上海地区地下公场所热环境状况调查

上海地区地下公共场所热环境状况调查摘要：热舒适与室内空气品质已经逐渐成为人们关心的话题。本文对上海地铁的热环境状况进行了研究，发现各个站点的粉尘浓度超标均很严重，对人体的危害很大。另外，本文还对“病态建筑综合症”（SBS）进行了一定研究。发现某些污染物浓度的超标和人们对环境的不舒适感都会引发SBS相关症状的发病率上升。最后，针对地铁空气品质的改善，笔者提出了自己的建议。关键字：热环境热舒适中性温度空气品质病态建筑综合症0引言随着经济技术的发展和生活水平的不断提高，公共场所热舒适状况与室内空气品质，已逐渐成为人们关注的话题。上海地铁一号线已经运行多年，而地下站台的热环境状况也与人们的健康生活息息相关。因此，笔者对地铁一号线沿线的数十个站点进行了一番调查。其目的在于：收集上海地铁热环境的相关资料﹑客观评价各地铁站的污染物浓度是否符合相关标准并提出改进建议。本文采用实测方法，对上海地铁交通的热环境参数进行实地测量并对人们的热舒适感觉进行问卷调查，同时结合PMV模型进行数据处理，以此分析上海地区地下轨道交通热舒适的现状。对于室内空气品质，本文将测量各地铁站台污染物浓度，并结合SBS症状进行分析研究，提出相关建议。1研究方法1.1样本选择选择地铁一号线，从首个地下车站上海南站站开始沿线依次调查了15个车站，至上海马戏城站结束。调查问卷采用抽样调查的方法，分别向地铁站厅的店员或站厅和站台的乘客发放调查问卷，在对象填写问卷的过程中测量记录下此刻的环境参数与相关污染物浓度。最终共完成问卷801份，得到了801个人体热反应样本。1.2数据采集测量时间为2005年4月7日至4月24日，主要集中在上午9：00～12：00与下午13：00至16：00之间。根据上海地铁平时的客流规律，基本上是处于均值时段。调查小组由2人组成，其中一人负责指导受试者填写问卷调查表，另外一人负责测量此刻的热环境参数与污染物浓度。1.2.1环境参数与污染物浓度测量本次测量的热环境参数包括空气温度、辐射温度、相对湿度与空气流速4项；污染物浓度包括CO、CO2、甲醛、粉尘。其中对粉尘的测量分别采用三种滤嘴进行：PM10（粉尘颗粒直径小于10μm）、PM2。5、PM1。0。空气温度、湿度、CO、CO2浓度采用美国TSI公司的Q-TRAK8551室内空气质量检测仪进行测量。粉尘浓度的测量采用美国TSI公司的DUSTTRAK8520粉尘测定仪。甲醛浓度测量采用英国PPM-Technology公司生产的PPM-400甲醛检测仪。风速的测量采用德国Testo415风速仪。辐射温度采用黑球温度计测量，直径150mm，精度0.1℃。1.2.2主观调查请受试者填写调查表并对地铁热环境与空气品质做主观评价，内容包括：（1）受试者的背景情况，如性别、年龄、类型（行人或店员）。（2）调查时刻人员的热感觉。（3）空气状况调查，如潮湿程度、空气洁净度等。（4）舒适度、期望度调查。（5）“病态建筑综合症”调查，包括头疼、头晕、想睡觉、鼻子痒、眼睛刺激、皮肤痒、疲劳。2热舒适调查结果与分析2.1人员背景对801名受试者的背景进行了统计。其中男性467名（58.3%），女性334名（41.7%）；受试者平均年龄为29.3岁；受试者中大部分为候车的行人。2.2热环境参数分布总体的热环境参数统计结果见表2-1。其中为空气温度，为辐射温度，为操作温度(空气温度与辐射温度的平均值)，φ为相对湿度，v为空气流速。表2-1总体热环境参数统计表℃℃℃φ%vm/s平均值23.623.623.653.50.13标准偏差1.871.841.847.780.13最大值27.426.927.267.51.78最小值19.920.420.335.60.01操作温度主要分布在两个区域，即21～21.5℃与23.5～25℃，占总体样本的70.3％，而21～21.5℃的较低操作温度主要集中在新投入使用的上海南站站点以及北延升段的三个新站点中山北路站、延长路站和马戏城站。92.8％样本的空气流速0.35m/s。2.3中性温度与期望温度本次问卷调查考察了人们主观热感觉的投票。是按照ASHRAE七点表度进行的热感觉投票：1.热，2.暖，3.稍暖，4.舒适，5.稍凉，6.凉，7.冷。根据该投票值可反映出何种环境温度为人们普遍接受的通常温度。