新冠疫情期間住宅建筑開窗行為影響因素研究.docx

1、新冠疫情期間住宅建筑開窗行為影響因素研究林明彬I，吳金順2,劉鴻煒I(yè),張暢暢，蘇壯壯I,李林I065201;065201)(1華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，北京東燕郊2華北科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，北京東燕郊摘要：新冠疫情期間，人們居家隔離，長時間處于密閉環(huán)境，可能引發(fā)建筑綜合癥。開窗行為可改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)、熱舒適性，對維持人體健康需求的新風(fēng)量具有重要的作用。為了分析新冠疫情期間居民開窗行為影響因素，通過對福建省泉州某住宅建筑室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)及窗戶狀態(tài)的實時監(jiān)測，收集對住宅開窗通風(fēng)行為可能造成影響的環(huán)境參數(shù)并進行分析。研究發(fā)現(xiàn)：室外溫度是開窗行為的主要驅(qū)動因素，其次是室外風(fēng)級、室內(nèi)相對濕度和室外相對濕度

2、，室內(nèi)溫度對開窗通風(fēng)行為影響最小。關(guān)鍵詞：新型冠狀病毒肺炎；建筑綜合癥；室內(nèi)空氣品質(zhì)；開窗行為中圖分類號：X821文獻標識碼：A文章編號：16727169(2020)04007807StudyontheinfluencingfactorsofwindowopeningbehaviorofresidentsduringtheC0VID-19epidemicLINMingbin1,WUJinshun2,LIUHongwei1,ZHANGChangchang1,SUZhuangzhuang1,LILin1(1SchoololSafelyEngineering,NorthChinaInstituteo

3、fScienceandTechnology,Yaniiao,065201,China;2CollegeofAichitechralEngineering,NorthChinaInstituteofScienceandTechnology,Yan;iaoF065201,China)Abstract:DuringtotheCOVID-19epidemic,peoplehadtostayathomeforquarantineinbuildingsandclosedenvironmentforsuchalongtimewhichmaycausesickbuildingsyndromeThewindow

4、openingbehav-iorcanimproveindoorenvironmentalquality,regulatethethermalcomfortandplayanimportantroleinmain-tainingthefreshairvolumerequiredforhumanhealthInordertoanalyzetheinfluencingfactorsofresidentswindowopeningbehaviorduringtheCOVID-19epidemic,thispapercollectsandanalyzestheenvironmentalparamete

5、rsthatmayaffectresidentialwindowopeningbehaviorthroughrealtimemonitoringtheindoorandoutdoorenvironmentalparametersandwindowstatusofaresidentialbuildinginQuanzhou,FujianProvinceThestudyfoundthatoutdoortemperatureisamaindrivingfactorforwindowopeningbehavior,followedbyoutdoorwindlevel,indoorrelativehum

6、idityandoutdoorrelativehumidity,andtheimpactofIndoortempera-tureonthewindowopeningbehavioristheleastKeywords:COVID-19;sickbuildingsyndrome;indoorairquality;windowopeningbehavior收稿日期：2020-07-13基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費資助項目(3142020258)作者簡介：林明彬(1996)，男，福建泉州人，華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：室內(nèi)環(huán)境。E-mail:940697619qqcom0引

7、言自新型冠狀病毒肺炎（C0VID-19,簡稱“新冠肺炎”）以湖北武漢為中心到疫情席卷全國，我國各地區(qū)普遍實施嚴格的防護措施。新型冠狀病毒的傳播途徑主要包括經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播，因此國家要求全國人民居家隔離以減少新冠肺炎的傳播。但人們長時間置身于相對密閉的環(huán)境下，可能會引發(fā)建筑綜合癥。室內(nèi)人員的開關(guān)窗行為對于降低感染風(fēng)險、維持人體健康需求的新風(fēng)量及保持良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)具有重要作用35。已有研究表明建筑通風(fēng)換氣與人體健康存在關(guān)聯(lián)，合理的通風(fēng)可以有效降低病毒感染的可能性。在此新冠疫情期間，影響室內(nèi)人員開窗通風(fēng)行為的因素尚未明確，研究結(jié)果對于了解新冠肺炎疫情期間居民開窗行為特征具有重要的參考意

