建筑室內(nèi)裝修甲醛污染分析及甲醛排放量預(yù)測(cè)研究

茍勝榮

摘? ? ? 要：為了保證室內(nèi)優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境和身體健康，充分認(rèn)識(shí)裝修過(guò)程中裝修污染物的來(lái)源，對(duì)裝修之后甲醛濃度的監(jiān)測(cè)分析和預(yù)測(cè)研究至關(guān)重要。分析房屋不同階段的甲醛污染情況，以指數(shù)平滑法為基礎(chǔ)，構(gòu)建甲醛濃度變化的預(yù)測(cè)模型，以實(shí)際工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行甲醛濃度變化預(yù)測(cè)分析。實(shí)例檢驗(yàn)結(jié)果表明：預(yù)測(cè)模型因其參數(shù)選擇的不同，預(yù)測(cè)結(jié)果略有差異，當(dāng)選擇合適的參數(shù)時(shí)，能得到較好的預(yù)測(cè)效果，指數(shù)平滑法當(dāng)a=0.7時(shí)預(yù)測(cè)精度最好，能較好的反應(yīng)甲醛濃度變化情況，驗(yàn)證了預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和可靠性，可為裝修之后甲醛監(jiān)測(cè)提供參考依據(jù)。

關(guān)? 鍵? 詞：室內(nèi)裝修;甲醛污染;指數(shù)平滑法;預(yù)測(cè)研究

中圖分類號(hào)：TQ 021.9? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ?文章編號(hào)： 1671-0460（2019）09-2158-04

Abstract： It is very important to fully understand the source of decoration pollutants in the process of decoration， monitor and predict the formaldehyde concentration after decoration in order to ensure the quality of indoor living environment. In this paper， the formaldehyde pollution in different stages was analyzed. Based on exponential smoothing method，the prediction model of formaldehyde concentration change was constructed. Based on the actual engineering monitoring data， the prediction and analysis of formaldehyde concentration change were carried out. The results of example test showed that the prediction results were slightly different due to the different parameter selection of the prediction model. When appropriate parameters were selected， better prediction results were obtained. The best prediction accuracy was obtained by exponential smoothing method when a=0.7. It can well reflect the change of formaldehyde concentration. The accuracy and reliability of the prediction model were verified， which can provide reference for formaldehyde monitoring after decoration.

Key words： Interior decoration; Formaldehyde pollution; Exponential smoothing method; Prediction research

隨著生活水平日益提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也越來(lái)越高，建筑裝飾裝修也越來(lái)越被重視[1]，木工板、乳膠漆、壁紙、油漆等材料應(yīng)用于室內(nèi)裝修中所產(chǎn)生的污染問(wèn)題日益突出[2-5]。然而，建筑建造與裝飾裝修過(guò)程中所采用的各種材料給室內(nèi)造成了極大的污染，造成室內(nèi)污染物質(zhì)含量超標(biāo)，嚴(yán)重威脅居住者的身體健康，長(zhǎng)期居住于裝修污染超標(biāo)的房屋內(nèi)，會(huì)引起鼻咽癌、白血病等多種疾病[6，7]。目前，關(guān)于國(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要是針對(duì)建筑室內(nèi)裝修污染的定性研究，少數(shù)研究采用定量研究手段針對(duì)單一的裝修材料開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室研究[8-10]，也有針對(duì)裝修之后室內(nèi)空氣開(kāi)展定期的取樣研究[11-17]。

以上研究都是針對(duì)室內(nèi)裝修污染來(lái)源及防治措施的定性分析，定量分析也是針對(duì)單一的裝修材料開(kāi)展單獨(dú)研究或者對(duì)裝修后室內(nèi)空氣開(kāi)展取樣研究，并且都是在在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。關(guān)于建筑房屋裝修完成之后室內(nèi)污染物的定量監(jiān)測(cè)及后期污染物持續(xù)排放量的預(yù)測(cè)研究甚少，眾所周知，裝修結(jié)束之后裝修污染物的排放周期很長(zhǎng)，在業(yè)主入住幾年之內(nèi)都會(huì)一直持續(xù)，不可能全過(guò)程定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此，對(duì)建筑裝修后室內(nèi)污染物排放量的預(yù)測(cè)至關(guān)重要。

1? 新房不同階段的甲醛污染分析

1.1? 交房、零裝修階段

在建筑房屋零裝修階段，也就是毛坯交付期，室內(nèi)污染物主要來(lái)自于建筑結(jié)構(gòu)各種原材料，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)主要有混凝土、砌筑砂漿、多孔磚或砌塊、防水材料、保溫隔熱材料等。

1.2? 基礎(chǔ)硬裝修階段

基礎(chǔ)硬裝修階段，主要進(jìn)行水電改造、廚衛(wèi)安裝、吊頂施工、墻壁涂料和壁紙施工、木地板和瓷磚的鋪設(shè)等工序。該施工階段所采用材料的好壞直接影響到后期甲醛的排放量。這一階段的污染物來(lái)源有以下幾方面。

