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人 健康建筑 建筑材料
来源:[长安大学建筑声光研究所]    共阅[5038]次
  
                    李国华
        (长安大学建筑声光研究所 中国 陕西 西安  710061)

  摘要: 给出了健康建筑和有病建筑的定义,提出了健康建筑的标准、实施办法及应开展的几项工作。
   关键词: 建筑材料;室内空气污染,健康建筑;有病建筑
Man•Healthy Building•Materials
Li Guohua
(Department of Architeeture)
Abstract: The definition about healthy building and unhealthy building is given out, and the standard of healthy building\enforcement method as well as several jobs which should be developed is butted forward.
Key words: building materials; room air pollution, healthy building; unhealthy building

  1. 对健康建筑的认识
  健康建筑是指所选用的建筑材料无毒副作用,该建筑有益于人体健康。有病建筑是指对人体健康有害的建筑。随着时代的发展,人们的物质、文化生活丰富了,彩电、冰箱、空调等现代电器设备和沙发、地毯、墙纸等现代建筑材料纷纷进入家庭。随着建筑装饰、装潢的兴起,环境污染也日益严重,甚至会引起疾病。如人们大量使用人造板做家具和装修,而人造板内的粘结剂会向室内散发有毒气体甲醛。甲醛使人感到头晕,眼睛、皮肤发干,还会产生鼻炎等症,即出现所谓“有病建筑综合症”[1]。产生这种症状的主要原因:(1)某些建筑材料(尤其是名目繁多的现代室内装饰材料)和现代室内用具污染环境。目前,我国市场上销售的建筑材料产品,大都注意分析其化学成分,将污染降低到允许的范围之内,但有些厂生产的建筑材料,根本不进行毒副作用的检验,污染超标;(2)强调了节约能源,加强了房间的密封性,使有害气体不能及时排出,降低了室内空气的质量。人们已经注意到了氡气、甲醛、霉菌、虫蛀、石棉及干燥空气办公室综合症等的危害,联合国卫生组织WHO估计:近30%的新建及改建的建筑是有病的[1]。
  2. 健康建筑的基本条件
  适宜的室内环境是健康建筑的基本条件。人们喜欢适宜的室内气候(温度、湿度、气流和壁面热辐射)、光环境、声环境、清香的气味等,而对异样刺鼻的气体(灰尘、颗粒)以及噪音等,人们是厌烦的。瑞典科学研究委员会(DFR)根据人们对于室内环境不满的反映,作出了对于住宅建筑产生有害影响的主要因素是气味、气体和噪音。
  丹麦室内环境研究院对28座办公楼中3500个办公室的工作人员作了调查,并对其中14座办公楼的室内环境作了检测。结果表明,室内空气的温度、织物上的线毛量、敞开的书架数量、地板有机污尘以及房间的人员数量,对下列病症的出现起着决定性的作用:头痛、眼睛粘膜、鼻子及咽喉的炎症等。
  2.1环境温度
  人们感到最舒适的空气温度范围是20~24℃。若环境温度低于16℃,人的手指温度将会低于25℃,这将对人体的肌肉和关节有害;当温度高于30℃时,人体的活动亦受到不良影响。因此室内温度不应低于16℃,高于26℃。目前,我国规定寒冷地区室内气温标准为16~18℃。
  2.2相对温度
  人们感到最舒适的室内相对湿度是20%~40%,在十分特殊的场合中,可以低于10%或高于60%,一般情况,人们很难控制室内湿度。如果房间通风不畅,而相对湿度大于40%,微生物就会繁殖。
  2.3通风
  健康通风的功能是为呼吸、烹调等提供必要的氧气量,防止过量的CO2和令人不快的气味。当使用无烟道的采暖或烹调设备时,通风率应保证使CO及其它可燃气体低于危害健康的水平。
  2.4空气质量
