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建筑室内装修甲醛污染分析及甲醛排放量预测研究

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苟胜荣

摘? ? ? 要：为了保证室内优质的居住环境和身体健康，充分认识装修过程中装修污染物的来源，对装修之后甲醛浓度的监测分析和预测研究至关重要。分析房屋不同阶段的甲醛污染情况，以指数平滑法为基础，构建甲醛浓度变化的预测模型，以实际工程监测数据为基础进行甲醛浓度变化预测分析。实例检验结果表明：预测模型因其参数选择的不同，预测结果略有差异，当选择合适的参数时，能得到较好的预测效果，指数平滑法当a=0.7时预测精度最好，能较好的反应甲醛浓度变化情况，验证了预测模型的准确性和可靠性，可为装修之后甲醛监测提供参考依据。

关? 键? 词：室内装修;甲醛污染;指数平滑法;预测研究

中图分类号：TQ 021.9? ? ? ?文献标识码： A? ? ? ?文章编号： 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

随着生活水平日益提高，人们对居住环境的要求也越来越高，建筑装饰装修也越来越被重视[1]，木工板、乳胶漆、壁纸、油漆等材料应用于室内装修中所产生的污染问题日益突出[2-5]。然而，建筑建造与装饰装修过程中所采用的各种材料给室内造成了极大的污染，造成室内污染物质含量超标，严重威胁居住者的身体健康，长期居住于装修污染超标的房屋内，会引起鼻咽癌、白血病等多种疾病[6，7]。目前，关于国内相关研究主要是针对建筑室内装修污染的定性研究，少数研究采用定量研究手段针对单一的装修材料开展实验室研究[8-10]，也有针对装修之后室内空气开展定期的取样研究[11-17]。

以上研究都是针对室内装修污染来源及防治措施的定性分析，定量分析也是针对单一的装修材料开展单独研究或者对装修后室内空气开展取样研究，并且都是在在实验室进行。关于建筑房屋装修完成之后室内污染物的定量监测及后期污染物持续排放量的预测研究甚少，众所周知，装修结束之后装修污染物的排放周期很长，在业主入住几年之内都会一直持续，不可能全过程定期进行监测，因此，对建筑装修后室内污染物排放量的预测至关重要。

1? 新房不同阶段的甲醛污染分析

1.1? 交房、零装修阶段

在建筑房屋零装修阶段，也就是毛坯交付期，室内污染物主要来自于建筑结构各种原材料，对于框架结构和框架剪力墙结构主要有混凝土、砌筑砂浆、多孔磚或砌块、防水材料、保温隔热材料等。

1.2? 基础硬装修阶段

基础硬装修阶段，主要进行水电改造、厨卫安装、吊顶施工、墙壁涂料和壁纸施工、木地板和瓷砖的铺设等工序。该施工阶段所采用材料的好坏直接影响到后期甲醛的排放量。这一阶段的污染物来源有以下几方面。

（1）木板。阳台吊顶所用的桑拿板、地面木地板、橱柜、衣柜等会大量采用人造板材，诸如刨花板、中密度板、细木工板（大芯板）、胶合板，以及防火板等，这些板材是通过对边角废料加入胶粘剂制作而成，都会由于使用脲醛胶粘接而产生大量的甲醛，是主要污染源之一。

（2）其他装修材料。主要包括厨卫集成吊顶采用的铝扣板、壁纸、地砖等，这些材料在后期使用过程中会散发出刺激性气味的砌体，含有大量的甲醛，造成室内空气污染，危害身体健康。

（3）乳胶漆。乳胶漆由于其不发霉、可擦洗等优点，在装修中被大量采用，是室内产生甲醛的主要装修材料。

（4）胶水。装修过程中大量使用胶水，比如贴壁纸所用的糯米胶、刮腻子采用的腻子胶以及其他部位所用的玻璃胶等，都是甲醛污染的主要来源，在装修污染重占比最大。

（5）油漆。油漆中包含有大量的重金属，对人体伤害很大，目前家庭装修中已很少采用。

1.3? 基础软装修阶段

基础软装修阶段主要进行软包施工、窗帘安装、家具和电器的购置等。该阶段的污染除了基础硬装修所带来的污染之外，主要是由于软包材料、窗帘布艺所用的染料挥发所致。

1.4? 装修结束阶段

该阶段装修完毕，地毯、床品、饰品、字画等布置到位，污染来源主要来自基础硬装修和软装修所产生的污染物。

1.5? 常住阶段

新房装修结束通风6至12个月之后满足入住条件，可以入住，这时室内的污染主要是残余甲醛持续缓慢释放造成。

2? 装修结束后室内甲醛排放预测

2.1? 指数平滑法预测模型[18]