（1）木板。陽(yáng)臺(tái)吊頂所用的桑拿板、地面木地板、櫥柜、衣柜等會(huì)大量采用人造板材，諸如刨花板、中密度板、細(xì)木工板（大芯板）、膠合板，以及防火板等，這些板材是通過(guò)對(duì)邊角廢料加入膠粘劑制作而成，都會(huì)由于使用脲醛膠粘接而產(chǎn)生大量的甲醛，是主要污染源之一。

（2）其他裝修材料。主要包括廚衛(wèi)集成吊頂采用的鋁扣板、壁紙、地磚等，這些材料在后期使用過(guò)程中會(huì)散發(fā)出刺激性氣味的砌體，含有大量的甲醛，造成室內(nèi)空氣污染，危害身體健康。

（3）乳膠漆。乳膠漆由于其不發(fā)霉、可擦洗等優(yōu)點(diǎn)，在裝修中被大量采用，是室內(nèi)產(chǎn)生甲醛的主要裝修材料。

（4）膠水。裝修過(guò)程中大量使用膠水，比如貼壁紙所用的糯米膠、刮膩?zhàn)硬捎玫哪佔(zhàn)幽z以及其他部位所用的玻璃膠等，都是甲醛污染的主要來(lái)源，在裝修污染重占比最大。

（5）油漆。油漆中包含有大量的重金屬，對(duì)人體傷害很大，目前家庭裝修中已很少采用。

1.3? 基礎(chǔ)軟裝修階段

基礎(chǔ)軟裝修階段主要進(jìn)行軟包施工、窗簾安裝、家具和電器的購(gòu)置等。該階段的污染除了基礎(chǔ)硬裝修所帶來(lái)的污染之外，主要是由于軟包材料、窗簾布藝所用的染料揮發(fā)所致。

1.4? 裝修結(jié)束階段

該階段裝修完畢，地毯、床品、飾品、字畫等布置到位，污染來(lái)源主要來(lái)自基礎(chǔ)硬裝修和軟裝修所產(chǎn)生的污染物。

1.5? 常住階段

新房裝修結(jié)束通風(fēng)6至12個(gè)月之后滿足入住條件，可以入住，這時(shí)室內(nèi)的污染主要是殘余甲醛持續(xù)緩慢釋放造成。

2? 裝修結(jié)束后室內(nèi)甲醛排放預(yù)測(cè)

2.1? 指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)模型[18]

指數(shù)平滑法認(rèn)為，未來(lái)數(shù)據(jù)是由某一時(shí)間序列的變化趨勢(shì)持續(xù)發(fā)展得來(lái)的，用指數(shù)平滑法對(duì)某一時(shí)間序列進(jìn)行趨勢(shì)性預(yù)測(cè)時(shí)，每一期數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)產(chǎn)生的影響并不相同，也就是說(shuō)每一期結(jié)果所占權(quán)重并不相同，未來(lái)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的獲得應(yīng)該是由以往不同期結(jié)果加權(quán)計(jì)算而來(lái)。通常情況是，近期的結(jié)果對(duì)現(xiàn)在的影響會(huì)大些，因此分配的權(quán)重應(yīng)該比較大，遠(yuǎn)期的結(jié)果對(duì)現(xiàn)在的影響會(huì)小些，因此分配的權(quán)重也應(yīng)該比較小，所以，指數(shù)平滑法考慮了時(shí)間間隔對(duì)序列的影響。在計(jì)算平均值時(shí)，對(duì)不同時(shí)期觀測(cè)值的權(quán)重有不同的設(shè)置;近期的權(quán)重大一些，遠(yuǎn)期的權(quán)重小一些，各期的權(quán)重隨時(shí)間間隔的增大而呈指數(shù)衰減，這就是指數(shù)平滑法的基本思想。在實(shí)際預(yù)測(cè)過(guò)程中，通過(guò)改變平滑系數(shù)來(lái)控制不同時(shí)期數(shù)據(jù)所占的權(quán)重，從而控制預(yù)測(cè)結(jié)果的平穩(wěn)變化趨勢(shì)

設(shè)時(shí)間序列的觀測(cè)序列為，則平滑系數(shù)為的簡(jiǎn)單指數(shù)平滑為：

2.2? 實(shí)例分析

某單元房建筑面積102m2，整體布局為三室兩廳一廚一衛(wèi)，每個(gè)房間都帶有窗戶。業(yè)主按照精裝修標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝修，裝修時(shí)櫥柜和衣柜柜體均選用實(shí)木顆粒板，陽(yáng)臺(tái)上也布置有木質(zhì)柜體，廚衛(wèi)吊頂材料為鋁扣板，墻面為乳膠漆，地面為地板磚，裝修全部結(jié)束之后對(duì)房間進(jìn)行24 h通風(fēng)內(nèi)甲醛濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每次測(cè)試之前均需關(guān)閉窗戶3 h以上，然后對(duì)各個(gè)房間內(nèi)甲醛濃度進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)測(cè)，客廳內(nèi)甲醛濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

