陈 滨:室内健康环境表征参数与评价

陈滨:大连理工大学教授

    陈滨:各位来宾下午好!非常高兴有机会来参加健康住宅国际论坛,跟大家交流。我是大连理工大学的陈滨。我们刚刚完成了国家十二五课题,4月25日通过结题验收。我简要跟大家介绍一下我们承担的室内健康环境表征参数及评价方法研究的一些主要成果。
    这个课题,国家经费投入五千多万,最后将近一个多亿,包括9个课题,其他的一些课题技术性比较强,包括污染物控制技术、检测技术等等,我们这个课题,就是编《居住建筑室内健康环境评价标准》我主要分成四个方面做介绍:
    1、影响健康环境因素
    2、健康环境影响因素实测调查
    3、表征参数及等级评价
    4、评价标准及评价工具开发
    首先,我们看看影响健康的环境因素。跟人们健康密切相关的主要因素,包括以下四个方面:生活习惯、环境、遗传因素、医源性疾病。生活习惯和环境的内容主要包括居住室内环境和健康生活行为。
    健康影响因素中环境影响因素非常复杂,简要看一下。如果分成几个大家比较熟悉的环境,如空气环境,热环境,湿环境,还有室外环境,其他一些声光这些环境以后,我们可以看到,这些都会对健康产生影响。研究室内健康环境,用什么样的参数来表征,其实是一件非常困难的事情。这不仅仅跟环境有关,还与当时的心理、生理状态,甚至收入,工作是否有烦恼等等方面,都有关联。所以,在我们的课题里,实际上还是把很多复杂因素,主要是物理环境方面的因素考虑进去了。健康问题是很复杂问题,就像伊香贺俊洽先生所说的,需要很多学科人员一起努力做这件事情。
    居住室内环境影响因素,实际上很多跟我们日常生活行为有很大关系。污染物的产生跟很多行为有关系,跟建筑设计有很大关系。在这里,我会列举一些主要影响空气品质的行为。另外,还有影响热湿环境的建筑设计、建筑性能、电磁辐射环境影响因素等等。最终,这样一些影响因素汇总成对我们的健康造成影响的因素。所以这么复杂一些因素,单纯用一两个指标来描述,其实比较困难。最开始,我们这个课题,的总目标是希望找到综合表征参数。但是,实际上是非常困难的事情。这个也是做完这个课题以后,我们得到这样一个结论。影响因素是很多、很复杂。 最近课题结束以后,我一直在思考这个问题。实际上,我们中国传统文化里面有很多因素提供给我们,告诉我们应该怎么样生活,应该怎么样营造自己一个合适的居住环境。我们有很多比如建筑风水学、《黄帝内经》等用古汉语、文学描述的方式,讲述了很多内容。但作为理工科的人,认为没有数据,只是一种说法。其实,里面蕴含着很多道理。我们应该用有效工程量化语言,把传统文化中的精华,进行诠释或者重新描述,并找到数据支撑。
    这个图是最近刚刚完成的。是把几本很厚的书做成一张图,它反映了建筑风水学里面,所谈到的一年四季或者昼夜24小时,对我们人体健康可能产生影响的因素,要注意哪些方面等。包括一年里面,可能哪些时间段,最容易生病的等等。
    研究室内健康和舒适,应该从系统去看。应该把建筑、人、自然关系综合在一起来研究。这也是我们中国传统文化里面教我们,更加从系统、整体观点看之间相互关联。希望在十三五期间,能够进一步更好把这个工作做好。
    另外,介绍一下课题。开展健康室内环境影响因素调查。大样本问卷调查经历了好几次,走了很多弯路,这个课题好几所国内著名高校参加。原来以为大学生可以做,后来发现根本做不好,能做成这件事,还是借助社会力量,如建设部、科技部、司法部,可持续发展试验区等的大力支持,使得我们调查得以更加深入的居民家庭中进行调研。三个问卷调查。客厅、室内空间存在健康风险的问题,调查居民健康状况。目前,存在主要生理健康、心理健康问题。还有个人信息,大概调查问卷内容是包括这些。设计范围,主要有十个省市调查问卷,发放12500份,收回来9534份。
