量荧光装置的几何结构系数测量荧光装置的几何结构系数影响测量影响测量精度精度的因素的因素v水分：一方面水分：一方面SO2可溶于水，另一方面可溶于水，另一方面SO2遇水产生荧光猝灭，导致负误差遇水产生荧光猝灭，导致负误差方法：方法：半透膜渗透法或反应室加热法半透膜渗透法或反应室加热法v芳香烃化合物：芳香烃化合物在芳香烃化合

9、物：芳香烃化合物在190-230nm紫外光激发下发射荧光造成正误差紫外光激发下发射荧光造成正误差方法：方法：特殊吸附剂的过滤器特殊吸附剂的过滤器 紫外荧光式二氧化硫分析仪工作原理图紫外荧光式二氧化硫分析仪工作原理图1-紫外光源紫外光源 2、4-透镜透镜 3-反应室反应室 5-激发光滤光片激发光滤光片 6-发射光滤光片发射光滤光片 7-光电倍增管光电倍增管 8-放大器放大器 9-指示表指示表注意注意：使用前用标准：使用前用标准SO2气体标定，应安装在温度气体标定，应安装在温度变化不大、灰尘少，清洁干燥的地方变化不大、灰尘少，清洁干燥的地方N46-APSA-360CE二氧化硫分析仪性能指标性能指标

10、: v测量范围测量范围: 0-0.1,0.2,0.5和和 1.0ppm及其它及其它v最低检测极限最低检测极限:0.001ppmv响应时间响应时间:120秒秒v零点漂移零点漂移:1%全量程全量程/天天v全程漂移全程漂移2%全量程全量程/天天 特点特点: v消除了水气干扰消除了水气干扰 v碳氢隔膜，消除了碳氢隔膜，消除了HC干扰干扰 v无可移动部件，增加高可靠性无可移动部件，增加高可靠性 v有压力温度补偿有压力温度补偿 v荧光探测量，使测量灵敏度高荧光探测量，使测量灵敏度高 v结构设计坚固耐用可以安装使用于汽车，货车上结构设计坚固耐用可以安装使用于汽车，货车上 v易于安装和维修易于安装和维修第第2

11、节节 空气含尘浓度及生物微粒的测量空气含尘浓度及生物微粒的测量v空气中的总悬浮颗粒物空气中的总悬浮颗粒物(TSP)悬浮颗粒悬浮颗粒 (10m)，又称可吸入颗粒物，又称可吸入颗粒物沉降颗粒沉降颗粒(10100m)v浓度浓度表示方法表示方法计重浓度计重浓度 (mg/m3)计数浓度计数浓度 (粒粒/m3)沉降浓度沉降浓度 (mg或粒或粒/m3.h)v测量仪器：测量仪器：TSP采样器采样器由采样夹、流量计、采样由采样夹、流量计、采样管及采样泵组成管及采样泵组成一、总悬浮颗粒物的测量一、总悬浮颗粒物的测量中流量中流量TSP采样器采样器1-流量计流量计 2-调节阀调节阀 3-采样泵采样泵4-消声器消声器

12、5-采样管采样管 6-采样头采样头 v计重浓度计重浓度式中：式中：TSP总悬浮颗粒，总悬浮颗粒，mg/m3 W阻留在滤膜上的阻留在滤膜上的TSP的质量，的质量，mg/m3 Vn标准状态下的采样流量，标准状态下的采样流量，m3/min t采样时间，采样时间，minnWTSPVtv注意事项注意事项采样前，必须采样前，必须校准流量计校准流量计，采样时准确保持稳，采样时准确保持稳定的流量定的流量称量空白及采过样的滤纸时，称量空白及采过样的滤纸时，采样环境及操作采样环境及操作步骤必须相同步骤必须相同采样时必须将采样器旋紧，以防止样品从旁侧采样时必须将采样器旋紧，以防止样品从旁侧进入采样器进入采样器v测量

13、方法：测量方法：撞击式撞击式-称重法（称重法（GB/T17905-1997）光散射光散射式测尘法式测尘法v光散射式粒子计数器光散射式粒子计数器原理原理：光照射空气中微粒引起：光照射空气中微粒引起光散射光散射现象，经现象，经光电器件转换为电信号。通过测量散射光的强光电器件转换为电信号。通过测量散射光的强度来得到微粒的大小度来得到微粒的大小二、可吸入颗粒物的测量二、可吸入颗粒物的测量kudnp粒径与输出电信号的关系：粒径与输出电信号的关系：仪器系数，仪器系数，1.82转换系数转换系数粒子计数器工作原理示意图粒子计数器工作原理示意图1-光源光源 2-透镜组透镜组 3-浮游微粒浮游微粒 4-检定空间检

