CN106018682A - 一种室内空气质量指数的计算和分级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内空气质量指数的计算和分级方法，包括如下步骤：S1、选择与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数构成室内空气质量参数；S2、将室内空气质量参数分为人体健康性参数和人体舒适度参数；S3、确定人体健康性指数的计算方法和分等级的各个污染物浓度限值的数值区间，确定区分首要污染物和超标污染物的方法；S4、确定人体舒适度指数计算方法和分等级的数值区间；S5、采集室内空气的空气质量参数；S6、计算人体健康性指数，确定首要污染物和超标污染物；S7、计算人体舒适度指数；S8、根据人体健康性指数和人体舒适度给出空气质量的级别的综合评价；以及S9、结束。本发明提高了室内空气检测的规范性和准确性。

Description

一种室内空气质量指数的计算和分级方法

技术领域

本发明涉及空气质量检测领域，尤其涉及一种室内空气质量指数的计算和分级方法。

背景技术

2016年1月1日实施的《GB3095-2012环境空气质量标准》和《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定》规定了10项环境空气(大气)质量参数，如表1所示，与室内空气质量参数不完全重合。并选取其中6种主要污染物的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、颗粒物(粒径小于等于10μm)、颗粒物(粒径小于等于2.5μm)，制定了环境空气质量指数的计算和分级方法，但是偏重于污染物指标，没有制定针对人体舒适性的计算和分级方法。

人类机体对外界气象环境的主观感觉有别于大气探测仪器获取的各种气象要素结果。人体舒适度指数是为了从气象角度来评价在不同气候条件下人的舒适感，根据人类机体与大气环境之间的热交换而制定的生物气象指标。人体的热平衡机能、体温调节、内分泌系统、消化器官等人体的生理功能受到多种气象要素的综合影响。例如大气温度、湿度、气压、光照、风等。实验表明：气温适中时，湿度对人体的影响并不显著。由于湿度主要影响人体的热代谢和水盐代谢。当气温较高或较低时，其波动对人体的热平衡和温热感就变的非常重要。例如，气温在15.5℃时，即使相对湿度波动达50％，对人体的影响也仅为气温变化1℃的作用。而当温度在21-27℃时，若相对湿度改变为50％时，人体的散热量就有明显差异，相对湿在30％时，人体的散热量比相对湿度在80％时为多。而当相对湿度超过80％时，由于高温高湿影响人体汗液的蒸发，机体的热平衡受到破坏，因而人体会感到闷热不适。随着温度的升高，这种情况将更趋明显。当冬季的天气阴冷潮湿时，由于空气中相对湿度较高，身体的热辐射被空气中的水汽所吸收。加上衣服在潮湿的空气中吸收水份，导热性增大，加速了机体的散热，使人感到寒冷不适。当气温低于皮肤温度时，风能使机体散热加快。风速每增加1米/秒，会使人感到气温下降了2-3℃，风越大散热越快，人就越感到寒冷不适。一般而言，气温、气压、相对湿度、风速四个气象要素对人体感觉影响最大。

随着人们生活水平的提高和科技进展，人们希望能有一个健康和舒适的生活和工作的室内环境，但是2003年3月1日实施的《GBT18883-2002室内空气质量标准》只是规定了19种室内空气质量参数的标准值，其中包含了污染物指标和舒适性指标的标准值，但是没有说明室内空气质量指数的计算方法和分级方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种室内空气质量指数的计算和分级方法，便于提高室内空气质量检测的规范性和准确性。

本发明的技术方案是一种室内空气质量指数的计算和分级方法，包括如下步骤：

S1、选择与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数构成室内空气质量参数；

S2、将室内空气质量参数分为人体健康性参数和人体舒适度参数，分别采用不同的计算方法计算人体健康性指数和人体舒适度指数；

S3、确定人体健康性指数的计算方法和分等级的各个污染物浓度限值的数值区间，确定区分首要污染物和超标污染物的方法；

S4、确定人体舒适度指数计算方法和分等级的数值区间；

S5、采集室内空气的空气质量参数；

S6、计算人体健康性指数，确定首要污染物和超标污染物；

S7、计算人体舒适度指数；

S8、根据人体健康性指数和人体舒适度给出室内空气质量的级别的综合评价；

S9、方法结束。

进一步地，所述步骤S1中，与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数是：温度、相对湿度、空气流速、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘、PMl0、PM2.5、总挥发性有机物、菌落总数和氡-222中的至少一个参数。