    列举课题中一些统计分析的内容。参与课题研究的几所高校分布在不同地区。大连理工大学负责东北地区问卷调查,上海交通大学负责东部沿海地区,重庆大学负责西部内陆地区。最后问卷调查结果,呈现这样一个统计结果。很多根据不同的功能,得到主要影响因素。今天在这里不展开说了。另外,开展全国典型地区的入户实时调查,一共涉及到全国13城市和地区。包括255户家庭,进行项目包括对光、声、热湿环境、室内空气品质、电磁辐射环境等进行实时调查,比平时科研要更加全面和系统,时间比较长。基本上包括了一般老百姓日常三餐饭,生活起居,典型代表日时间。 数据库获得非常难得,也是根据不同地区,对于室内环境状况进行统计。大连理工大学负责完成东北地区结果。实际上,在北方地区冬季的家里室内环境比较好。主要问题是室内干燥。另外调查里面得到的一点,就是我们可能以前比较担心的化学污染物VOC和甲醛,这次调查属于正常范围。这主要是绿色建材推进过程中,对于居室环境带来影响。电磁辐射环境,基本上是处于正常状态。问题主要集中在温湿度、二氧化碳、PM2.5。重庆大学对于西部内陆地区几个省份开展调查结果情况。这个图表是他们统计的结果。基本情况跟东北地区还是有一些共性。上海交通大学,对以上海市住户为基本调查对象调查结果,这是他们统计分析的一个结果,基于这三个调查结果。最后我们得到中国这几个典型地区,起居室、卧室和厨房,几个主要功能区的主要健康影响因素,温湿度、二氧化碳、PM2.5,共性一些表征参数。表征参数及等级评价,基于前面问卷调查,为了确定影响因素里面的权重,我们构建了环境关联健康影响表征模型。通过这个统计学模型,可以看到不同的功能方向,它的健康风险和室内环境质量之间的关系,以及健康状况、社会经济状况和室内环境之间关系。所以,这是做的基础性环境工作。通过主观问卷调查、入户实时调查结果和参考国外研究成果得到我们国家现阶段,作为主要居住建筑表征功能方向的结果。最后通过基础性工作,所得到的各个功能环境表征参数,可以叫做评价指标。 有了这些评价指标以后,参数如何进行等级划分呢?评价指标来自于前期调查研究,接下来我们根据不同季节,根据我们现行的国家标准,对不同表征参数范围一二三级,敏感人群角度一级代表所有指标满足中国目前国家限制标准要求,目前要求达到发达国家水平。二级有潜在轻度暴露风险,三级存在严重暴露风险。敏感人群存在健康风险等等。按照这样方式对等级参数进行一个描述。
    原来我们按照参数热平均评价,后来发现不尽合理。原因是,我们实际上在家里,在每个不同方向,所待的时间段,实际上不一样。比如卧室,主要风险在睡眠期间,在夜前,卧室二氧化碳浓度严重超标,尤其东北采暖天气。数据取平均值以后都是正常。包括厨房和卫生间都是这样。根据的活动时间进行界定,把使用时间进行明确,大部分居民生活习惯,起居室卧室活动时间大概在哪个时间段,这样评价的时候,避免超标情况进行评价。最后是评价结果。参数评价等级确定以后,利用结果进行日评价,这里面也有一些基本描述。一级指标代表了所有的参数等级均为一级的时候,就低不就低,出现在低级评价结果,认为房价属于低级评价结果,二级、三级、四级进行同样界定。针对周评价还有月评价,以及季评价,季评价很细致,针对不同区域,最后日评价,周评价、月评价、年评价。这是关于等级评价方法。
    根据研究这样的表征参数和评价方法,因此关于居住建筑,室内健康环境评价标准,以及相应工具开发。这个标准实际上包括这么几个部分,前面是一些常规性,准则、术语和基本规定,包括评价原则、评价方法和评价对象。四个功能方向,主要包括两大部分,一个是一般规定,一个是等级评价。一般主要给出两个方面评价内容。一个是室内房间健康环境配置,推荐条件配置,条件比较好,或者高档住宅小区,要求更严一些。这样来考虑了。
    居住建筑使用阶段的室内健康环境评价方法,征求意见稿已经编完,项目已经结题。接下来希望正式发布之前,跟更多以前有基础的企业或者开发商,一起共同完善,在今年之内。定义了使用对象,这个也挺重要。
