摘要:為了定量研究幼兒園冬季室內空氣質量,對上海某典型幼兒園兒童活動單元室內空氣質量進行了現場測試,得到了室內空氣的溫、濕度和二氧化碳濃度的數據,對數據進行分析后,發現幼兒園室內熱環境存在的一些問題:室內相對濕度過大、冬季室內溫度不符合人體熱舒適要求、室內二氧化碳濃度達不到衛生要求等。最后提出了改善室內熱環境和空氣質量的措施。
關鍵詞:幼兒園,空氣質量,二氧化碳濃度
Abstract: to quantitatively study the kindergarten winter indoor air quality, in a Shanghai kindergarten children activity unit of typical indoor air quality spot test, obtains the indoor air temperature, humidity and carbon dioxide concentration data, the data analysis, found the kindergarten indoor thermal environment problems: indoor relative humidity is too big, the winter indoor temperature does not meet the requirements of human thermal comfort, indoor carbon dioxide concentrations are not up to the hygiene requirements. Finally, put forward to improve the indoor thermal environment and indoor air quality measures.
Key words: kindergarten, air quality, carbon dioxide concentration
中圖分類號:Q938.1+4 文獻標識碼:A文章編號:
隨著社會的發展和人們生活水平的提高,人們對室內空氣舒適性和空氣質量的要求也愈來愈高,幼兒期是人的生理、心理發展的關鍵時期,良好的環境對幼兒的身心健康發展有著重要的促進作用,特別是室內空氣質量,時時影響著幼兒的身心健康。
筆者通過對上海典型幼兒園的兒童活動單元室內空氣質量的現場測試,了解了上海市普通幼兒園的現狀,發現其室內空氣質量存在的問題,對這些問題進行分析研究之后,提出改進措施,以期從暖通設計上改善幼兒園的空氣質量。
調查和現場測試
前期調查
本人于2011年10月對上海市松江區的九所大、中型幼兒園進行了冬季室內空氣質量現狀進行了問卷調查,共發放調查問卷180份,回收155份。通過對問卷的分析,發現幼兒園的室內空氣質量普遍存在以下問題:
1、班級幼兒人數超出額定人數現象普遍存在,有31%的問卷認為是室內人數超標造成室內空氣質量差的主要原因;
2、兒童活動單元室內采用自然通風,冬季開窗不及時甚至不開窗,造成室內空氣質量下降,有53%的問卷認為通風量不足是造成幼兒園的室內空氣質量差的主要原因;
3、由于兒童活動單元室內未設置散熱器,室內溫度普遍低于16℃,遠低于設計規范要求的室內采暖計算溫度20℃[1]。
(二)測試方案
1、測試對象選擇
通過調研筆者選擇了位于上海市松江區新松江路的檀香幼兒園,該園是按上海市幼兒園“九五”建設標準設計,是一所全日制公辦區二級幼兒園。兒童活動單元室內主要分為活動區與休息區。本次測試選定內部布局相同、方位相同的三層單元室,由一層到三層分別為櫻桃班、香蕉班和中四班。
2、 測試工具
本次測試過程中所使用的儀器分別為美國TSI9515熱線風速儀和美國TSI7565室內空氣品質(CO/CO2)監測儀。
3、測試過程
分別在每個班級選10個點,其中休息區6個點,每個點相隔1.5米,活動區4個點,每個點相隔2米,室外選取入口處作為固定測試點,各測點距地高度均為1.0米。測試內容為各個點的室內空氣溫濕度、相對濕度、CO2濃度等。分別于2011年11月23日和12月20日上午10:00~10:30各測試一次。
二、測試結果的分析
通過現場測試得到室內不同位置的室內溫濕度、風速、CO2濃度等的空間分布數據,下面對現場測試數據進行比較分析。
(一)室內溫度