  健康建筑的一个基本要求是室内空气舒适,不会引起疾病。北欧一些国家对于室内空气中的污染物,如:甲醛、氡气、人造矿物纤维、石棉、氧化氮和有机物以及CO2,CO等在空气中的浓度作了限制,规定其在室内空气中的最大含量不得超过0.15mg/m3,挥发性有机物总量不得大于2mg/ m3。
  3. 建筑材料是室内环境的主要污染源
近年来,科学研究表明:室内空气的污染主要来自室内表面材料的散发,如从新鲜的加气混凝土散发出氡气、从人造板中散发出甲醛、从塑料中散发出增塑剂,自流砂浆在潮湿的碱性环境中散发出氨气。即室内空气污染剂是“材料源”,此外,还有“活动源”——人们的烹调、维修、使用喷雾剂等以及“外部源”——吸入或渗入的空气,已污染土壤散发的气体等。
  3.1材料的散发性污染
  丹麦的室内环境专家Olevalbj•Orn将从建筑材料中散发出来的污染物质分为三类:第一类,游离及未化合的污染物质,它们是从人造板的粘结剂中散发出的游离甲醛、矿物棉吸音板中的松散纤维和溶剂型涂料中的溶剂;第二类,不同程度已化合的污染物质,如在相当稳定的化合物中的甲醛、在吸音板中的矿棉纤维或在石棉水泥板中的石棉等,第三类,是经吸收及积累后形成的污染物质。
  按材料产生污染的方式又可分为直接产生污染的材料和间接产生污染的材料。
  间接产生污染的材料指象地毯一样能吸收和沉积下来污染物质的材料,铺地毯能诱发“地毯感染病”。这种病起初发烧,吃退烧药不见效,连续5天发烧之后,手上出现肿块,继而脱皮,舌胀疼,严重时会引起心脏并发症,日本专家研究认为,这种“地毯病”是由蜱螨进入人的气管和肺部所致。微小的蜱螨,以吞噬人体的皮肤的微细鳞状物为主,生活繁殖在地毯中,其身上有成千上万的病菌随时向外散发。预防“地毯病”就要经常吸尘排螨,保持地毯的清洁,还要尽量注意减少人体与地毯的直接接触,并常换衣、勤洗澡,减少皮肤鳞状物掉落在地上,断绝蜱螨的“给养”。许多患头疼、眼粘膜患者所使用的建筑内往往有整开间的地毯或其他吸收、沉积污染物的材料。丹麦建筑研究院为查明一个患有过敏症的儿童的病因,作了如下试验。首先测出这一房间空气中甲醛浓度为0.21mg/ m3,当搬走所有家具后再测得其中甲醛浓度为0.17 mg/ m3,然后拆去木屑天花吊顶板,测浓度降至0.15 mg/ m3,最后取走整开间的地毯,浓度降至0.09 mg/ m3。实验表明,地毯吸收并向室内空气散发污染物质,故使用时须经常清洗,而真正污染物源是木屑天花板。
  直接产生污染的材料是指直接散发有害污染物和放射性污染物的材料,如人造板、塑料中散发出的自由(游离)甲醛及增塑剂等。使用这些材料装修的房间,如果不注意通风换气,空气中甲醛浓度达到2.1 mg/ m3以上,人们会出现头疼,呕吐等现象。
新鲜加气混凝土等建筑材料散发出氡气及其子体呈气溶胶状态,吸入这种气体,可使肺组织受到辐射,增加发生肺癌的危险。据文报道,氡辐射是美国肺癌的第二位病因,每年导致该国7000~30000人死于癌症。
  地球上的岩石、土壤和几乎所有的物质都含有微量的放射性。如果建材原料中的放射性物质含量较高,则会导致较多的氡释放。人们一生中大约有3/4时间是在房间里渡过的,所接受天然环境辐射量中给有40%是由氡提供的。随着工业废渣在建筑材料中的应用,建材的放高射性水平有增高的趋势。1994年3月美国环境保护局称:全美国有20%的学校的氡辐射达到危险水平,1.5万所公立学校中有7万多个教室的氡辐射量超过了环保局规定的安全标准,其中1万多个教室的氡辐射已达到危险程度,使教员和学生面临疾病的威胁。我国某些地区的一些生活用房的放射性水平也较高。应该引起人们的关注。
  石棉污染也是环境污染的一个大问题。石棉可以致癌,建筑中的石棉污染表现在高层建筑物的结构钢架表面喷涂大量含石棉的材料,在很多公共建筑物(如学校、图书馆、旅馆、影剧院等)内部的墙壁、天花板和地面上采用含石棉的材料隔音、隔热和装璜,造成建筑内部的空气污染。用石棉水泥管作为自来水的地下输水管,也可造成石棉污染。石棉纤维所诱发的癌症以肺癌、胸膜和腹膜的空间皮瘤最为常见,偶尔也可诱发胃癌或其他癌症。石棉致癌的原因是污染环境的温石棉,主要是以元纤维的形式侵入机体,这种纤维呈结晶状态,具有锐利尖刺,能刺入肺泡或胸膜、腹膜。持续的机械刺激,使局部组织纤维化、胸膜、腹膜变厚,最后形成癌或间皮瘤。