    前面评价多次说到标准到底由谁来用的问题,下了一点工夫进行正理描述。 当我们的标准出版以后,实际上有共同评价沟通平台,有一个数据库。可以面向不同的使用者,居住者,研究者,政府、开发商、设计人员和企业。首先看一下研究人员。有我们这套系统来做,可以看到生活行为与室内环境,健康家居创新技术开发基本思路,实现造福普通老百姓。居住者用这一套系统,实现健康风险自我诊断,行为压力,健康生活引导。提供专家建议。研究人员为政府提供政策建议,关于健康住宅建设,引领国民健康生活,同时为设计人员提供健康住宅设计指南、理论依据。政府同时可以进行重大健康风险预警,了解人口与健康基本情况,提高国民健康水平 ,为设计人员和开发商提供正确导向,这个标准或者体系建立,对众多使用者来说,都是可以从中受益的。
    前不久,住宅联盟通过标准立项,初稿已经完成,通过广泛征求社会各界意见,完善以后,今年计划进行发布。关于室内健康环境评价标准。 有了标准以后怎么评价,“十二五”课题开发了评价工具,这个评价工具叫做物联网。物联网实时检测,传输系统,通过无线传输方式,可以自动采集居住者各个房间参数,并且可以进行评价,针对用户数据库处理,实时检测数据,开发了计算机软件交互界面,硬件部分、软件部分开发。
    首先,看一下硬件部分。针对每个主要功能房间数据采集系统,根据刚才我们所提出的表征参数,开发了模块,二氧化碳、噪声、甲醛、PM2.5,集成以后,形成子节点模块,可以放在各个功能空间测试。测试结果通过无线传输方式传输到主节点。数据传输模块,都是我们先采集,结果传到中央服务器。世界任何一个地方,只要有网络的地方,装了这个系统,都可以采集数据,上传到服务器,大量的工具、技术手段。
    软件平台。有了检测手段以后,数据怎么显示,怎么为大家后面认识和研究服务?当我们上传到云服务器以后,分成两个级别使用方式。一个是管理,包括政府部门,科研机构,房地产开发商,了解住户环境信息,可以知道数据统计结果,同时可以了解健康评价结果是什么。对住户来讲,可以从现实屏幕了解各个房间不同环境状况。住户信息管理。传统账号变了,云服务器,任何调查对象可以实时显示,可以知道监测城市哪些,监测总数什么情况,添加数据查看等功能。大的样本数据库,分功能,分不同的气候区,可以时时了解到。以后寒冷地区,夏热冬冷地区,当地调查住户总体实力健康环境基本情况什么样,等级评价结果什么样。这样系统建立,很快能够了解全国各个地方的统计数据,甚至全国性的统计数据,以及按照气候分区统计数据,能够很快了解到。
    每个住户实时监测界面,可以看到两个基本功能。实时数据监测,健康等级评价。我们看到的数据监测部分,四个功能空间,点击按钮,可以看以前数据结果。实时数据和数据统计结果网络上可以看到。功能想了很多,怎么用等级评价结果,用很形象表达方式来表示。首先是参数,哪个参数,什么样等级,住户等级评价是什么。周、月、季、年评价。系统里,每个住户都可以看到,住户信息,住户自己授权,可以看到自己家里什么情况。管理人级别,各个住户信息,编号等等,这样信息马上能够知道。可以下载相关数据库,对于搞科研的人来讲,以前带着一个仪器测试一天。现在彻底改变了传统数据调查方式,而且能够长期监测。十二五课题成果,已经迈出很大一部。关于室内健康环境评价方面,打下了很好基础。
    这套系统去年年底,在全国13个城市得到应用,我们觉得很兴奋。这个系统包括北到哈尔滨,南到广州,西部到了兰州,过年期间,各个地方家里情况,全部都能够反映出来,在网上、数据上都能看出来。所以有些东西,实时数据,从研究方法、数据形成方面,比原来方法有所提升。
    以上是我们课题组经过四年开发以后的主要研究成果。谢谢大家!

 

           
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