14、定空间 5-光电倍增管光电倍增管 6-透镜组透镜组 7-放大器放大器 J-73型粒子计数器部分粒径范围（型粒子计数器部分粒径范围（m）档别档别0.30.40.50.60.81.01.2粒径范围粒径范围0.32560.42610.42610.50000.50000.60670.60670.73490.73490.89180.89181.0671.067注：以注：以0.5m标准粒子标定的粒径范围标准粒子标定的粒径范围v测定方式：测定方式：单记单记和和总记总记单记单记 测定测定某一粒径某一粒径档别的微粒数量档别的微粒数量总记总记 测定测定粒径大于某一档别粒径大于某一档别的微粒总数的微粒总数v样气的稀

15、释样气的稀释进入测量区的微粒必须一个一个通过，如果有进入测量区的微粒必须一个一个通过，如果有2粒或粒或2粒以上同时进入时，由于光散射脉冲信号粒以上同时进入时，由于光散射脉冲信号重叠，可能使计数的粒数减少，粒径增大。当采重叠，可能使计数的粒数减少，粒径增大。当采样浓度接近或超过样浓度接近或超过105粒粒/L时，应使用稀释系统，时，应使用稀释系统，则浓度测定值乘以稀释倍数即为实际浓度则浓度测定值乘以稀释倍数即为实际浓度v光散射式粒子计数器的类型光散射式粒子计数器的类型白炽灯白炽灯 适于适于0.3 m以上微粒以上微粒激光激光 可以测定可以测定0.1 m以下的微粒，如以下的微粒，如ASAS-X型粒径分

16、辨极限可达型粒径分辨极限可达0.007 mv测定方法：测定方法：沉降法、撞击法沉降法、撞击法和和过滤法过滤法三、生物微粒的测量三、生物微粒的测量第节第节 环境噪声测量环境噪声测量噪声？噪声？人们不愿意听到的任何声音人们不愿意听到的任何声音v噪声危害：噪声危害：对听觉器官的损害、对正常生活的影对听觉器官的损害、对正常生活的影响、降低劳动生产率、能造成生物死亡、损坏建筑响、降低劳动生产率、能造成生物死亡、损坏建筑物物 v测量仪器：测量仪器：声级计声级计、声级频谱仪、声级记录、声级频谱仪、声级记录仪、噪声统计分析仪仪、噪声统计分析仪v声级计：声级计：由传声器、放大器、哀减器、频率由传声器、放大器、哀

17、减器、频率计权网路、计权网路、RMS检波器和显示等部分组成检波器和显示等部分组成声级计原理框图声级计原理框图 声级计分类声级计分类v按表头响应灵敏度按表头响应灵敏度慢慢 表头时间常数为表头时间常数为1000ms，一般用于测量，一般用于测量稳稳态噪声态噪声，测得的数值为有效值，测得的数值为有效值快快 表头时间常数为表头时间常数为125ms，接近人耳对声音的，接近人耳对声音的反应，一般用于测量波动较大的反应，一般用于测量波动较大的不稳态噪声不稳态噪声和和交通运输噪声交通运输噪声等等脉冲或脉冲保持脉冲或脉冲保持 表头时间常数为表头时间常数为35ms，用于，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，如测量持续时

18、间较长的脉冲噪声，如冲床冲床、按锺、按锺等，测得数值为最大有效值等，测得数值为最大有效值峰值保持峰值保持 表头时间常数为表头时间常数为20ms，用于测量持，用于测量持续时间很短的脉冲噪声，如续时间很短的脉冲噪声，如枪枪、炮和爆炸所产炮和爆炸所产生的声音生的声音，测得数值是峰值，即最大值，测得数值是峰值，即最大值v按精度等级分类按精度等级分类0型型 标准声级计标准声级计1型型 实验室用精密声级计实验室用精密声级计2型型 一般用途的普通声级计一般用途的普通声级计3型型 噪声监测的普及型声级计噪声监测的普及型声级计v4种类型的声级计的各种性能指标具有同样的中心种类型的声级计的各种性能指标具有同样的中

