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            室內空氣中甲醛濃度與人造板使用量的關系

            文章出處:西安除甲醛 人氣: 發表時間:2020-10-10

            羅文圣 , 興 豐 , 井學偉 , 羅 忻 , 李繼光

            (1. 北京盛大華源科技有限公司, 北京 100071;2. 德國柯諾木業集團中國管理總部, 北京 100068;

            3. 黑龍江省林產工業研究所, 哈爾濱 150040;4. 北京市木材家具質量監督檢驗站, 北京 100075)


            摘要 :研究了材料甲醛釋放量及設置率、換氣次數、室內溫度和濕度與室內空氣中甲醛濃度的關系。 在現有的材料

            設置率和環境條件下, 為了使空氣中甲醛濃度≤0.10 mg /m 3 或≤0. 08 mg /m 3 , 材料的甲醛釋放量必須≤0.5 mg /L

            或≤0.3 mg /L 。

            關鍵詞: 空氣中甲醛濃度;人造板;甲醛釋放量;環境條件

            中圖分類號:TS6 文獻標識碼:A 文章編號:1001-8654(2006)05-0024-03


            Relationship between Formaldehyde Concentration of Indoor Air andQuantity of Wood-based Panels

            LUO Wen-sheng 1 , XING Feng 2 , JING Xue-wei 3 , LUO Xin, LI Ji-guang4(1. Shengdahuayuan Technology Co. , Ltd, Beijing 100071, China ;2. Germany K RONO Group(China), Beijing 100068, China;

            3. Heilongjiang Research Institute of Forest Products , Harbin 150040, Heilongjiang , China;

            4. Beijing Quality Inspection &Supervision Station of Wood Furniture , Beijing 100075, China)


            Abstract: A series of experiments were conducted to eva1uate how the formaldehyde concentrationindoors could be affected by some environmental conditions. The factors to be tested included theformaldehyde emission of panel materials, panel setting coefficient(panel quantity to room volume),times of air exchange , and indoor temperature and humidity. Results found that under the currentpanel setting coefficient of 0.6 m 2 /m 3 and environmental conditions, to make the indoorformaldehyde concentration of a room attain ≤0.10 mg /m 3 or ≤0.08 mg /m 3 , the formaldehyde emission of panels should be less than 0.5 mg /L and 0.3 mg /L  espectively.

            Key words: formaldehyde concentration of indoor-air;wood-based panel ;formaldehyde emission; environmental condition


            室內裝飾裝修用人造板中含有的甲醛是空氣污染的主要污染源 [ 1] 。為確保室內空氣中的甲醛濃度≤0. 12 mg /m 3 ,日本 2002 年頒布的《修改建筑基準法實施細則部分內容的政令》規定:F ****級甲醛釋放量人造板在室內使用不受限制;F ***級和 F **級甲醛釋放量人造板在室內使用受到限制 。


            我國GB 18580-2001《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》亦規定 :用于室內裝修和家具生產的人造板, 甲醛釋放量應符合 E1 級標準要求。但近幾年國家及地方的抽檢結果表明, 大部分人造板產品的甲醛釋放量為E 2 級, 甚至超過 E2 級標準的限量[2]。

            本文就裝飾裝修材料和家具的甲醛釋放量及人造板使用量 、環境溫度和濕度、通風情況等與室內甲醛濃度的關系進行探討,以期為人造板生產企業提供參考。


            1 理論

            關于人造板的甲醛釋放量與室內空氣中甲醛濃度的關系 ,井上明生等[ 3-7]提出關系式 :

            C=(0.158D +0.017) ×[ 2/(1 +Q /S)] ×1.09 (t -23) ×(h +55)/100 (1)

            式中 :C—空氣中的甲醛濃度, 10 -6 ;D —干燥器法測定的甲醛釋放量 , mg /L ;Q —換氣量, m3/h;S —材料用量, m2

            ;t —室 內 溫 度, ℃;h—室 內 相 對 濕 度,RH / %。經過實際測試, 牧勉等[ 8]對式(1)進行了修訂, 并將空氣中甲醛濃度的計量單位換算成 mg /m3, 得到 :C 1=0.79236×(0.158D +0.017)×[ 2/(1+N /L)] ×1.09(t 1 - t 2 - 3)×(h +55)/100 (2)