8、義。1研究方法11建筑信息本研究選取福建省泉州地區(qū)某住宅小區(qū)4個房間進行監(jiān)測。該建筑外圍護結(jié)構(gòu)由干凈混凝土和紅磚構(gòu)成，樓宇周圍均為住宅區(qū)，無噪音源，無樹木遮擋，噪聲和光照遮擋方面可忽略不計。12數(shù)據(jù)采集本研究室內(nèi)環(huán)境參數(shù)均取于安裝在房間的空氣質(zhì)量檢測儀，室外環(huán)境數(shù)據(jù)由空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺獲得，開關(guān)窗數(shù)據(jù)由門窗傳感器收集。設(shè)備參數(shù)詳情見表1。采樣時間為1月20日3月17日。表1儀器設(shè)備詳情監(jiān)測參數(shù)儀器設(shè)備靈敏度時間間隔室內(nèi)PM25濃度空氣電臺A2-Y1ug/m35min室內(nèi)CO2濃度1ppm5min室內(nèi)甲醛濃度001mg.m35min室內(nèi)溫度1°C5min室內(nèi)相對濕度1%RH5mi

9、n室外溫度空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺1h室外相對濕度1h室外風(fēng)級1h窗戶米家門窗傳感器5min13數(shù)據(jù)處理通過設(shè)備收集8種環(huán)境參數(shù)，并排除可能由電源或認為干擾造成的數(shù)據(jù)異常。室內(nèi)PM25濃度總體分布：1100以g/IT|3,本文根據(jù)濃度間隔（10/2g/m3）將測試數(shù)據(jù)分為10組;室內(nèi)CO2濃度分布為：401600ppm,共分為4組（濃度間隔：5。ppm）;室內(nèi)甲醛濃度分布為:005mg/m共分為5組（濃度間隔01mgm3）;室內(nèi)溫度分布為1522°C,共分為4組（溫度間隔:2°C）;室內(nèi)相對濕度分布為：31%RH80%RH,共分為5組（濕度間隔10%）；室外溫度分布為:63

10、0°C，共分為5組（溫差間隔5°C）;室外風(fēng)級分布為：共分為4組（依次為:小于2;2;3;大于等于4）o2研究結(jié)果室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)對開窗通風(fēng)的影響主要由環(huán)境參數(shù)設(shè)定范圍內(nèi)的開窗百分比與參數(shù)之間的關(guān)系來體現(xiàn)。通過圖表分析判斷各單因素與開窗行為的相關(guān)性。21環(huán)境因素對開窗行為總影響211室內(nèi)PM25PM25又稱細顆粒物®9,它是空氣污染物的主要成分之一，只能通過設(shè)備儀器判斷PM25。根據(jù)GB/T18883-2002（室內(nèi)空氣質(zhì)量標準'包,PM25濃度不高于75/gm3,室內(nèi)空氣良好；7579115Hg/m',空氣質(zhì)量為輕度污染，對較為敏感人群會有影響；室

11、內(nèi)PM25濃度超過115/2g/m3時空氣質(zhì)量較差，對人體健康存在極大危害。如圖1所示，隨著室內(nèi)PM25濃度的上升，開窗概率明顯升高。當(dāng)室內(nèi)PM25濃度為91100“g/m3,開窗概率達到最大值。室內(nèi)PM25濃度超過75奶m3時樣本量相對較少，PM25濃度平均值為45“gn?,最大僅為92Ug/m3,室內(nèi)人員對此無較明顯感知。因此，PM25濃度無法作為驅(qū)動因素分析，僅可能認為開窗行為與PM25濃度存在相關(guān)性。504030s401-450451-500501-550551-600室內(nèi)CO?濃度/ppm70l開窗概率6050圖2室內(nèi)CO2濃度與開窗概率的關(guān)系到一定濃度后產(chǎn)生強烈氣味。如圖3所示，隨