以操作温度为自变量，以该温度对应的热感觉投票值为因变量作图进行回归分析，线性拟合的结果见图2-1线性回归方程如下：平均热感觉投票值＝0.180－3.604。式中代表操作温度。令平均热感觉投票值为零，得热中性温度为20.02℃(以操作温度表示)。人体对环境的热感觉以及对目前所处环境的期望，区别开了中性温度和期望温度。图2-2期望温度计算统计某一温度区间内（0.5℃为组距），期望环境温度比此刻稍暖或稍冷的人数占总人数的百分数。期望稍冷的点为冷期望点，期望稍暖的点为热期望点，分别进行回归分析得图2-2。由两曲线交点得期望温度约为20.7℃(以操作温度表示)，与中性温度的值相近。2.4热接受率把热环境的舒适区定义在有80％的人可接受的范围内，认为热感觉投票值在-1～＋1之间的都对热环境表示接受。因此统计每0.5℃内热感觉投票值在-1～＋1的频数，可估计出80％的人可接受的舒适区。相关的投票频数和二阶回归曲线见图2-3。对应的80%可接受的温度范围的上限为23.2℃。2.5与热舒适区比较首先可将中性温度、期望温度与80％的人接受的温度上限转化为标准有效温度指标[1]。查阅文献[1]的热舒适图，中性温度20.02℃与期望温度20.7℃转化为标准有效温度约为22℃。80％的人接受的温度上限23.2℃转化为标准有效温度约为25℃。再查ASHAREhandbook（1993）[2]中的舒适区，冬季的舒适区为20～22.9℃，夏季的舒适区为22.8～26.1℃，发现中性温度、期望温度略低于夏季标准，可接受温度上限低于夏季舒适区上限。经分析可能有以下原因：1）实测时间在4月，接近夏季。2）地下建筑缺少通风，人们更偏爱于较低的温度来消除闷热感。同时从较高温的室外转入地下，人们希望在短暂的停留时间中从温度较大幅度的动态变化中获得舒适、愉快感。3）ASHARE标准是欧美国家制定的，我国与欧美国家的经济发展水平不同，人民生活水平、经济承受能力不同，人们对热环境的心理适应、期望值不同。3空气品质与SBS3.1室内空气品质标准根据我国的大气环境质量标准GB/T18883-2002(1h均值)和一些较先进国家和地区建议室内空气标准[3]，列出了一套标准建议值作为地铁室内空气品质客观评价的标准[4]。见表3-1。表3-1地铁室内空气品质客观评价标准温度18－28℃相对湿度30－70%一氧化碳10mg/mm3二氧化碳1000ppmm甲醛0.1mg//m3可吸入粉尘PMM100.15mgg/m3可吸入粉尘PMM2。50.065mmg/m333.2室内污染物客观评价3.2.1甲醛与一氧化碳地铁车站的甲醛来自于建筑材料、装饰物品，由于地铁一号线已经投入运行多年，甲醛已经得到有效的挥发，各站点符合标准建议值。北延升线上新投入使用的三个站点的甲醛浓度也很低，说明在建筑材料的选择和验收把关的工作上是做得很严格的。地铁车站内部不存在燃烧现象，因此站台站厅的一氧化碳浓度保持在0－4ppm的水平上，远低于标准建议值。3.2.2二氧化碳徐家汇、黄皮南路、人民广场、新闸路等许多站的二氧化碳均偏高，接近或超过标准值。人民广场的最大值甚至达到了1400ppm。主要因为这些站点的人流量比较大，站台候车的人流密度比较集中，导致空气中二氧化碳含量的积累，且由于地铁建筑密闭的特殊性，站台的二氧化碳一时很难排出，所以导致超标比较严重。3.2.3粉尘各地铁站点的粉尘浓度基本均超标比较严重。分析原因，粉尘可能主要来自隧道和空调系统，悬浮于空气中，较难排出室外。而且当有列车驶入站台时，粉尘测试仪指数都有一定的增加，说明隧道中含有大量粉尘。人流量大的车站，粉尘浓度也普遍较大。PM10、PM2。5超标程度分别达到了1.1～5.4倍、1.5～10.9倍，而且，从图3-1来看，直径<10μｍ的粉尘颗粒中，直径<1μｍ的颗粒更是占到了很大一部分，其更容易进入人体内，对人体健康是一种很大的危害，需要引起有关部门的重视。图3-1粉尘浓度站点分布图3.3室内污染物与SBS症状我们尝试寻找CO2浓度与SBS症状的一些相关性，因此我们挑选了四个CO2浓度最高的站点（均超过1000ppm）以及四个CO2浓度最低的站点进行比较。结果发现对于头晕、想睡觉、疲劳这三种SBS症状，低CO2浓度站点调查表中，选择“无该症状”的