张 哲:近人体空间健康促进的环境干预研究与实践

张哲:国家住宅与居住环境工程技术研究中心建筑环境研究室主任

    张哲:各位专家,各位来宾,大家下午好!
    首先说一下今天题目的四个部分:

    1、近人体空间健康研究框架

    2、居住建筑室内环境研究

    3、移动式平台相关研究成果

    4、固定式平台相关研究成果

    大家都比较了解,对于人的健康,有医疗干预手段,非医疗干预手段。运动、行为、心理等,大家关注水污染、雾霾,比较熟悉环境影响因素,在国家层面才能改善,但见效比较慢,个人无能为力。作为建筑行业,可以采取环境干预手段,主要是近人体空间环境干预技术。所谓近人体空间,我们日常所接触到的住宅室内环境,办公室内环境,以及交通工具内部环境等等。符合生理、心理健康需求室内空间营造。建筑材料、建筑设备优选,建筑物理环境改善。健康监测,人在这些空间内的时间占到生命的90%以上,对于近人体空间采取有效干预手段,可以在短时间内对人体健康做最有效的保护,最佳的健康促进效益。
    近人体空间、人体健康和寿命状态影响因素,各位专家已经说的非常详细了。我接下来主要汇报的方向,这些课题通过怎么样的方式,或者通过怎么样的设施解决的。个别课题上的应用技术。
    健康促进层面的研究。目前室内主要污染物,主要来源于厨房和卫生间,而且人体在两个活动空间内行为轨迹较为特殊,所以一直以来,我们对室内卫生间和厨房开展的研究相对较多一些,还有通过十二五专项研究。日本专家专项研究发现,呼吸道疾病,哮喘疾病,与建筑材料挥发出来的有机化合物相关。尤其儿童受影响更为严重,所以健康板材一块,也是新的开展研究方向。
    大家都知道,目前我国人口老龄化,建筑设计,人性化室内空间环境是目前研究重点方向。基于大数据、云计算、新型互联网技术,建立起来的智能检测大数据平台,发展生活实验室LIVing Lab。 移动平台上一些研究成果,主要是开发一些可以移动检测的技术和工具。研发关键技术,排水系统构造情况下,在既有建筑中采用无线传感网络技术,实时采集排水系统管内压力和水封变化,得知排水系统是否发生故障,以及发生故障的原因,从而避免由此带来人员伤亡以及经济损失。
    关于管道内窥镜检测技术研究,对管道内部膜厚度变化情况、堵塞情况,附着物化学性质进行检测,排水系统管道,疾病爆发可能性,提供重要参考。现在从实际住户内,通过管道内窥镜,看到管道里面的实际场景,大家可以看到,排水管道内的附着物还是非常复杂的。我们将以上取得的一些研究成果进行了转化,取得了应用性技术开发和研究,完成了北京市保障房项目,北京市西城区、朝阳区、东城区商业住宅,约一百户住宅排水改造,以及中国农科院、办公楼综合排水系统改造优化。昨天,刚刚验收完农科院排水系统改造,从业主反映来说,效果还是非常不错。
    固定式实验平台是研究课题重要的实验支撑。现在大家看到的实验塔是做环境实验重要设施,也是移动式研究平台主要手段。移动式检测的很多问题,是通过固定式检测平台,得到反馈,吸取教训,以保证这些设备以及方法准确性。其中我国首座世界最高的高层住宅足尺试验塔的排水噪声研究,与传统噪声实验相比,主要有两方面创新点,首次开展了不同建筑材料在不同高度的排水噪声研究;首次将流体高度造成噪声影响,应用到实验当中。我们对争议比较广泛的两种测试方法进行比对,不但保证了传统测试方法,而且加入了更直接的手段。
    开展了排烟排气系统环境污染研究。女性肺癌病例对照研究发现,女性肺癌发病因素,除了吸烟,与厨房小环境空气污染有密切关系。人群当中有51%肺鳞癌和61%肺腺癌发生,主要是由于家庭油烟污染造成的。产生污染的原因主要有四个方面,主要是风速过高;产生负压过大;楼上油烟机排烟过大;不同楼层对抽烟机风压要求不一样,中低部处于高静压状态,导致排风不畅,排烟效率低。
    住宅排烟排气系统环境污染研究,开机楼层控制,设置实验时间、烟道尺寸等,烟道环境温度湿度监测。测试系统实时数据图。实验过程当中,可以随时观测到实时数据表,实时柱状图,便于把握整个烟道中的整体物理现象,可以及时发现实验当中各种问题。