            式中 :N —換氣次數(N=Q/V), 次/h;L —材料設置率(L=S /V),m2/m 3 ;V —室內體積 , m 3 ;t 1 —室內溫度, ℃;t 2 —干燥器法測甲醛釋放量時的溫度 , ℃。

            2 試驗

            國內的住宅基本未設置強制通風設施,只能依靠自然通風對室內空氣進行置換 。依據 GB 500325-2001《民用建筑工程室內環境污染控制規范》,檢測室內甲醛濃度、溫度、濕度和大氣壓力 。首先將門窗打開 1 h,然后關閉 1 h, 再采集空氣樣品進行分析。換氣量受房屋結構 、室外風速等自然條件的制約 。

            本試驗選擇的房間位于 21 層塔樓的第 7 層的北側,戶門面對電梯間 , 有 2 扇窗戶朝北, 室內凈高2.6 m 。廚房 、儲藏間和衛生間鋪設地磚, 外屋鋪設強化木地板 42 m2 (甲醛釋放量為 0.6 mg /L);外屋家具使用貼面刨花板(甲醛釋放量為 0.8 mg /L), 總面積為 29.35 m2。外屋毛坯房的甲醛濃度為 0.03~0.04 mg /m 3 ;鋪設強化木地板和放置家具后甲醛濃度檢測結果見表 1。

            將表 1 所示的參數代入式(2), 計算出換氣次數N 。由表1 可知 , 4次 檢測 計算出 的換 氣次數為0.186~ 0.292 次/h , 平均值為 0.234 次/h。對于未設置強制通風設施的建筑 ,牧勉等 [ 8] 采用的換氣次數為 0.2 次 /h 。由此表明,上述人造板的甲醛釋放量與室內空氣中甲醛濃度的關系式對我國適用。


            3  參數設定

            3.1 人造板甲醛釋放量GB 18580-2001 規定, 甲醛釋放量 ≤1.5 mg /L的人造板可直接用于室內 , ≤5.0 mg /L 的人造板必

            須飾面處理后允許用于室內。但抽檢結果表明 ,大部分人造板的甲醛釋放量 >1.5 mg /L , 有的甚至高達30 mg /L ;但有些企業也在推廣甲醛釋放量≤0.2 mg /L 的低甲醛釋放人造板。因此,人造板的甲醛釋放量分別取值 0.2、0.3、0.5、1.5、5.0、10.0 mg /L 。用干燥器法檢測人造板甲醛釋放量時的溫度 t 2 為 20 ℃。

            3.2 環境溫度和濕度

            國內各地的環境溫度和濕度差異較大,部分城市的極端高溫達到 40 ℃、濕度達到 90%以上 。計算時室內溫度和濕度分別取值為20~ 35 ℃、45%~ 90%。

            3.3 材料設置率

            設定臥室的面積為 20 m2,室內凈高 2.6 m ,室內體積 V=52 m3。臥室中人造板的最低配置為:1 組不帶頂柜的大衣柜、1 張床、1 只電視柜, 人造板使用量 S=16.1m 2 , 材料設置率 L=S /V=0.31m 2 /m3,因此材料設置率取 0.30 m2/m3。

            在南方, 臥室中通常設置壁柜, 使用的人造板材料較多 ,加上其他家具以及強化木地板, 合計人造板使用量 S=113.8 m2

            , 材料設置率 L=S /V=2.19m2/m 3 ,材料設置率取 2.2 m2/m 3 。計算時材料設置率的取值范圍為 0.30~ 2.2 m 2 /m 3 。

            3.4 換氣次數

            如上所述,換氣次數 N 的最低值設定為 0.2 次 /h 。自然通風條件下 , 按試驗要求 , 理論最大換氣次數為 0.5 次/h 。換氣次數的取值分別為 0.2、0.35、0.5 次/h。