客廳內(nèi)甲醛濃度——觀測(cè)周期曲線如圖1所示，由圖1可知，客廳內(nèi)甲醛濃度隨時(shí)間逐漸遞減，且減小速率先大后小，以后逐漸趨于穩(wěn)定。在在第二周時(shí)達(dá)到0.473 mg/m3，此后逐漸降低，到1個(gè)月時(shí)降低甲醛濃度為0.238 mg/m3，僅為第二周時(shí)的一半左右，3個(gè)月之后降速放緩，說(shuō)明裝修結(jié)束3個(gè)月之后甲醛排放量逐漸減小且趨于穩(wěn)定，半年之后檢測(cè)到甲醛含量味0.083 mg/m3，略高于標(biāo)準(zhǔn)值0.08 mg/m3。

以1個(gè)月為時(shí)間單位，對(duì)甲醛排放速率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到甲醛濃度變化速率曲線如圖2所示。由圖2可知，前3個(gè)月甲醛濃度降低速率最快，說(shuō)明前3個(gè)月是甲醛釋放的關(guān)鍵時(shí)期，裝修業(yè)主應(yīng)在前3月內(nèi)加強(qiáng)通風(fēng)，為甲醛的釋放提供條件。3個(gè)月之后甲醛濃度降低速率放緩，且甲醛的釋放會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，反映出對(duì)甲醛濃度變化預(yù)測(cè)的重要性突出。

2.3? 甲醛濃度變化預(yù)測(cè)

為驗(yàn)證移動(dòng)平均法預(yù)測(cè)模型在甲醛濃度變化預(yù)測(cè)中的有效性，以表1給出的8期實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)未來(lái)4期的甲醛濃度變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，并以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為驗(yàn)證數(shù)據(jù)，和預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。

指數(shù)平滑法a不同取值時(shí)的預(yù)測(cè)結(jié)果及相對(duì)誤差分析見(jiàn)表2-4，可知不同的a值所得到的預(yù)測(cè)結(jié)果不同;a=0.3時(shí)遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)結(jié)果越遠(yuǎn)離實(shí)際觀測(cè)值，最小相對(duì)誤差為25.3%，平均相對(duì)誤差為32.1%，a=0.5和a=0.7時(shí)，遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)結(jié)果誤差越來(lái)越小，最小相對(duì)誤差分別為5.68%和2.27%，平均相對(duì)誤差分別為7.42%和2.76%，。說(shuō)明a=0.7時(shí)預(yù)測(cè)精度最好，能較好的反應(yīng)甲醛濃度變化情況。

指數(shù)平滑法a不同取值時(shí)的甲醛濃度——時(shí)間關(guān)系圖如圖3所示。

由圖3可知，a=0.3和a=0.5時(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)于濃度監(jiān)測(cè)值都有超前現(xiàn)象，說(shuō)明預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)保守，有一定的安全儲(chǔ)備;a=0.7時(shí)的預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)于濃度監(jiān)測(cè)值具有滯后現(xiàn)象。說(shuō)明此時(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)不安全。

3? 結(jié)論與討論

（1）新房從毛坯房交房到業(yè)主入住過(guò)程中，每個(gè)階段都有相應(yīng)的污染源，但室內(nèi)主要的甲醛污染來(lái)自于裝修污染，其中基礎(chǔ)硬裝修階段采用的各種材料帶來(lái)的污染是占比更大。

（2）裝修結(jié)束后甲醛排放周期較長(zhǎng)，前期甲醛排放量較大，在裝修完三個(gè)月之后甲醛排放量明顯減少且趨于穩(wěn)定。

（3）指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)時(shí)，a值取值的不同預(yù)測(cè)效果也有所不同，且相對(duì)于實(shí)際觀測(cè)值都表現(xiàn)出超前或者滯后現(xiàn)象，a=0.7時(shí)的預(yù)測(cè)精度最高，預(yù)測(cè)結(jié)果平均相對(duì)誤差僅僅為2.76%，說(shuō)明預(yù)測(cè)模型具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，該模型適合用于甲醛濃度變化預(yù)測(cè)，但由于預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)于實(shí)際監(jiān)測(cè)值表現(xiàn)出滯后現(xiàn)象，安全系數(shù)較低。

（4）數(shù)平滑法預(yù)測(cè)時(shí)，a=0.5時(shí)的預(yù)測(cè)精度也較高，預(yù)測(cè)結(jié)果平均相對(duì)誤差僅僅為7.42%，說(shuō)明預(yù)測(cè)模型具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，該模型適合用于甲醛濃度變化預(yù)測(cè)，且由于預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)于實(shí)際監(jiān)測(cè)值表現(xiàn)出超前現(xiàn)象，結(jié)果更趨于保守，安全系數(shù)也更高。

（5）甲醛釋放周期較長(zhǎng)，空氣中甲醛濃度與溫度和濕度高度相關(guān)，經(jīng)常保持通風(fēng)和控制室內(nèi)溫度濕度是降低甲醛濃度的有效方法。當(dāng)室內(nèi)有人正常居住時(shí)或房屋處于長(zhǎng)期通風(fēng)、長(zhǎng)期密閉條件時(shí)，甲醛濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果都會(huì)不同。

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