CN110110440A - 一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，属于甲醛浓度控制技术领域。上述方法包括：步骤1：确定室内空气甲醛浓度设计目标C_s；步骤2：测算木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量△C；步骤3：计算分别使用n种单一材料时，室内空气甲醛浓度增加△C时的材料最大暴露面积S_n0；步骤4：计算使用n种材料时，每种材料在木质集成家居产品中的最大暴露面积S_n。采用上述方法对木质集成家居进行设计，通过设计每种材料的实际暴露面积小于等于S_n，即可控制木质集成家居安装后室内空气甲醛浓度小于等于C_s，达成室内空气甲醛浓度设计目标。本发明对木质集成家居产品安装后的室内空气中甲醛浓度实现了预先设计。

Description

一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法

技术领域

本发明涉及甲醛浓度控制技术领域，特别是指一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法。

背景技术

饰面材料的甲醛释放速率计算公式采用国际标准ISO 16000-9：2006Indoor air-Part 9：Determination of the emission of volatile organic compounds frombuilding products and furnishing-Emission test chamber method《室内空气-第9部分：建筑产品和家具中挥发性有机化合物排放的测定-排放试验箱法》第13章公式1，如下式，该标准主要适用于确定特定暴露面积饰面板VOC释放率，也可用于计算室内的VOC浓度，同时还适用于确定饰面板甲醛释放率，但ρ_x需参照ISO 16000-3:2001Indoor air--Part3:Determination of formaldehyde and other carbonyl compounds--Active samplingmethod中规定的方法进行检测。

q_A＝ρ_x×n/L (1)

式中：ρ_x-标准状态下环境舱内甲醛浓度，mg/m³；q_A-材料的面积比甲醛释放速率，mg/(m²·h)；n-实验时环境舱空气交换率，h^-1；L-样品承载率，m²/m³。

在我国，2018年新出台的团体标准T/310101002-C011-2018《全屋定制木(制)家具》附录中首次提出根据材料的甲醛释放速率来描述室内甲醛浓度增量的计算模型，见下式，主要通过设定增量值达到控制材料使用表面积的目的。

△C＝(EF×A_R)/(V_R×0.68) (2)

△C-室内空气模型有害物质模拟增量值，mg/m³；

EF-材料单位面积释放速率，mg/(m²·h)；

0.68-为室内空气模型的换气率，表示每小时室内空间模型的空气总量交换0.68次；

V_R-室内空间模型的体积，m³；

A_R-材料使用表面积，m²。

该团标表6中对甲醛释放速率EF的要求应≤0.060mg/(m²·h)，如定制木(制)家具产品中包含多种木制板材材料，应对所有板材进行检测。

但是，现有计算方式存在以下缺点：

1、全屋定制木(制)家具安装后柜体背侧、底部等多处通常是被封闭的，封闭的材料表面不向室内释放甲醛；而公式2中A_R表示材料使用表面积，即公式2未考虑封闭材料表面不参与释放甲醛材料总暴露量计算的情况，故通过公式表征的甲醛释放情况与实际有较大偏差；

2、全屋定制木(制)家具标准中仅考虑了对空气中甲醛浓度的增量，因为安装定制家具前室内存在一定数量的背景甲醛浓度，故团体标准T/310101002-C011-2018没有考虑安装定制家具后室内的甲醛浓度是否超标，即没有提供增量设计范围的确定方法；

3、全屋定制木(制)家具标准中的公式仅适用于构建的理想模型，把换气率确定为常数0.68h^-1，且没有提供该常数的确定依据；因换气率对室内空气甲醛浓度有影响，而GB50325中提出的换气率是1h^-1，故可能与实际使用环境有差距；

4、不适用于使用多种饰面板材的集成家居。室内空气甲醛浓度与影响因素之间关系复杂，至今国内外均没有在装修前就能预先设计装修后室内空气甲醛浓度的方法，导致往往装修后室内空气甲醛浓度超标，尤其是经常出现使用材料都达标，装修好后房间内空气中甲醛浓度仍超标的情况。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，本发明是在现有空气质量控制方法的基础上，提出在木质集成家居设计时就可对安装木质集成家居后的室内空气甲醛浓度进行设计的方法，即实现预先控制木质集成家居产品安装后的室内空气中甲醛浓度的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