19、心值，仅仅是值，仅仅是容许误差容许误差不同。根据不同。根据IEC 651标准和国标准和国家标准，家标准，4种声级计参考频率、参考入射方向、参种声级计参考频率、参考入射方向、参考声压级和基准温湿度等条件下，允许的固有误差考声压级和基准温湿度等条件下，允许的固有误差如下表如下表声级计类型声级计类型0123固有误差固有误差0.40.71.01.5v环境噪声测量应采用精度为环境噪声测量应采用精度为2型以上型以上的积分的积分式声级计及环境噪声自动监测仪器。测量仪式声级计及环境噪声自动监测仪器。测量仪器和声校准器应按规定定期检定，测量前后器和声校准器应按规定定期检定，测量前后使用声校准器校准测量的示值偏差

20、应不大于使用声校准器校准测量的示值偏差应不大于2dBv建筑噪声测量方法建筑噪声测量方法测量时间测量时间测量条件测量条件测点布置测点布置v建筑噪声测量方法建筑噪声测量方法测量时间测量时间：应在昼间和夜间分别进行，一般应：应在昼间和夜间分别进行，一般应选择白天（选择白天（6:00 22:00)和夜间（和夜间（22:00 6:00)时间段内。办公室白天测量时间应人员上班时时间段内。办公室白天测量时间应人员上班时间段间段8:00 12:00和和14:00 18:00；住宅夜间应；住宅夜间应在睡眠时间段，选择在睡眠时间段，选择23:00 5:00测量条件测量条件：无雨、无雪的天气条件下进行，测：无雨、无

21、雪的天气条件下进行，测量过程中保持窗户开启，风速高于量过程中保持窗户开启，风速高于5m/s停止测停止测量；采样时测点距墙面和其他主要反射面不小量；采样时测点距墙面和其他主要反射面不小于于1m，距地板上，距地板上1.21.5m，离窗户约，离窗户约1.5m测点布置测点布置v测点布置测点布置公共场所公共场所：对较小场所：对较小场所(100m2)声源（或一侧墙）中声源（或一侧墙）中心划一直线至对侧墙壁中心，在此直线上取均心划一直线至对侧墙壁中心，在此直线上取均匀分布匀分布3点为监测点点为监测点生产环境生产环境：测量高度应根据人耳高度取：测量高度应根据人耳高度取1.21.5m，测点数量取决于待测环境的噪

22、声级差，测点数量取决于待测环境的噪声级差，各点噪声级差小于各点噪声级差小于3dB建筑设备建筑设备：测量布置在人员活动范围内，测点：测量布置在人员活动范围内，测点到声源的距离应取比声源的最大外形尺寸稍大到声源的距离应取比声源的最大外形尺寸稍大些位置，并取整为些位置，并取整为0.3，0.5，1.0m（最大为（最大为1.0m），测点应能表征设备在各方向上的分布），测点应能表征设备在各方向上的分布情况情况我国的室内噪声标准我国的室内噪声标准 房间类型房间类型NR(dB)A声级声级dB(A) 卧室、书房、病房卧室、书房、病房 3545 4050 起居室起居室4045 4050 语言教室语言教室 35 4

23、0 一般教室一般教室45 50 门诊室门诊室5055 5560 手术室手术室4045 4050 宾馆客房宾馆客房3045 3550 会议室会议室30 35 学术报告厅、阅览室学术报告厅、阅览室 25 30 室内乐、演唱厅室内乐、演唱厅20 25 办公室办公室35 40 宴会厅宴会厅35 40第第4节节 氧量的测量氧量的测量 常用氧量测量方法：常用氧量测量方法：热磁法热磁法和和氧化锆法氧化锆法一、热磁法一、热磁法v 磁化磁化：介质处于外磁场中，受到力和力矩的作用：介质处于外磁场中，受到力和力矩的作用而显示出磁性的现象而显示出磁性的现象顺磁性顺磁性气体：氧、甲烷气体：氧、甲烷逆磁性逆磁性气体：大部

24、分气体气体：大部分气体v 磁化率：磁化率：气体的磁化强度与外磁场强度之比称为气体的磁化强度与外磁场强度之比称为磁化率磁化率1、原理原理：在具有温度梯度和磁场梯度的环境中，当：在具有温度梯度和磁场梯度的环境中，当存在顺磁性气体时，由于气体局部温度升高，使气存在顺磁性气体时，由于气体局部温度升高，使气体的磁化率下降，体的磁化率下降，利用磁化率与温度间的关系测定利用磁化率与温度间的关系测定气体中某种成分含量气体中某种成分含量的方法的方法 顺磁性气体的顺磁性气体的比磁化率比磁化率x与气体与气体体积磁化体积磁化率率k之间关系之间关系式中：式中：C居里常数居里常数 T气体的热力学温度，气体的热力学温度，K