12、室內(nèi)甲醛濃度上升，開窗概率發(fā)生變化。當(dāng)甲醛濃度為02103mg/m3,開窗概率為最大值。根據(jù)GB/718883-2002(室內(nèi)空氣質(zhì)量標準的偵，當(dāng)室內(nèi)20-I0-°IIIIII，I1II,I1.1,LI1-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-9091-100室內(nèi)PM2s濃度/(ug/m3)圖1室內(nèi)PM”濃度與開窗概率的關(guān)系212室內(nèi)CO2如圖2所示，室內(nèi)CO2濃度與開窗概率呈負相關(guān)，開窗概率隨室內(nèi)CO2濃度升高而降低，當(dāng)室內(nèi)CO2濃度為401450ppm,開窗概率最大。根據(jù)GB/T18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標準函,當(dāng)室內(nèi)CO2濃度不超

13、過1000ppm,空氣質(zhì)量良好；當(dāng)CO2濃度超過1000ppm,室內(nèi)空氣質(zhì)量逐漸變差；當(dāng)達到一定濃度，室內(nèi)人員可能會有明顯不良反應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計疫情期間室內(nèi)CO2濃度平均為429ppm,最大僅為574ppm,室內(nèi)人員在此濃度范圍內(nèi)無任何感知。因此，CO2濃度無法作為開窗通風(fēng)的驅(qū)動力，僅可能說明CO2濃度與開窗行為存在關(guān)聯(lián)。213室內(nèi)甲醛甲醛為無色有刺激性氣味，對人眼、鼻等有刺激作用，它是室內(nèi)空氣污染物主要成分之一口門。甲醛濃度無法用肉眼判斷，僅能靠一起測得，或達8甲醛濃度為001mg/m,空氣質(zhì)量良好；甲醛濃度超過01mg/時，空氣品質(zhì)逐漸變差，而當(dāng)甲醛濃度大于05mg/m3,室內(nèi)人員會有明顯不適癥

14、狀，如刺激眼睛、惡心干嘔。據(jù)統(tǒng)計新冠疫情期間室內(nèi)甲醛濃度平均為。02mg/m3,最大僅為。47mg/m30因此,本研究中無法將甲醛濃度作為開窗通風(fēng)驅(qū)動因素，僅可能表明甲醛濃度與開窗行為存在相關(guān)性。0第6050403020100圖3室內(nèi)甲醛濃度與開窗概率的關(guān)系214溫度開窗概率隨室內(nèi)溫度的升高呈上升趨勢，如圖4所示，當(dāng)室內(nèi)溫度為2122°C,開窗概率最高。結(jié)合圖5發(fā)現(xiàn)，開窗概率隨室外溫度的升高開窗概率呈上升趨勢。當(dāng)室外溫度為2630°C,開窗概率最大，為632%,說明隨著氣溫逐漸回暖，且該地區(qū)疫情逐漸變好，室內(nèi)人員會選擇開窗通風(fēng)來保證室內(nèi)有充足的新風(fēng)量。如圖7所示，開窗概率隨

15、室外相對濕度升高呈緩慢下降趨勢。當(dāng)室外相對濕度為41%50%時,開窗概率最大，為491%0說明在此范圍內(nèi)室內(nèi)人員體感最為舒適，超過50%,開窗概率逐漸略有下降。開窗概率圖4室內(nèi)溫度與開窗概率的關(guān)系oooooo654321次/<空®fc圖5室外溫度與開窗概率的關(guān)系31-4041-5051-6061-7071-80室內(nèi)相對濕度/%圖6室內(nèi)濕度與開窗概率的關(guān)系圖7室外濕度與開窗概率的關(guān)系215相對濕度如圖6所示，隨著室內(nèi)相對濕度的升高，開窗概率呈先降后逐漸上升趨勢，當(dāng)相對濕度為71%80%時，開窗概率達最大。在新冠疫情期間,室內(nèi)相對濕度高達71%80%,為保持室內(nèi)環(huán)境良好，室內(nèi)人員會

