CN105868568A - 一种车内空气质量综合评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车内空气质量综合评价方法，该方法通过测试并分析得到车内空气质量指数，通过所得指数帮助消费者在GB/T 27630或GB27630标准体系基础上更容易地甄别车内空气质量优秀的车型，进而通过市场机制间接促进中国汽车行业乃至世界汽车行业在绿色环保方面不断进步，最大限度保障消费者身体健康。
Description
技术领域
本发明属于车内空气质量评价领域，尤其是涉及一种车内空气质量综合评价方法。
背景技术
现代社会人们在车内的停留时间越来越长，2014年的《中国人群暴露手册》(成人卷)显示中国人均小轿车累计使用时间已达71min/天，并呈逐年上升趋势。因此，车内空气污染问题对人群健康的重大影响研究及相关标准法规的制定受到了高度重视。例如，中国借鉴美德日韩等国经验，出台了GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》，对乘用车舱内散发的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛这8种有机污染物(VOCs)提出了限值要求。这对保护我国汽车消费者的身体健康起到了必要的保障作用。
然而，在利用GB/T 27630-2011评价车内空气质量时，该标准仍存在不足。例如，该现行标准以苯、甲醛等8种VOCs的浓度数据来衡量车内空气质量，由于这8种VOCs的标准限值各不相同，分别为苯110μg·m-3、甲苯1100μg·m-3、乙苯1500μg·m-3、二甲苯1500μg·m-3、苯乙烯260μg·m-3、甲醛100μg·m-3、乙醛50μg·m-3、丙烯醛50μg·m-3，导致由浓度数据反应的车辆达标情况缺乏直观性，尤其对于不了解各VOCs标准限值的普通消费者，更是难以理解和记忆。此外，由于缺乏对汽车市场VOCs控制整体现状的表征，GB/T 27630-2011中仅有的浓度数据也无法反映某车辆的车内空气质量在汽车市场中所处的水平。因而消费者难以依据GB/T 27630-2011标准体系对待购车辆的车内空气质量情况做出准确快速的甄别，不利于GB/T 27630-2011保障汽车消费者身体健康权益目标的达成。
另一方面，在发展较为成熟的大气环境质量管控领域，世界各国已在污染物浓度标准限值的基础上，建立并实施了较为完善的指数评价方法，与消费者居家生活关系紧密的室内空气质量指数研究也在快速发展。然而，对于与消费者乘车健康息息相关的车内空气质量，国内外相关指数评价方法研究却未见报道。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车内空气质量综合评价方法，以解决利用GB/T27630-2011评价车内空气质量时，该标准仍存在不足，缺乏对汽车市场VOCs控制整体现状的表征，GB/T 27630-2011中仅有的浓度数据也无法反映某车辆的车内空气质量在汽车市场中所处的水平。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车内空气质量综合评价方法，包括如下步骤：
1)检测多辆车辆的车内空气质量，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛及丙烯醛的浓度；
2)对于车辆的各种VOCs，分别以GB/T 27630或GB 27630中规定的VOCs浓度标准限值为依据，将VOCs浓度数据小于或等于该VOCs浓度标准限值的车辆划分入达标等级，将VOCs浓度数据大于该VOCs浓度标准限值的车辆划分入不达标等级；
3)对于达标等级中车辆的各种VOCs，按照浓度数据由小到大排序，将各种VOCs浓度数据分别分成多个区间，每个区间VOCs浓度数据的高位值及低位值分别对应一个空气质量分指数，GB/T 27630或GB 27630中规定的VOCs浓度标准限值对应的空气质量分指数为空气质量分指数限值；
4)以上述区间划分和分指数设定为基础，通过分段线性插值法计算各VOCs的车内空气质量分指数，计算公式如下：
公式(1)中各参数定义如下：
IAQIVP：VOCs污染物P的车内空气质量分指数；
CP：VOCs污染物P的浓度数据，μg·m-3；
CHi：与CP相近的等级的高位值，μg·m-3；
CLo：与CP相近的等级的低位值，μg·m-3；
IAQIVHi：与CHi对应的车内空气质量分指数；
IAQIVLo：与CLo对应的车内空气质量分指数；
5)对于各项分指数均小于或等于空气质量分指数限值的达标等级车辆，通过均方根值法计算车内空气质量指数，计算公式如下：
6)对于有一项或多项分指数大于最大空气质量分指数的不达标等级车辆，将首要污染物的车内空气质量分指数作为该车辆的车内空气质量指数。
优选的，步骤1)检测多辆车辆的车内空气质量，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛及乙醛的浓度；步骤5)中，计算公式如下：
国标中规定了限值的丙烯醛，通过实验发现检出率非常低，300辆车中只有2辆车检测出来了，且浓度远远小于国标限值，故不将其放入评价公式中。