本发明提供一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，包括：

步骤1：确定室内空气甲醛浓度设计目标C_s；

步骤2：测算木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量△C；

步骤3：计算分别使用n种单一材料时，室内空气甲醛浓度增加△C时的材料最大暴露面积S_n0；

步骤4：计算使用n种材料时，每种材料在木质集成家居产品中的最大暴露面积S_n，设计时，控制每种材料的实际暴露面积小于等于S_n，即可保证木质集成家居安装后室内空气甲醛浓度小于等于C_s，达成室内空气甲醛浓度设计目标。

优选的，所述步骤1中，根据需求，确定木质集成家居安装后的室内空气甲醛浓度水平，按照标准GB/T 18883-2002室内空气质量中的规定，C_s最大值为0.10mg/m³。

进一步的，所述步骤2具体为：

21)检测木质集成家居安装前的房间室内空气甲醛浓度C₀；

22)计算允许木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量值△C

△C＝C_s－C₀ (1)。

C₀可以在木质集成家居设计前的现场测量环节依据GB/T 18883-2002的规定对测量现场进行检测获取。

进一步的，所述步骤3具体为：

计算分别使用n种单一材料使得室内甲醛浓度增加△C时材料的最大暴露面积S_n0

S_n0＝(△C×N×V)/q_An (2)

式中：

S_n0–第n种材料的最大暴露面积，单位为m²；

△C-木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量值，单位为mg/m³；

N-空气交换率，单位为次/h；

V-木质集成家居产品安装房间的实际体积，单位为m³；

q_An-第n种单一材料的甲醛释放速率，单位为mg/(m²·h)。

其中，N值的确定方法如下：采用最严苛条件下的数值，即JGJ134-2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》冬季采暖室内热环境和夏季空调室内热环境设计规定的换气次数(空气交换率)1.0次/h。

q_An值的确定方法如下：如果在春季、秋季安装木质集成家居，以及冬季非采暖的室内空间中安装木质集成家居，则采用ISO16000-3(气候舱测定周期设定为72h)检测值；如果用于夏季、冬季采暖的室内空间，则将检测条件设定为温度28℃、相对湿度50％，按ISO16000-3进行检测，采用该检测值。

进一步的，所述n≥1。

进一步的，所述步骤4具体为：

依据下式计算n种材料综合使用时第n种材料的最大暴露面积，用S_n表示：

S₁/S₁₀+S₂/S₂₀+……+S_n/S_n0＝1 (3)

控制每种材料的实际暴露面积小于等于S_n即可，设计时不计木质集成家居安装后被封闭的非暴露面积。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明综合考量室内温湿度、空气交换率、空间体积、装修前室内甲醛浓度(背景甲醛浓度)和木质集成家居所用的各类材料甲醛释放速率等影响因素的情况下，从控制所用各类材料的暴露面积入手对木质集成家居安装后室内空气质量进行控制的方法。

使用GB 50325-2010(2013)《民用建筑工程室内环境污染控制规范》验收规范6.0.7中民用建筑工程室内空气中甲醛测定方法JB/T18204.26《公共场所空气中甲醛测定方法》中酚试剂分光光度法测得建筑工程完成7天后，未放入集成家居部品前室内甲醛浓度实测值C₀。按照标准GB/T 18883-2002中室内空气甲醛浓度限量值0.10mg/m³作为木质集成家居室内甲醛浓度设计目标C_s的最大值，算出室内可以允许的甲醛浓度增量值△C＝C_s－C₀。进而通过本发明中的公式计算得出集成家居中使用单一材料或是多种材料时的最大暴露面积，方便集成家居部品在设计环节就对板材的最大使用量加以控制，实现装修后室内甲醛浓度满足设计目标C_s的要求，避免室内甲醛浓度超标，装修之后即可入住，保障人身健康。

附图说明

图1为本发明实施例5中的床的结构示意图；

图2为本发明实施例5中的书柜的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下文中的板材是指浸渍胶膜纸饰面人造板(基材包括刨花板、纤维板、胶合板和细木工板)、油漆饰面人造板、聚氯乙烯薄膜(PVC)饰面人造板、热固性树脂层积板(HPL)饰面人造板、预油漆装饰单板饰面人造板、直接印刷人造板、软木饰面人造板、织物类饰面人造板等，但不限于以上板材。