  我国目前所使用的建筑材料和建成的房屋,很少有人进行放射性污染和散发性污染的测试。因此,建房时选材要慎重。
  以上几个例子说明,除了有吸收有沉积污染物的建筑材料不能应用外,吸收放射性和散发污染物的建筑材料也不能应用。
  材料的散发性表现在两个方面:一是表现为散发率,即每小时散发污染物质的毫克数;另一种称为源强度的测量值,即由其散发的时间长短作为特征。有些材料具有慢衰减的散发特性,即经过几周或几个月,其散发率衰减至1/2值,如墙面涂料、家具等;有些材料称为快衰减散发性材料,这些材料散发率的半衰期仅仅只有几分钟,几小时或几天,有些涂料、清漆、粘结剂在喷涂后的一段时间内具有这一特性。
  3.2材料的散发性的测试方法
  美国材料实验学会(ASTM)正在制定有关室内空气中有机物浓度的试验方法,包括:实验装置、设计步骤、取样、分析、数据处理及质量控制等。这些试验方法将适用于不同试验室规模以及实际的建筑。
  4 实施健康建筑的途径
  可考虑从规划、设计、施工、维护等方面来创造有利于健康的建筑。
  4.1选择地理位置
  建筑物在选址时要进行仔细的勘察,不要将建筑物建立在沼泽地或放射性过高的地面上。要充分考虑日照、风向、室外环境及周围环境的联系等因素,并作出合理的设计。
  4.2注意保温材料的防潮处理
  地面潮湿是形成有害建筑的重要原因,必须重视对地面防潮的处理。若将木龙骨地板及保温材料放在未干燥的混凝土地面上,则很容易引起霉菌等一系列有害的影响。在住宅中,正确的设计方法是在底层混凝土板下面放置保温层,这样可使地面保持温暖及干燥,然后待混凝土地面干燥后,再放置一层保温层,以此保持房间的舒适性。
  4.3选择低散发率或有益健康的建筑材料
  选择材料的一些准则:(1)低散发率的天然材料;(2)不要轻易选用未经检验及不明性能的新材料,附有说明书者,应看其权威机构的检验证书所注明的散发性污染物的含量;(3)不含重金属、石棉、微生物及放射性等物质;(4)在使用环境中具有稳定性及耐久性;(5)在常温下产生的静电小。
  5. 健康建筑的动态
  近年来,一种完全由木头、粘土等天然材料构成的新型房屋——“生物住宅”——正在德国悄悄兴起,尽管这此类住宅较普通住宅昂贵,但它仍然受到人们的欢迎。传统的住宅所使用的含有化学成份的混凝土以及隐藏在房层下的地球射线都可能危害人体健康,而“生物住宅”,即可保护人体健康,又可维持生态平衡。这类住宅在破土之前要经过勘查,确保没有地下水脉和放射性的干扰。租赁这种房子居住的人,得病率明显下降,连感冒次数也减少了。
  美国有许多高级别墅的木装修不刷油漆,就是要保持木材的天然性。根据科学研究报告,发现木材带有挥发物质“芬多精”(Phutoncidere意为精气和香气)。“芬多精”含有一种带芳香的萜苹,具有抵抗细菌、稳定神经、刺激粘膜等功能,对视、嗅、听、触觉有洗涤效果。木材是贮存“芬多精”的最大宝库,是有益于人类健康的装修材料。
  6. 加强建筑环境卫生管理,确立有关标准
  国外对于健康建筑及其材料的研究工作,已取得了一定的成绩。丹麦、瑞典等国已实施于实际工程,并建成一批“非过敏住宅”。我国在这方面还没有专门的研究机构,研究工作还处于起步阶段。国家应在以下方面进行工作:(1)对现有建筑进行体检,首先从幼儿园及中小学校做起,做到心中有数;(2)制定国家统一的材料测试标准及方法;(3)对现在建筑材料进行散发性污染和放射性污染的检测:(4)开发粉尘少,散发率小的无污染材料;(5)大力研究和开发“健康建筑”的建设。

  参考文献
  1.潘雪雯著。健康建筑及其材料。中国建材,1993,(特刊):13~18
  2.B.吉沃尼著,陈土译.人•气候•建筑.北京:中国建筑工业出版社,1982.228~236
  3.方晓春。警惕身边的“隐形杀手”.西安晚报,1994-10-16
  4.吴学周主编.中国大百科全书•环境科学.北京,上海:中国大百科全书出版社,1983.329
                   发表于1995.5.16

 
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