由于該幼兒園室內未設置散熱器系統,所以每年11月中旬以后,室內溫度逐漸降低,兩次測試的結果都顯示室內溫度最高未超過14℃,一層櫻桃班甚至不足12℃,遠未達到規范規定的20℃的舒適溫度[1],即使考慮幼兒冬季衣著較厚、活動量較大等因素,該溫度作為室內活動區的溫度仍嫌較低。
(二)室內相對濕度
根據測試結果室內相對濕度在55%~72%之間波動,如考慮幼兒就餐期間及幼兒活動期間因呼吸何皮膚汗液蒸發等帶入濕量,室內濕度會更高。當室內濕度在50%~60%范圍內時,有利于幼兒在室內活動時通過汗液蒸發散熱保持舒適,也保證寢室內被褥的干爽,有利于幼兒的睡眠的舒適。當室內濕度達到70%時,將會為許多微生物的孳生提供條件,造成霉菌生長,影響室內空氣質量[5]。
(三)室內二氧化碳濃度
由測試結果可以看出兩次測試位于二層的香蕉班所有測點的CO2濃度均高于1000ppm,三層中四班室內CO2濃度比一層櫻桃班室內CO2濃度高,但兩層的室內CO2濃度均低于1000ppm。GB17094-1997將CO2濃度上限定為1000ppm[4],最新修訂的室內CO2衛生標準將該上限降為900ppm,根據該標準11月23日測試的三層中四班的室內CO2濃度也超過了衛生標準的要求。該區域室外CO2濃度大約在400~500ppm,當室內空氣與室外空氣交換良好時,室內CO2濃度通常不會達到人感覺主觀不適的狀態。CO2濃度的高低通常可以用來表示室內空氣清潔程度,以及通風換氣是否良好,居室內CO2濃度應保持在700ppm以下,最高不應超過1000ppm[6]。兒童活動單元室內采用自然通風,冬季為避免室溫產生較大波動,開窗不及時甚至不開窗,造成室內空氣CO2濃度偏高。而造成不同樓層室內CO2濃度差異的主要原因筆者分析認為是溫度中和面的作用,該建筑僅有地上三層,溫度中和面剛好在二層中間偏上,造成該層室內冬季自然通風量不足,從而室內幼兒活動期間排出的CO2得不到及時的稀釋,造成室內CO2濃度偏高,甚至高于國家衛生標準要求。當CO2濃度高于700ppm時少數敏感的人就會感覺到不良氣味并有不適感,長期處于該環境中人們往往感到煩悶、乏力、嗜睡、感冒的發生幾率較高,工作效率、健康狀況明顯下降 [9]。因此如此高的室內CO2濃度會造成幼兒活動性降低、身體抵抗力下降,影響到幼兒的正常學習和身心健康。
三、結論和改善措施
(一)根據上述分析,對于幼兒園室內空氣質量科得出如下結論:
1、冬季室內溫度偏低,低于人體衛生要求的16℃,不利于幼兒的健康成長;
2、被測兒童活動單元內相對濕度偏高,容易造成幼兒被褥潮濕,影響幼兒睡眠質量,且室內易孳生霉菌加上室內空調系統過濾網未定期清理使得室內空氣中懸浮顆粒物較多,容易造成幼兒患支氣管炎、哮喘等疾病,不利于幼兒身體健康成長。
3、部分樓層被測兒童活動單元內CO2濃度偏高,高于最新修訂的室內CO2濃度室外國家標準上限,會使部分敏感的幼兒感覺到不良氣味并有不適感,長期處于該環境中幼兒往往感到煩悶、乏力、嗜睡、感冒的發生幾率較高,健康狀況明顯下降。
(二)針對以上結論我們提出以下改善措施:
1、根據以上結論,造成幼兒園室內空氣質量差的主要原因之一就是冬季室內新風量不足,根據室內外CO2濃度、幼兒園室內人員新風量要求等,建議室內通風換氣次數按3次/小時考慮,新風送至活動室、休息室,排風從衛生間排除,為同時兼顧冬季室內溫度要求,在衛生間內設置板翅式新風換氣機回收排風中的熱量,新風側設置粗效過濾器,新風采用壓入式。考慮到活動室和休息室不同時使用,送風支管用電動閥分別控制。
2、根據幼兒的生理和活動特點及測試結果認為兒童活動室冬季室內采暖計算溫度采用16~18℃為宜。建議采用地面輻射供暖結合地源熱泵的采暖方式以提高冬季室內舒適度。
參考文獻
[1]JGJ39-87,托兒所、幼兒園建筑設計規范[S],北京:中國建筑工業出版社,1987.
[2]GB50019-2003 采暖通風與空氣調節設計規范. 北京:中國計劃出版社,2003.
[3]黃軍榮.現代幼兒園建筑設計初探[J]廣西城鎮建設,2009.
[4]GB17094-1997 室內空氣中二氧化碳衛生標準. 北京:中國標準出版社,1997.
[5]GB18883-2002 室內空氣質量標準. 北京:中國標準出版社,2003.
[6]朱天樂.室內空氣污染控制[M].化學工業出版社,2003.
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