实施例1

一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，包括：

步骤1：确定室内空气甲醛浓度设计目标C_s；所述步骤1中，C_s最大值为0.10mg/m³；

步骤2：测算木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量△C

21)检测木质集成家居安装前的房间室内空气甲醛浓度C₀；

22)计算允许木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量值△C

△C＝C_s－C₀ (1)。

步骤3：计算分别使用n种单一材料时，室内空气甲醛浓度增加△C时的材料最大暴露面积S_n0

计算分别使用n种单一材料使得室内甲醛浓度增加△C时材料的最大暴露面积S_n0，n≥1

S_n0＝(△C×N×V)/q_An (2)

式中：

S_n0–第n种材料的最大暴露面积，单位为m²；

△C-木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量值，单位为mg/m³；

N-空气交换率，单位为次/h；

V-木质集成家居产品安装房间的实际体积，单位为m³；

q_An-第n种单一材料的甲醛释放速率，单位为mg/(m²·h)；

步骤4：计算使用n种材料时，每种材料在木质集成家居产品中的最大暴露面积S_n，设计时，控制每种材料的实际暴露面积小于等于S_n，即可保证木质集成家居安装后室内空气甲醛浓度小于等于C_s，达成室内空气甲醛浓度设计目标；

依据下式计算n种材料综合使用时第n种材料的最大暴露面积，用S_n表示：

S₁/S₁₀+S₂/S₂₀+……+S_n/S_n0＝1 (3)

控制每种材料的实际暴露面积小于等于S_n即可，设计时不计木质集成家居安装后被封闭的非暴露面积。

实施例2

假设室内空气初始甲醛浓度为0.02mg/m³，室内空气中甲醛浓度设定最大限量值0.10mg/m³，增量值△C为0.08mg/m³。室内空间体积为27m³，以从市场上购买强化木地板作为木质集成家居地面装饰材料，板材甲醛释放速率测试数据为0.045mg/(m²·h)，则该板材在室内空间中的最大暴露面积应设计为0.08×1.0×27÷0.045＝48m²。

实施例3

假设室内空气初始甲醛浓度为0.02mg/m³，室内甲醛浓度设定最大限量值0.10mg/m³，增量值△C为0.08mg/m³。室内空间体积为27m³，以从市场上购买强化木地板(称为1号板材)作为木质集成家居地面装饰材料，其甲醛释放速率测试数据为0.045mg/(m²·h)，同样在市场上购买浸渍胶膜纸饰面刨花板(称为2号板材)作为木质集成家居家具用板，其甲醛释放速率测试数据为0.03mg/(m²·h)，则每种板材单独在该室内空间中使用时的最大暴露面积为：

1号板材：S₁₀＝0.08×1.0×27÷0.045＝48m²。

2号板材：S₂₀＝0.08×1.0×27÷0.03＝72m²。

按照上文公式5，其中S_n是指第n种材料的最大暴露表面积，S_n0是指只用这种材料时的最大暴露表面积。

推导出S₁/S₁₀+S₂/S₂₀＝1

假设S₁计划使用的暴露面积为12m²，则代入公式12÷48+S₂÷72＝1，可计算获得S₂的最大暴露面积是54m²，S₂＝54m²。

实施例2与现有方法比较

现有方法，假设增量值△C为0.08mg/m³，室内空间为27m³，板材的甲醛测试数据为0.045mg/(m²·h)，该材按照甲醛浓度增量在室内空间中的使用表面积为0.08×27×0.68÷0.045＝32.64m²。假定该房间高2.7m，则需要铺设10m²地板，其正反面表面积为20m²，则其他家具等木质制品使用表面积达到12.64m²以上则室内空气甲醛浓度就将超标，即铺完地板后房间内几乎不能再增加任何木质制品了，这与实际情况不符。

注：团体标准T/310101002-C011-2018没有对使用面积进行定义，但从内容分析，该标准没有排除非暴露面积。

实施例4

假设增量值△C为0.08mg/m³，室内空间为27m³，板材的甲醛测试数据为0.045mg/(m²·h)，室内木质集成家居中摆放一个由此板材制作的书柜，规格2m×1m×0.6m(长×宽×深)，柜体板材(浸渍胶膜纸饰面刨花板)使用表面积(上下、左右、前后)约2m×1m×2+(1m+1m+2m+2m)×0.6m×2＝11.2m²，假定加上6块搁板则增加板材使用面积1m×0.6m×6×2＝7.2m²，合计18.4m²。即便使用甲醛释放速率为0.045mg/(m²·h)的合格板材，当室内集成家居仅包括2个柜子时，其所用板材的使用表面积将达到18.4m²×2＝36.8m²，已大于现有方法允许的最大值32.64m²，可见现有方法的不合理性。