            4  分析討論

            4.1 室內空氣中甲醛濃度與人造板甲醛釋放量關系室內空氣中甲醛濃度與人造板甲醛釋放量的關系見圖 1 。由式(3)和圖 1 可知 ,其他條件一定時, 隨著人造板甲醛釋放量的提高,室內空氣中甲醛濃度增大 ,但隨著換氣次數的增加而減小。當換氣次數為 0.35 次 /h ,環境溫度和濕度分別為23 ℃和45 %、30℃和90 %, 室內甲醛濃度 ≤0. 08mg /m 3 和≤0.10 mg /m3時, 不同甲醛釋放量材料的最大設置率見表 2。

            由表 2 可知, 在環境溫度為 23 ℃、相對濕度為45%、換氣次數為 0.35 次 /h 時, 使用甲醛釋放量 ≤0.2 mg /L 的材料,用量不受限制;使用甲醛釋放量為0.5~ 10. 0 mg /L 的材料 ,室內空氣中甲醛濃度分別達到 ≤0.08 mg /m3和 ≤0.10 mg /m3

            時, 材料最大設置率 L 與材料甲醛釋放量D 之間的關系分別見式(3)和(4),隨著材料甲醛釋放量的增大 ,最大使用量呈指數關系減少。而環境溫度和濕度提高到 30 ℃和90%時,材料的最大使用量減少了 61.7%~ 98.8%。

            L 0.08=0.2097D- 0.8508, R 2=0.996 (3)L 0.10=0.3369D- 0.7732, R2=0.991 (4)

            4.2 室內空氣中甲醛濃度與環境溫、濕度的關系室內空氣中甲醛濃度與環境溫度和濕度的關系見圖 2。由式(2)和圖 2 可知, 其他條件一定時 ,室內空氣中甲醛濃度與環境溫度呈指數關系 ,設定 23 ℃時室內空氣中的甲醛濃度為 0. 10 mg /m3,則溫度為25、30 和 35 ℃時, 室內空氣中的甲醛濃度分別為0.11 、0.183 和 0.281 mg /m3。

            在我國,有兩個特殊的氣候段對室內空氣中甲醛濃度有很大影響 :一是 7~ 9 月的高溫高濕天氣;二是冬季采暖期,由于室內外溫差較大 ,通常門窗緊閉 ,空氣置換率幾乎為 0, 若使用地面采熱方式, 地板中甲醛的釋放速度則會成倍增大。


            夏季使用空調時 , 室內溫度通常為 23~ 27 ℃,設定換氣次數為 0.35 次 /h、材料設置率為 0.9 m2/m 3 , 室內空氣中甲醛的濃度見表 3。由表 3 可知, 除甲醛釋放量為 0.3 mg /L的材料 , 在 23 ℃以及 25℃和 55 %相對濕度條件外 ,其他條件下室內空氣中甲醛濃度均超過 0.10mg /m3。使用甲醛釋放量分別為 0.5、1.5、5.0 和10.0 mg /L 的材料裝修的房間 ,室內甲醛濃度分別超過 0.10 mg /m 3 限量的 0. 2~ 36.3 倍。

            4.3 室內空氣中甲醛濃度與換氣次數和材料設置率的關系

            室內空氣中甲醛濃度與換氣次數和材料設置率


            表 4 這組數據回歸出來的方程回歸趨勢不太明顯,但仍然存在弦徑向干縮系數比隨著基本密度的增加而減少的趨勢 。筆者認為很大一部分的原因在于回歸的數據過少導致 。

            初步研究表明, 木材基本密度與干燥基準之間確實存在一定的關系 。進行的下一步工作主要是對木材弦徑向干縮系數比、密度 、厚度 、初含水率、年輪寬度等因子與基準三要素(初干球溫度、終干球溫度 、相對濕度)之間的關系進行研究 ,并通過試驗來驗證 。