16、開窗通風(fēng)。216室外風(fēng)級開窗概率隨室外風(fēng)級的升高呈略微下降的趨勢。如圖8所示，當(dāng)風(fēng)級小于2時，開窗概率達最大值。在居家隔離期間，為保持室內(nèi)通風(fēng)量，即使室外風(fēng)級大于4時，室外人員仍傾向于保持開窗狀態(tài)。50<293>=4室外風(fēng)級圖8室外風(fēng)級與開窗概率的關(guān)系一開窗概率40oo3222環(huán)境因素對各房間開窗行為的影響221溫度圖9表示不同房間開窗概率在不同室內(nèi)溫度下的差異。A、B、C、D，四個房間開窗概率分別在溫度1920°C,2122°C,1920°C,2122°C時達到最大值。發(fā)現(xiàn)A與C房間開窗行為存在相似性，呈現(xiàn)先升后降；B與D房間開窗行為較為相

17、似，呈現(xiàn)先降后升的趨勢。15-1617-1819-2021-22室內(nèi)溫度/C圖9室內(nèi)溫度與各房間開窗概率的關(guān)系圖10表示室外溫度與各房間開窗概率之間的關(guān)系，大部分房間開窗概率隨室外溫度的升高呈上升趨勢，當(dāng)室外溫度為2125°C,開窗率達最大值。而B房間開窗趨勢與其他房間有所不同，呈下降趨勢，但整體上保持高開窗率，為646%,82ABcD壬ABcD壬可能是室內(nèi)結(jié)構(gòu)與類型的不同所導(dǎo)致。整體而言，隨著室外溫度回暖，且該地區(qū)疫情逐漸變好，室內(nèi)人員會開窗通風(fēng)增加室內(nèi)新風(fēng)量，來調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣品質(zhì)。6-1011-1516-2021-25室外溫度/C圖10室外溫度與各房間開窗概率的關(guān)系222相對濕度圖

18、11表示室內(nèi)相對濕度與各房間開窗概率的關(guān)系，A房間呈現(xiàn)為先升后降得趨勢，B房間為先降后升的趨勢，C和D房間開窗概率呈現(xiàn)整體上升趨勢。31-4041-5051-6061-7071-80室內(nèi)相對溫度必圖11室內(nèi)相對濕度與各房間開窗概率的關(guān)系由圖12可知，各房間整體開窗概率隨室外相對濕度的升高呈明顯下降趨勢。當(dāng)濕度為41%50%時，A、B和D房間的開窗率達最大，當(dāng)濕度時是51%60%時，C房間開窗率達最大值。oooooo765432%_<空®*I031-4041-5051-6061-7071-8081-9091-100室外相對濕度必3邏輯回歸邏輯回歸(Logisticregressi

19、on)廣泛用于研究二分類或多分類，最為常用的是二元邏輯回歸12-14,在利用二元邏輯回歸對開窗行為研究中，窗戶狀態(tài)是因變量，即開窗狀態(tài)“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)，符合二元邏輯回歸中因變量的要求，且邏輯回歸的因變量與自變量之間的關(guān)系是非線性的。本研究所采集數(shù)據(jù)均符合要求，因此選用二元邏輯回歸來建立開窗行為與其影響因素之間的模型。圖12室外相對濕度與各房間開窗概率的關(guān)系223室外風(fēng)級圖13顯示各房間開窗概率與室外風(fēng)級的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨室外風(fēng)級升高，A房間開窗率呈現(xiàn)先降后升的趨勢；B、C和D房間呈現(xiàn)下降趨勢。7060<223>=4室外風(fēng)級50)3020o圖13室外風(fēng)級與各房間開窗概率的關(guān)系Log

20、istic回歸將分析出各尸中室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對濕度、室外溫度、室外相對濕度及室外風(fēng)級對開窗行為的影響強度，見表2。表2為邏輯回歸分析結(jié)果，顯著性檢驗分析得出各變量的顯著性水平均小于005,符合顯著性水平驗證要求。新冠疫情期間居民開窗概率與室內(nèi)溫度、室內(nèi)相對濕度、室外溫度、室外相對濕度及室外風(fēng)級的數(shù)學(xué)關(guān)系表達式如下："P),In=-0963+003T+0051H-0058W(_)ininouP+0322Tout-0044Hul式中，L為室內(nèi)溫度,°C;H_為室內(nèi)相對濕度，%;Wm為室外風(fēng)級；為室外溫度,°C;為室外相對濕度，%o回歸系數(shù)B的絕對值，在回歸方程中表示自