进一步地，步骤S2中，人体舒适度参数是温度、相对湿度和空气流速中的至少一个参数，人体健康性参数是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘、PMl0、PM2.5、总挥发性有机物、菌落总数和氡-222中的至少一个参数。

进一步地，步骤S3中，人体健康性指数的计算方法分为步骤：

S301、根据人体健康性参数公式计算各项污染物的空气质量分指数；

S302、计算人体健康性指数。

进一步地，当人体健康性指数大于空气无污染的级别时，污染物空气质量分指数中最大的污染物为首要污染物，若污染物空气质量分指数中最大的污染物为两项或两项以上时，并列为首要污染物，污染物空气质量分指数中大于易感人群有轻度加剧、健康人群出现刺激症状的级别的为超标污染物。

进一步地，步骤S5包括如下步骤：

S501、选择采样点；

S502、选择采样时间；

S503、选择采样频率；

S504、选择采样方法；

S505、选择采样仪器；

S506、开始采集相关参数的含量；以及

S506、参数检验。

进一步地，采用如下公式计算空气质量分指数：

${\mathrm{IAQI}}_P=\frac{{\mathrm{IAQI}}_{Hi}-{\mathrm{IAQI}}_{Lo}}{{\mathrm{BP}}_{Hi}-{\mathrm{BP}}_{Lo}}(C_P-{\mathrm{BP}}_{Lo})+{\mathrm{IAQI}}_{Lo}$

式中:

IAQIp为污染物项目P的空气质量分指数；Cp为污染物项目P的质量浓度值；BPHi为与Cp相近的污染物浓度限值的高位值；BPLo为与Cp相近的污染物浓度限值的低位值；IAQIHi为与BPHi对应的空气质量分指数；IAQILo为与BPLo对应的空气质量分指数。

进一步地，采用如下公式计算人体健康性指数：

AQI＝max{IAQI₁，IAQI₂，IAQI₃，…，IAQI_n}

式中：AQI为人体健康性指数；IAQI为空气质量分指数；n为污染物项目。

进一步地，人体舒适度指数满足如下公式：

$K=1.8T-0.55(1.8T-26)(1-RH)-3.2\sqrt{V}+32$

式中:K为人体舒适度指数；T为温度；RH为相对湿度；V为风速。

进一步地，人体健康性指数分为6个级别，1级的空气质量指数为0～50，2级的空气质量指数为51～100，3级的空气质量指数为101～150，4级的空气质量指数为151～200，5级的空气质量指数为201～300，6级的空气质量指数大于300；人体舒适度指数分为11个级别，-5级的人体舒适度指数小于0，-4的人体舒适度指数为0～25，-3级的人体舒适度指数为26～38，-2级的人体舒适度指数为39～50，-1级的人体舒适度指数为51～58，0级的人体舒适度指数为59～70，1级的人体舒适度指数为71～75，2级的人体舒适度指数为76～79，3级的人体舒适度指数80～84，4级的人体舒适度指数为85～88，5级的人体舒适度指数大于88。

有益效果：本发明提高了室内空气检测的规范性和准确性。

附图说明

图1是室内空气质量指数的计算和分级方法。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

结合图1，图1是室内空气质量指数的计算和分级方法。

一种室内空气质量指数的计算和分级方法，包括如下步骤：

S1、选择与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数构成室内空气质量参数；

S2、将室内空气质量参数分为人体健康性参数和人体舒适度参数，分别采用不同的计算方法计算人体健康性指数和人体舒适度指数；

S3、确定人体健康性指数的计算方法和分等级的各个污染物浓度限值的数值区间，确定区分首要污染物和超标污染物的方法；

S4、确定人体舒适度指数计算方法和分等级的数值区间；

S5、采集室内空气的空气质量参数；

S6、计算人体健康性指数，确定首要污染物和超标污染物；

S7、计算人体舒适度指数；

S8、根据人体健康性指数和人体舒适度给出空气质量的级别的综合评价；以及

S9、方法结束。

所述步骤S5包括如下步骤：

S501、选择采样点，室内面积为120㎡，设,6个点。梅花式均匀分布；离墙壁距离应0.5m；相对高度1m；

S502、选择采样时间，本实施例的为1小时平均浓度，采样45分钟，采样时间包含通风最差的时间段。

S503、选择采样频率，采集6次，每次间隔半小时；

S505、选择采样仪器，采用一体式检测仪；

S506、开始采集相关参数的含量，数据见表1；以及

S506、参数检验。

所述步骤S1中，与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数是：温度、相对湿度、空气流速、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘、PMl0、PM2.5、总挥发性有机物、菌落总数和氡-222中的至少一个参数。