进一步的，对于不达标等级中车辆的各种VOCs，以GB/T 27630或GB 27630中规定的VOCs浓度标准限值的2倍为依据，将VOCs浓度数据小于或等于该VOCs浓度标准限值的2倍的车辆划分入超标等级，将VOCs浓度数据大于该VOCs浓度标准限值的2倍的车辆划分入严重超标等级。
进一步的，步骤3)，对于达标等级中车辆的各种VOCs，按照浓度数据由小到大排序，分别得到各种VOCs浓度数据的下四分位值、中位值及上四分位值，以此为依据，将达标等级中的车辆进一步划分入优秀等级即VOCs浓度值为0<＝VOCs浓度数据<＝下四分位值的车辆，良好等级即VOCs浓度值为下四分位值<VOCs浓度数据<＝中位值的车辆，中等等级即VOCs浓度值为中位值<VOCs浓度数据<＝上四分位值的车辆以及尚可等级即VOCs浓度值为上四分位值<VOCs浓度数据<＝浓度限值的车辆。
进一步的，设定车内空气质量分指数，将优秀等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为0和25，将良好等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为25和50，将中等等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为50和75，将尚可等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为75和100，将超标等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为100和200，将严重超标等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为200和500。
进一步的，步骤1)中检测车辆的数目至少为300辆。
进一步的，步骤1)中所述车辆均选自M1类汽车。
进一步的，步骤1)中检测车辆内空气质量按照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》的要求进行检测。
进一步的，步骤1)中车辆为2014年1月至2015年11月期间新生产下线23-33天内的车辆。
相对于现有技术，本发明所述的车内空气质量综合评价方法具有以下优势：
(1)本发明所述的车内空气质量综合评价方法以指数形式代替浓度数据来表征车内空气质量情况，容易理解和判断车内的空气质量；
(2)以GB/T 27630或GB 27630的标准限值为依据，将收集到的车辆车内空气质量浓度数据划分为达标或不达标等级，因此当标准限值发生调整时，划分结果也会发生相应变化，使计算得到的AQIV对标准限值的变化具有自适应性，并能直观反映各VOCs的达标情况；
(3)以达标等级中车辆的各种VOCs浓度数据的下四分位值、中位值及上四分位值为依据，将达标等级中的车辆进一步划分为优秀、良好、中等及尚可等级，即各等级的划分考虑到了我国汽车行业车内空气质量的整体水平，因此只要不断收集并滚动更新更多车辆的车内空气质量浓度数据，即可在行业整体水平发生变化(体现在下四分位值、中位值及上四分位值的变化)时，使划分结果也发生相应变化，使得到的AQIV对汽车行业车内空气质量整体控制水平的进步具有自适应性，并能准确反映各VOCs浓度数据在整个样本空间中的排名情况；
(4)以各项VOCs的分指数为自变量，通过均方根值法得到车内空气质量指数AQIV，可使计算得到的AQIV同时克服其它常用方法的不足，如最大值法的片面性(不能反映出较小分指数的变化)、综合指数值法的非单调性(分指数减小可能使AQIV增大，算法参见WS/T199-2001《公共场所卫生综合评价方法》)、及算数平均值法的内涵欠缺性(不能反映出是哪个等级发生了分指数变化)等。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的车内空气质量综合评价方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的车内空气质量综合评价方法测得的浓度数据散点图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在说明书和权利要求书中使用的，所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种车内空气质量综合评价方法，如图1所示，包括如下步骤：
1)收集尽量多的车辆的车内空气质量检测数据，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等VOCs的浓度数据，在本实施例中严格按照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》的要求，对一汽大众、一汽夏利、吉利、长安、江淮、北京现代、东风本田、东风裕隆、东风悦达起亚、广汽丰田、观致、铃木、上海大众、上汽通用五菱、梅赛德斯-奔驰各品牌在2014年1月至2015年11月期间新生产下线23-33天内的300辆M1类汽车进行车内VOCs检测，本实施例中各辆车均为20辆，以检测结果作为计算AQIV的浓度数据来源。所选检测结果对应的车型品牌多达二十余款，市场指导价格覆盖几万元至二十五万余元的普通大众消费区间，能较好地代表近两年我国汽车行业车内空气质量的整体水平，浓度数据散点图如图2所示；