指数平滑法认为，未来数据是由某一时间序列的变化趋势持续发展得来的，用指数平滑法对某一时间序列进行趋势性预测时，每一期数据对未来产生的影响并不相同，也就是说每一期结果所占权重并不相同，未来预测数据的获得应该是由以往不同期结果加权计算而来。通常情况是，近期的结果对现在的影响会大些，因此分配的权重应该比较大，远期的结果对现在的影响会小些，因此分配的权重也应该比较小，所以，指数平滑法考虑了时间间隔对序列的影响。在计算平均值时，对不同时期观测值的权重有不同的设置;近期的权重大一些，远期的权重小一些，各期的权重随时间间隔的增大而呈指数衰减，这就是指数平滑法的基本思想。在实际预测过程中，通过改变平滑系数来控制不同时期数据所占的权重，从而控制预测结果的平稳变化趋势

设时间序列的观测序列为，则平滑系数为的简单指数平滑为：

2.2? 实例分析

某单元房建筑面积102m2，整体布局为三室两厅一厨一卫，每个房间都带有窗户。业主按照精装修标准进行装修，装修时橱柜和衣柜柜体均选用实木颗粒板，阳台上也布置有木质柜体，厨卫吊顶材料为铝扣板，墙面为乳胶漆，地面为地板砖，装修全部结束之后对房间进行24 h通风内甲醛浓度进行监测，每次测试之前均需关闭窗户3 h以上，然后对各个房间内甲醛浓度进行独立监测，客厅内甲醛浓度监测结果见表1。

客厅内甲醛浓度——观测周期曲线如图1所示，由图1可知，客厅内甲醛浓度随时间逐渐递减，且减小速率先大后小，以后逐渐趋于稳定。在在第二周时达到0.473 mg/m3，此后逐渐降低，到1个月时降低甲醛浓度为0.238 mg/m3，仅为第二周时的一半左右，3个月之后降速放缓，说明装修结束3个月之后甲醛排放量逐渐减小且趋于稳定，半年之后检测到甲醛含量味0.083 mg/m3，略高于标准值0.08 mg/m3。

以1个月为时间单位，对甲醛排放速率进行统计，得到甲醛浓度变化速率曲线如图2所示。由图2可知，前3个月甲醛浓度降低速率最快，说明前3个月是甲醛释放的关键时期，装修业主应在前3月内加强通风，为甲醛的释放提供条件。3个月之后甲醛浓度降低速率放缓，且甲醛的释放会持续很长时间，反映出对甲醛浓度变化预测的重要性突出。

2.3? 甲醛浓度变化预测

为验证移动平均法预测模型在甲醛浓度变化预测中的有效性，以表1给出的8期实际监测数据为基础，对未来4期的甲醛浓度变化进行预测，并以监测数据为验证数据，和预测结果进行比较。

指数平滑法a不同取值时的预测结果及相对误差分析见表2-4，可知不同的a值所得到的預测结果不同;a=0.3时远期预测结果越远离实际观测值，最小相对误差为25.3%，平均相对误差为32.1%，a=0.5和a=0.7时，远期预测结果误差越来越小，最小相对误差分别为5.68%和2.27%，平均相对误差分别为7.42%和2.76%，。说明a=0.7时预测精度最好，能较好的反应甲醛浓度变化情况。

指数平滑法a不同取值时的甲醛浓度——时间关系图如图3所示。

由图3可知，a=0.3和a=0.5时预测结果相对于浓度监测值都有超前现象，说明预测结果相对保守，有一定的安全储备;a=0.7时的预测结果相对于浓度监测值具有滞后现象。说明此时预测结果相对不安全。

3? 结论与讨论

（1）新房从毛坯房交房到业主入住过程中，每个阶段都有相应的污染源，但室内主要的甲醛污染来自于装修污染，其中基础硬装修阶段采用的各种材料带来的污染是占比更大。

（2）装修结束后甲醛排放周期较长，前期甲醛排放量较大，在装修完三个月之后甲醛排放量明显减少且趋于稳定。

（3）指数平滑法预测时，a值取值的不同预测效果也有所不同，且相对于实际观测值都表现出超前或者滞后现象，a=0.7时的预测精度最高，预测结果平均相对误差仅仅为2.76%，说明预测模型具有较高的可靠性和稳定性，该模型适合用于甲醛浓度变化预测，但由于预测结果相对于实际监测值表现出滞后现象，安全系数较低。

（4）数平滑法预测时，a=0.5时的预测精度也较高，预测结果平均相对误差仅仅为7.42%，说明预测模型具有较高的可靠性和稳定性，该模型适合用于甲醛浓度变化预测，且由于预测结果相对于实际监测值表现出超前现象，结果更趋于保守，安全系数也更高。

（5）甲醛释放周期较长，空气中甲醛浓度与温度和湿度高度相关，经常保持通风和控制室内温度湿度是降低甲醛浓度的有效方法。当室内有人正常居住时或房屋处于长期通风、长期密闭条件时，甲醛浓度监测结果都会不同。

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