步骤S2中，人体舒适度参数是温度、相对湿度和空气流速中的至少一个参数，人体健康性参数是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘、PMl0、PM2.5、总挥发性有机物、菌落总数和氡-222中的至少一个参数。

步骤S3中，人体健康性指数的计算方法分为步骤：

S301、根据人体健康性参数的公式计算各项污染物空气质量分指数；以及

S302、计算人体健康性指数。

人体健康性参数见表1。

表1，人体健康性参数。

采用如下公式计算空气质量分指数：

${\mathrm{IAQI}}_P=\frac{{\mathrm{IAQI}}_{Hi}-{\mathrm{IAQI}}_{Lo}}{{\mathrm{BP}}_{Hi}-{\mathrm{BP}}_{Lo}}(C_P-{\mathrm{BP}}_{Lo})+{\mathrm{IAQI}}_{Lo}$

式中:

IAQI_p为污染物项目P的空气质量分指数；C_P为污染物项目P的质量浓度值；BP_Hi为表1中与C_P相近的污染物浓度限值的高位值；BP_Lo为表1中与C_P相近的污染物浓度限值的低位值；IAQI_Hi为表1中与BP_Hi对应的空气质量分指数；IAQI_Lo为表1中与BP_Lo对应的空气质量分指数。

结合表1，根据公式分别计算二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳和氨的空气质量分指数，得到5组数据，见表2。

	IAQIHI	IAQILO	CP	BPLO	BPHI	IAQIP
							SO2	100	50	235	150	500	62.14
NO2	50	0	35	40	0	43.75
							CO	150	100	15	10	35	110
CO2	150	100	15	10	30	112.5
							NH3	200	150	10	9.8	67	150.7

表2，5组空气质量分指数与相关参数表。

结合表2，采用如下公式计算人体健康性指数：

AQI＝max{IAQI₁，IAQI₂，IAQI₃，…，IAQI_n}

式中：AQI为人体健康性指数；IAQI为空气质量分指数；n为污染物项目。

所以，AQI＝max{IAQI₁,IAQI₂,IAQI₃,IAQI₄,IAQI₅}＝max{62.14,43.75,110,112.5,150.17}＝150.17然后结合表3查看人体健康性指数的级别。

表3，人体健康性指数的级别和相关信息。

结合表3，人体健康性指数分为6个级别，1级的空气质量指数为0～50，2级的空气质量指数为51～100，3级的空气质量指数为101～150，4级的空气质量指数为151～200，5级的空气质量指数为201～300，6级的空气质量指数大于300。

当人体健康性指数大于50时，污染物空气质量分数中最大的污染物为首要污染物，若污染物空气质量分数中最大的污染物为两项或两项以上时，并列为首要污染物，污染物空气质量分数中大于100的为超标污染物。

因此，结合计算结果和表3，确定人体健康性指数为三级、轻度污染，首要污染物为氨NH₃，超标污染物为一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、氨NH₃。

采用如下公式计算人体舒适度指数：

$K=1.8T-0.55(1.8T-26)(1-RH)-3.2\sqrt{V}+32$

以室内温度为15.5摄氏度，相对湿度50％，风速0.2米/秒为例计算人体舒适度指数：

$K=1.8\×15.5-0.55(1.8\×15.5-26)(1-50\%)-3.2\sqrt{0.2}+32=57.73$

请加入人体舒适度的具体数据

式中:K为人体舒适度指数；T为温度；RH为相对湿度；V为风速。

人体舒适度指数的等级见表4。

表4，人体温度感觉级别和相关信息。

结合表4，人体舒适度指数分为11个级别，-5级的人体舒适度指数小于0，-4的人体舒适度指数为0～25，-3级的人体舒适度指数为26～38，-2级的人体舒适度指数为39～50，-1级的人体舒适度指数为51～58，0级的人体舒适度指数为59～70，1级的人体舒适度指数为71～75，2级的人体舒适度指数为76～79，3级的人体舒适度指数80～84，4级的人体舒适度指数为85～88，5级的人体舒适度指数大于88。