2)对于车辆的各种VOCs，以GB/T 27630中规定的VOCs浓度标准限值为依据，将VOCs浓度数据小于或等于该VOCs浓度标准限值的车辆划分入达标等级，将VOCs浓度数据大于该VOCs浓度标准限值的车辆划分入不达标等级；
3)对于达标等级中车辆的各种VOCs，按照浓度数据由小到大排序，分别得到各种VOCs浓度数据的下四分位值、中位值及上四分位值，以此为依据，将达标等级中的车辆进一步划分入优秀等级(0<＝VOCs浓度数据<＝下四分位值)、良好等级(下四分位值<VOCs浓度数据<＝中位值)、中等等级(中位值<VOCs浓度数据<＝上四分位值)以及尚可等级(上四分位值<VOCs浓度数据<＝浓度限值)；四分位数(Quartile)，即统计学中，把所有数值由小到大排列并分成四等份，处于三个分割点位置的数值就是四分位数，第一四分位数(Q1)，又称“下四分位值”或“较小四分位数”，等于该样本中所有数值由小到大排列后第25％的数字，
第二四分位数(Q2)，又称“中位数”，等于该样本中所有数值由小到大排列后第50％的数字，
第三四分位数(Q3)，又称“上四分位值”或“较大四分位数”，等于该样本中所有数值由小到大排列后第75％的数字；
4)对于不达标等级中车辆的各种VOCs，以GB/T 27630中规定的VOCs浓度标准限值的2倍为依据，将VOCs浓度数据小于或等于该VOCs浓度标准限值的2倍的车辆划分入超标等级，将VOCs浓度数据大于该VOCs浓度标准限值的2倍的车辆划分入严重超标等级；
经过上述等级划分后，在本实施例中通过VOCs浓度值四舍五入取整数，图2所示300辆M1类汽车车内VOCs浓度数据被划分为如表1所示的不同等级；
表1
5)设定车内空气质量分指数，将优秀等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为0和25，将良好等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为25和50，将中等等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为50和75，将尚可等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为75和100，将超标等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为100和200，将严重超标等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为200和500，上述分指数设定总结于表2中；
表2
6)以表2所示区间划分和分指数设定为基础，通过分段线性插值法计算各VOCs的车内空气质量分指数，计算公式如下：
例如，一种车型各VOCs原始浓度数据分别为苯3μg·m-3，甲苯147μg·m-3，乙苯1873μg·m-3，二甲苯1718μg·m-3，苯乙烯5μg·m-3，甲醛24μg·m-3，乙醛44μg·m-3，各数据反映的信息并不明确，相互之间也不能直接比较。按公式(1)方法结合表2参数计算得到各项分指数IAQIV如下：IAQIV苯15，IAQIV甲苯56，IAQIV乙苯125，IAQIV二甲苯115，IAQIV苯乙烯21，IAQIV甲醛24，IAQIV乙醛73。由上述IAQIV数据可知，该车型的苯、苯乙烯、甲醛控制较好，在汽车行业车内空气质量整体现状中处于优秀水平，排名分别为第15位、第21位、第24位；甲苯和乙醛控制一般，处于中等水平；乙苯和二甲苯控制较差，分别超标25％和15％。可见，以上述IAQIV数据来表征车辆的车内空气质量情况，可有效克服原始浓度数据的达标情况不直观、不能反映排名信息，难以理解和记忆等缺点；
7)对于各项分指数均小于或等于100的达标等级车辆，通过均方根值法计算车内空气质量指数，计算公式如下：
例如，某车型的各项车内空气质量分指数为IAQIV苯44，IAQIV甲苯57，IAQIV乙苯77，IAQIV二甲苯75，IAQIV苯乙烯74，IAQIV甲醛75，IAQIV乙醛75，则通过式2计算得到的AQIV为69，其综合水平处于中等等级；
8)对于有一项或多项分指数大于100的不达标等级车辆，将首要污染物的车内空气质量分指数作为该车辆的车内空气质量指数。
例如，任意一种车型的各项车内空气质量分指数为IAQIV苯144，IAQIV甲苯57，IAQIV乙苯77，IAQIV二甲苯75，IAQIV苯乙烯74，IAQIV甲醛75，IAQIV乙醛75，则通过上述方法计算得到的AQIV为144，其综合水平处于超标等级。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种车内空气质量综合评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)检测多辆车辆的车内空气质量，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛及丙烯醛的浓度；