            2 結束語

            常規蒸汽干燥的干燥基準對木材的干燥質量至關重要,而干燥基準的制定多數采用百度試驗法來確定 。由于它忽略了木材初含水率及形狀因子等的影響 ,對于一些進口木材、南方闊葉樹材和小徑材等不適用。材性法提出了以與干燥相關的木材材性指標為確定因子 ,根據資料及數據的收集 ,建立如:基本密度 、弦徑向干縮系數比 、鋸材尺寸、晚材率、年輪曲度等與干燥基準之間的關系模型 ,并通過試驗, 驗證模型的可行性 ,為科學的制訂基準提供簡易 ,快速 ,準確的方法 ,簡化了基準制定的步驟 ,提高干燥效率 ,保證干燥質量。本項研究僅是干燥基準制定法的一種新的嘗試 ,后續還有大量工作有待進行 ,并且尚需要通過生產實踐進行驗證 。


            參考文獻:

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            [ 4]  成俊卿. 木材學[ M]. 北京:中國林業出版社,1985.

            [ 5]  許強. 新型干燥基準制訂方法的探索與研究[ D] . 北京:北京林業大學, 2003. 


            的關系見圖 2。室內甲醛濃度(C 1 )與材料設置率(L)之間呈對數關系 ,隨著材料設置率的增大 ,室內甲醛濃度提高 。室內空氣中, 甲醛濃度隨著換氣次數的增加而降低 。在環境溫度為 25 ℃、濕度為 55%的條件下,換氣次數從 0.20 次 /h 提高到 0.50 次/h , 室內空氣中的甲醛濃度可以降低 11.5%~ 37.5%, 但降低幅度隨著材料設置率的提高而減小 。

            通過以上分析, 目前國內室內裝修用材和家具用材的人 造板使用 量, 折合成材 料設置率最 小為0.6 m 2 /m 3 。即使采用空調將室內溫度和濕度降低至 23 ℃和 55%, 使用甲醛釋放量 >0. 5 mg /L 的材料,室內的甲醛濃度仍然 >0.10 mg /m3。解決室內空氣中甲醛污染的唯一途徑, 是將裝飾裝修材料和家具材料的甲醛釋放量控制在 0.5 mg /L 以下 。

            5 結論

            1) 裝飾裝修材料和家具材料甲醛釋放量較高,是造成我國室內空氣中甲醛濃度超標的主要原因 。

            2) 在現有的材料設置率和環境條件下, 為了使空氣中甲醛濃度 ≤0.10 mg /m 3 , 材料的甲醛釋放量必須 ≤0. 5 mg /L ;如空氣中甲醛濃度 ≤0.08 mg /m 3 ,材料的甲醛釋放量必須≤0.3 mg /L 。

            3)環境溫度和濕度對室內空氣中甲醛濃度有重要影響 ,可以通過降低室內溫度和濕度的方式減輕甲醛污染程度 。

            4)換氣次數從 0.20 次/h 提高到 0.50 次/h , 室內空氣中的甲醛濃度可以降低 11.5%~ 37.5%。


            參考文獻:

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            作者簡介:羅文圣(1966—), 男, 北京盛大華源科技有限公司總經理,高級工程師, 博士


            馨源是北京盛大華源科技有限公司旗下品牌,是一家集研發-生產-銷售的源頭廠家,主要做全國除甲醛招商加盟和北京及周邊地區室內空氣凈化治理業務,生產基地座落在美麗的固安工業園南區,占地25畝,公司擁有自主知識產權的發明專利3項(查看專利),產品獲得國家重點新產品認證、北京自主創新產品認證、第九屆室內環境專題金獎。馨源從裝修源頭治理的理念出發,為室內污染設計了一套完整的解決方案,有效祛除裝修及家具產生的各種空氣污染。

            馨源室內空氣凈化治理開創性地將吸附、催化、接枝聚合等技術有機結合,產品快速滲透污染源內部,高效快速并持續清除甲醛等有害氣體,甲醛去除率高達99%,苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC去除效率高達95%,自公司成立以來累計為全國30000多個客戶提供了超過1000萬平方米的室內環境治理服務。

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