根据人体健康性指数150.17和人体舒适度57.73给出空气质量指数和级别的综合评价，比如人体温度感觉-1级，人体温度感觉略偏凉，较为舒适，空气质量三级，轻度污染，要污染物为二氧化硫，超标污染物为二氧化硫、二氧化碳，儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的活动。

本发明提高了室内空气检测的规范性和准确性，便于生产和生活的具体应用和参考。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、选择与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数构成室内空气质量参数；

S2、将室内空气质量参数分为人体健康性参数和人体舒适度参数，分别采用不同的计算方法计算人体健康性指数和人体舒适度指数；

S3、确定人体健康性指数的计算方法和分等级的各个污染物浓度限值的数值区间，确定区分首要污染物和超标污染物的方法；

S4、确定人体舒适度指数计算方法和分等级的数值区间；

S5、采集室内空气的空气质量参数；

S6、计算人体健康性指数，确定首要污染物和超标污染物；

S7、计算人体舒适度指数；

S8、根据人体健康性指数和人体舒适度给出空气质量的级别的综合评价；

S9、方法结束。

2.根据权利要求1所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，所述步骤S1中，与人体健康和舒适度关系密切的空气质量参数是：温度、相对湿度、空气流速、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘、PMl0、PM2.5、总挥发性有机物、菌落总数和氡-222中的至少一个参数。

3.根据权利要求2所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，步骤S2中，人体舒适度参数是温度、相对湿度和空气流速中的至少一个参数，人体健康性参数是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘、PMl0、PM2.5、总挥发性有机物、菌落总数和氡-222中的至少一个参数。

4.根据权利要求3所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，步骤S3中，人体健康性指数的计算方法分为步骤：

S301、根据人体健康性参数的公式计算各项污染物的空气质量分指数；

S302、计算人体健康性指数。

5.根据权利要求4所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于：当人体健康性指数大于空气无污染的级别时，污染物空气质量分数中最大的污染物为首要污染物，若污染物空气质量分数中最大的污染物为两项或两项以上时，并列为首要污染物，污染物空气质量分数中大于易感人群有轻度加剧、健康人群出现刺激症状的级别的为超标污染物。

6.根据权利要求5所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，步骤S5包括如下步骤：

S501、选择采样点；

S502、选择采样时间；

S503、选择采样频率；

S504、选择采样方法；

S505、选择采样仪器；

S506、开始采集相关参数的含量；以及

S506、参数检验。

7.根据权利要求6所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，采用如下公式计算空气质量分指数：

${\mathrm{IAQI}}_P=\frac{{\mathrm{IAQI}}_{Hi}-{\mathrm{IAQI}}_{Lo}}{{\mathrm{BP}}_{Hi}-{\mathrm{BP}}_{Lo}}(C_P-{\mathrm{BP}}_{Lo})+{\mathrm{IAQI}}_{Lo}$

式中:

IAQIp为污染物项目P的空气质量分指数；Cp为污染物项目P的质量浓度值；BPHi为与Cp相近的污染物浓度限值的高位值；BPLo为与Cp相近的污染物浓度限值的低位值；IAQIHi为与BPHi对应的空气质量分指数；IAQILo为与BPLo对应的空气质量分指数。

8.根据权利要求7所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，采用如下公式计算人体健康性指数：

AQI＝max{IAQI₁，IAQI₂，IAQI₃，…，IAQI_n}

式中：AQI为人体健康性指数；IAQI为空气质量分指数；n为污染物项目。

9.根据权利要求8所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于，人体舒适度指数满足如下公式：

$K=1.8T-0.55(1.8T-26)(1-RH)-3.2\sqrt{V}+32$

式中:K为人体舒适度指数；T为温度；RH为相对湿度；V为风速。

10.根据权利要求9所述的室内空气质量指数的计算和分级方法，其特征在于：人体健康性指数分为6个级别，1级的指数为0～50，2级的指数为51～100，3级的指数为101～150，4级的指数为151～200，5级的指数为201～300，6级的指数为300以上；人体舒适度指数分为11个级别，-5级的人体舒适度指数小于0，-4的人体舒适度指数为0～25，-3级的人体舒适度指数为26～38，-2级的人体舒适度指数为39～50，-1级的人体舒适度指数为51～58，0级的人体舒适度指数为59～70，1级的人体舒适度指数为71～75，2级的人体舒适度指数为76～79，3级的人体舒适度指数80～84，4级的人体舒适度指数为85～88，5级的人体舒适度指数大于88。