而使用本实施例1，在最大暴露面积48m²基础上，加上靠墙背板的非暴露面积(2×2m×1m＝4m²)、着地底板非暴露面积(2×0.6m×1m＝1.2m²)、紧贴的临柜侧板非暴露面积(2×0.6m×2m＝2.4m²)，合计55.6m²，则更符合实际情况，能用于指导事先设计。

实施例5

一客户要求设计一15m³(长×宽×高＝3×2×2.5)的儿童房，要求装修之后甲醛不超标，即室内甲醛浓度不超过0.10mg/m³，经检测室内空气初始甲醛浓度为0.02mg/m³。儿童房要求铺装实木复合地板，并有一1.5m×2m×0.6m(长×宽×高)的床，由床头板、床板和4个金属床腿组成，如图1所示，床的床头板设计为靠墙放置，因此暴露面积仅为一面。还要求有一规格2m×1m×0.4m(长×宽×深)的书柜，书柜由柜顶板、柜底板、4层隔板、2块侧板和1块背板组成，如图2所示，设计书柜背板和底板分别靠墙和贴地放置，因此暴露面积也仅为板材的一面。其中，床和书柜使用板材相关数据见表1。根据客户提供的材料，计算每种板材单独在该室内空间中使用时的最大暴露面积，见表1。

按照上文公式5，假设S₁设计使用的暴露面积为0.9m²，S₂设计使用的暴露面积为6m²，S₃设计使用的暴露面积为7.6m²，S₅设计使用的暴露面积为6m²。则代入公式可计算获得S₄在实际过程中可以使用的最大暴露面积为7.41m²，大于拟设计的暴露面积2m²，见表1。符合实际情况，可用于事前设计指导，且装修之后再次检测室内空气中甲醛浓度小于0.10mg/m³，符合室内空气质量要求。

表1家居设计使用板材甲醛释放率及实际板材暴露面积情况

具体计算过程如下：

S₁/S₁₀+S₂/S₂₀+……+S₅/S₅₀＝1

0.9÷24+6÷30+7.6÷24+S₄÷20+6÷80＝1

S₄＝7.41m²。

综上可知，本发明综合考量室内温湿度、空气交换率、空间体积、装修前室内甲醛浓度(背景甲醛浓度)和木质集成家居所用的各类材料甲醛释放速率等影响因素的情况下，从控制所用各类材料的暴露面积入手对木质集成家居安装后室内空气质量进行控制的方法。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，其特征在于，包括：

步骤1：确定室内空气甲醛浓度设计目标C_s；

步骤2：测算木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量△C；

步骤3：计算分别使用n种单一材料时，室内空气甲醛浓度增加△C时的材料最大暴露面积S_n0；

步骤4：计算使用n种材料时，每种材料在木质集成家居产品中的最大暴露面积S_n，设计时，控制每种材料的实际暴露面积小于等于S_n，即可保证木质集成家居安装后室内空气甲醛浓度小于等于C_s，达成室内空气甲醛浓度设计目标。

2.根据权利要求1所述的用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，其特征在于，所述步骤1中，C_s最大值为0.10mg/m³。

3.根据权利要求1所述的用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

21)检测木质集成家居安装前的房间室内空气甲醛浓度C₀；

22)计算允许木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量值△C

△C＝C_s－C₀ (1)。

4.根据权利要求1所述的用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

计算分别使用n种单一材料使得室内甲醛浓度增加△C时材料的最大暴露面积S_n0

S_n0＝(△C×N×V)/q_An (2)

式中：

S_n0–第n种材料的最大暴露面积，单位为m²；

△C-木质集成家居对室内空气甲醛污染的最大限量值，单位为mg/m³；

N-空气交换率，单位为次/h；

V-木质集成家居产品安装房间的实际体积，单位为m³；

q_An-第n种单一材料的甲醛释放速率，单位为mg/(m²·h)。

5.根据权利要求1所述的用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，其特征在于，所述n≥1。

6.根据权利要求1所述的用于木质集成家居设计环节控制室内甲醛浓度的方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

依据下式计算n种材料综合使用时第n种材料的最大暴露面积，用S_n表示：

S₁/S₁₀+S₂/S₂₀+……+S_n/S_n0＝1 (3)

控制每种材料的实际暴露面积小于等于S_n即可，设计时不计木质集成家居安装后被封闭的非暴露面积。