2)对于车辆的各种VOCs，分别以GB/T 27630或GB 27630中规定的VOCs浓度标准限值为依据，将VOCs浓度数据小于或等于该VOCs浓度标准限值的车辆划分入达标等级，将VOCs浓度数据大于该VOCs浓度标准限值的车辆划分入不达标等级；
3)对于达标等级中车辆的各种VOCs，按照浓度数据由小到大排序，将各种VOCs浓度数据分别分成多个区间，每个区间VOCs浓度数据的高位值及低位值分别对应一个空气质量分指数，GB/T 27630或GB 27630中规定的VOCs浓度标准限值对应的空气质量分指数为空气质量分指数限值；
4)以上述区间划分和分指数设定为基础，通过分段线性插值法计算各VOCs的车内空气质量分指数，计算公式如下：
公式(1)中各参数定义如下：
IAQIVP：VOCs污染物P的车内空气质量分指数；
CP：VOCs污染物P的浓度数据，μg·m-3；
CHi：与CP相近的等级的高位值，μg·m-3；
CLo：与CP相近的等级的低位值，μg·m-3；
IAQIVHi：与CHi对应的车内空气质量分指数；
IAQIVLo：与CLo对应的车内空气质量分指数；
5)对于各项分指数均小于或等于空气质量分指数限值的达标等级车辆，通过均方根值法计算车内空气质量指数，计算公式如下：
6)对于有一项或多项分指数大于最大空气质量分指数的不达标等级车辆，将首要污染物的车内空气质量分指数作为该车辆的车内空气质量指数。
2.根据权利要求1所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：
步骤1)检测多辆车辆的车内空气质量，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛及乙醛的浓度；
步骤5)中，计算公式如下：
3.根据权利要求1或2所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：
对于不达标等级中车辆的各种VOCs，以GB/T 27630或GB 27630中规定的VOCs浓度标准限值的2倍为依据，将VOCs浓度数据小于或等于该VOCs浓度标准限值的2倍的车辆划分入超标等级，将VOCs浓度数据大于该VOCs浓度标准限值的2倍的车辆划分入严重超标等级。
4.根据权利要求1所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：
步骤3)，对于达标等级中车辆的各种VOCs，按照浓度数据由小到大排序，分别得到各种VOCs浓度数据的下四分位值、中位值及上四分位值，以此为依据，将达标等级中的车辆进一步划分入优秀等级即VOCs浓度值为0<＝VOCs浓度数据<＝下四分位值的车辆，良好等级即VOCs浓度值为下四分位值<VOCs浓度数据<＝中位值的车辆，中等等级即VOCs浓度值为中位值<VOCs浓度数据<＝上四分位值的车辆以及尚可等级即VOCs浓度值为上四分位值<VOCs浓度数据<＝浓度限值的车辆。
5.根据权利要求4所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：
设定车内空气质量分指数，将优秀等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为0和25，将良好等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为25和50，将中等等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为50和75，将尚可等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为75和100，将超标等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为100和200，将严重超标等级的低位值和高位值对应的分指数分别设定为200和500。
6.根据权利要求1所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：步骤1)中检测车辆的数目至少为300辆。
7.根据权利要求1所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：步骤1)中所述车辆均选自M1类汽车。
8.根据权利要求1所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：步骤1)中检测车辆内空气质量按照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》的要求进行检测。
9.根据权利要求1所述的车内空气质量综合评价方法，其特征在于：步骤1)中所述车辆为新生产下线23-33天内的车辆。
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