25、 修正系数，大多数顺磁性物质为修正系数，大多数顺磁性物质为0 气体的密度，气体的密度，kg/m3CkxT pMRT2CM pkR T20020Tpkkp T或或 互不发生化学反应的多组分混合气体，其互不发生化学反应的多组分混合气体，其体积磁化率体积磁化率kmix等于各单独组分体积磁化率等于各单独组分体积磁化率ki的加权和的加权和式中：式中：k氧气体积磁化率氧气体积磁化率 q氧含量的体积百分率氧含量的体积百分率 ki混合气体中混合气体中i组分的体积磁化率组分的体积磁化率 qi混合气体中混合气体中i组分的含量的体积百分比组分的含量的体积百分比 k混合气体中非氧组分的体积磁化率混合气体中非氧组分的体

26、积磁化率1(1)nmixiiikk qqkq k2、热磁氧传感器的、热磁氧传感器的结构结构v由取样装置、传感器和显示仪表组成由取样装置、传感器和显示仪表组成传感器传感器：将被分析气体的含氧量变化转变为电：将被分析气体的含氧量变化转变为电压信号压信号用用惠斯登电桥惠斯登电桥测量因被分析气体的含氧量变化测量因被分析气体的含氧量变化引起的热敏元件电阻变化引起的热敏元件电阻变化v分类分类内内对流式：用于小量程场合（如对流式：用于小量程场合（如0%1%O2或或98%100%O2）外外对流式：环境及烟气中氧量分析对流式：环境及烟气中氧量分析内对流式内对流式vr1,r2铂丝热敏元件作为铂丝热敏元件作为电桥桥

27、臂电桥桥臂v壳体为不导磁的材料壳体为不导磁的材料v永久磁钢产生非均匀磁永久磁钢产生非均匀磁场场内对流式热磁氧传感器内对流式热磁氧传感器v当被测气体中当被测气体中不含有氧气不含有氧气时，气体由环室两侧通时，气体由环室两侧通过，敏感元件环绕的空间没有气流过，敏感元件环绕的空间没有气流v当被测气体中当被测气体中含氧含氧时，氧气分子受到磁场吸引穿时，氧气分子受到磁场吸引穿敏感元件环绕的空间，使敏感元件环绕的空间，使敏感元件温度发生变化敏感元件温度发生变化v主要用于测量主要用于测量小量程小量程的场合的场合外对流式热磁氧传感器外对流式热磁氧传感器交流双电桥工作原理图交流双电桥工作原理图1、氧化锆氧化锆v氧

28、化锆氧化锆(ZrO2)在常温下具有单斜晶体结构，氧化在常温下具有单斜晶体结构，氧化锆晶体随着温度变化是不稳定的。在氧化锆晶体锆晶体随着温度变化是不稳定的。在氧化锆晶体加入少量的氧化钙加入少量的氧化钙(CaO)或氧化钇或氧化钇(Y2O3) 。在经。在经过高温处理，则其晶体变为不随温度变化的萤石过高温处理，则其晶体变为不随温度变化的萤石型立方晶体，是一种稳定的氧化锆材料型立方晶体，是一种稳定的氧化锆材料v在在600800时，掺有氧化钙的氧化锆材料，具时，掺有氧化钙的氧化锆材料，具有导电性，称为固体电解质有导电性，称为固体电解质氧化锆管结构氧化锆管结构1-掺杂有氧化钙的氧化锆材料掺杂有氧化钙的氧化锆

29、材料 2、3-铂电极铂电极 4-引线引线 2 2氧浓差电势氧浓差电势空气侧（正极）：空气侧（正极）：烟气侧（负极）：烟气侧（负极）：2242OeO2224OOe氧浓差电池原理氧浓差电池原理1-掺杂有氧化钙的氧化锆材料掺杂有氧化钙的氧化锆材料 2、3-铂电极铂电极 4-引线引线 5-氧离子氧离子式中：式中：R理想气体常数，理想气体常数，R=8.314J/(molK) T气体的热力学温度，气体的热力学温度，K n一个氧分子所得的电子数，一个氧分子所得的电子数，n=4 F法拉第常数，法拉第常数，F=96487C/mol pA参比气体（空气）的氧分压参比气体（空气）的氧分压 pC被测气体（烟气）的氧分压被测气体（烟气）的氧分压lnACRTpEnFpmV/lnln/AACCRTppRTEnFppnF若两侧气体的总压力相同，则上式可写成若两侧气体的总压力相同，则上式可写成3、注意事项注意事项v采取采取温度补偿或恒温温度补偿或恒温装置装置v使用中保持被测气体与参比气体使用中保持被测气体与参比气体