    这是和一家企业合作研究,中央油烟净化系统研究案例(COS系统)。目前开展的厨余垃圾处理,可以减少管道堵塞,减少细菌滋生,保持室内环境卫生,可以降低老年人丢垃圾途中发生跌倒风险。2016年,2月26日,国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作若干意见当中,大家可能对于这个意见比较了解,小区拆围墙事件,通过限制过渡包装,减少一次性制品使用,源头上减少垃圾产生,新技术、新设备,推广厨余垃圾处理。可以从意见中看到,厨余垃圾治理已经提到政府层面政策高度。目前对于厨余垃圾排放系统进行研究主要三点,厨余垃圾粉碎粒径分布研究;不同垃圾处理对于排水系统压力波动影响特征研究;处理器噪声和系统噪声对室内环境的影响研究。
    在对厨余垃圾系统研究过程中,通过模拟真实厨余垃圾对比,对于厨余垃圾粉碎器的单体粉碎能力进行考察,但目前市场上各类商品参差不齐,厨余垃圾处理能力有差别,也是导致堵塞或者卫生安全问题。由于厨余垃圾排放系统当中,有大量的厨余垃圾粉碎物,横支管不拐弯,设置坡度为1,确定符合厨余垃圾排放系统一套安全系统。
    适老建筑方面的研究。这两幅图是适老建筑实验室。符合适老建筑设计,人体工学实验室。实验室主要可以完成适老建筑空间参数实验;光环境实验;环境心理研究;空间参数实验;光照实验;同时可以通过穿戴式设备,限定实验室行动自由,达到模拟老年人行动状态的目的。大家看到这个图,年轻员工,穿戴这些设备以后,模拟老年人做实验。通过这些实验,制造不同场景,做一些模拟实验。同时入户调查一些老年人这方面的一些行动轨迹。
    近期完成北京市课题,关于老年人跌倒情景模拟研究。我们和一些医疗机构调查发现,目前为止,可能65%的老年人致死原因是因为跌倒。我们进行了实验数据采集,综合分析了跌倒原因,通过家居环境跌倒情景模拟,推导并研发出一套环境跌倒干预模型,大幅度降低老年人在家养老的跌倒风险。
    固定式平台第三个主要研究内容有两个方面。在健康板材方面的研究,所谓健康板材,可以相对空气净化器和空调净化系统,可以在一定程度上净化空气,而且从源头上减少污染物扩散和滋生。作为健康板材,需要满足三个基本特点。基本物理性能满足要求,空气净化性能,净化能力到底多大。基于以上两点进行技术研究,包括结构施工。光触媒硅藻泥墙板,可以吸附家具当中挥发甲醇,去除室内异味,保温调湿,提升室内环境热舒适性,吸附室内燃烧产生的细颗粒物,降低室内霉菌,螨虫等生物类污染物产生,抑制清洁用品挥发产生污染物。对甲醇净化效率达到90%以上。
    固定式平台第四个主要研究内容是健康建筑智能监测及服务平台。健康恢复,健康维持,健康促进,满足三个需求,重点考虑不同年龄人群不同需求。基于各年龄人群生活方式和习惯,同时结合我国人们的生活习惯和生活方式,基于不同的生活空间特点,进行调控和设计。检测内容包含室内大部分物理环境,包括光、热,同时增加一些室内人员生理信息,实现环境和人员双重健康管理。信息划分,室内设备系统可以分为三类。一是满足人员基本健康舒适需求。二是可以提升需求,使个体健康得到维持和促进。三是安全防护。整套系统可以将模块进行整合,并不是所有子系统增加。住户可以根据实际需求进行选择,可以选择现代居住内主要成员,对于卫生间调控,在系统类型里面,可以选择生理的,或者选择电,然后在设备类型当中,选择安全防护,所以每个子集都可以集成,集成度整体来说还是比较高的。
    再介绍一下系统主要功能,主要分为三个方面。监测调控服务,在监测方面,环境、健康状态、建筑耗能,穿戴式设备;建筑能耗方面,水和电,环境是传统的声、光、热,调控,风机新风、空调舒适度;服务方面预警、信息推送、报警等方面,为用户提供整体服务。所有子集都可以作为数据互相支撑,彼此互相服务。健康生理数据,可以分逐日报表,提供医生做诊断依据,物理环境因为健康风险监测提供项目,作为设备调控参考。以上就是我做的课题一部分研究。
    我们这些研究还再继续进行。请大家继续关注。

 

           
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