21、變量X對因變量Y影響大小的參數(shù)，回歸系數(shù)越大表示X對丫的影響越大13-14。從表2可以看出，在新冠疫情期間泉州住宅建筑開窗行為影響最大的環(huán)境參數(shù)是室外溫度，其次是室外風(fēng)級、室內(nèi)相對濕度和室外相對濕度，室內(nèi)溫度對開窗通風(fēng)行為影響較小。表2邏輯回歸分析結(jié)果變量回歸系數(shù)BSEWaldX2自由度dfSigP值Exp(B)室內(nèi)溫度003000006026723010000010310室內(nèi)相對濕度005100005088282010000010520室外溫度0322000120724380010000013800室外相對濕度-004400005080317010000009570室外風(fēng)級-00580001

22、1030585010000009430常數(shù)-09630004903911200100000038204討論新冠肺炎疫情席卷全國，全國人民開展了一場沒有硝煙的戰(zhàn)斗，“居家、通風(fēng)、空氣、衛(wèi)生”成為人們的關(guān)注重點，室內(nèi)場所成為我們最長久的陪伴。同時，人們也深刻意識到室內(nèi)環(huán)境的重要性，更加注重室內(nèi)空氣品質(zhì)。由于新型冠狀病毒的特殊性，即通過呼吸道飛沫在空氣種傳播，因此，居家隔離期間的開窗行為更具有重要意義。目前國內(nèi)外學(xué)者對室內(nèi)空氣研究主要集中在住宅建筑和辦公建筑，而且沒有僅對夏熱冬暖地區(qū)的研究。本研究發(fā)現(xiàn)，住宅建筑開窗行為主要影響因素是室內(nèi)外溫度與CO2濃度口5-偵。而辦公建筑開窗行為的主要影響因素是室

23、內(nèi)外溫度17-18O在大量文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，住宅建筑中開窗行為也存在差異性，差異源于不同功能性房間，如臥室、廚房、浴室，因此研究住宅開窗行為中也需分類分析。本文針對新冠疫情期間對住宅建筑開窗行為影響因素進行分析，研究發(fā)現(xiàn)，室外溫度是新冠疫情下住宅建筑主要影響因素，其次是室外風(fēng)級。目前針對新冠疫情期間開窗規(guī)律研究僅有一篇，但并未說明影響室內(nèi)人員開窗通風(fēng)的因素。5結(jié)論(1) B和D房間的開窗時長較長，分別為2924h、2661h;A和C房間的開窗時長分別為1942H和746h0(2) 新冠疫情期間室外溫度是住宅建筑開窗行為的主要影響因子，回歸系數(shù)達0322,開窗概率隨室外溫度升高而增加，其次是室外風(fēng)級

24、。(3) 同一建筑，不同結(jié)構(gòu)和用途的房間，其開窗行為也存在差異。例如B和D房間類型為衛(wèi)生間，A和C房間類型為大廳，明顯發(fā)現(xiàn)不同功能性房間其開窗時長存在差異。參考文獻：1高菲，徐翔宇，郭倩，等新冠肺炎疫情期間我國居民開窗通風(fēng)頻率和時間研究J環(huán)境科學(xué)研究，2020,33(7):1668-1674解雨鑫，范夢怡，李偲佳病態(tài)建筑綜合癥研究發(fā)展J科技咨詢,2019,24(10):210-2142 郭帆建筑室內(nèi)環(huán)境“健康要素”的思考J重慶建筑，2020(5):23-25張維亞，魏簽空氣調(diào)節(jié)與室內(nèi)空氣環(huán)境安全關(guān)系分析J華北科技學(xué)院學(xué)報,2004,2(1):19-21Clements-CroomeDJSust

25、ainableIntelligentBuildingsforBetterHealth,ComfortandWell-Being,ReportforDenzeroProjectEB/OL2014,https:11derekcroomecom/document"filesDENZEROpdfWargockiP,SundellJ,BischofW,etalVentilationandhealthyinnonindustrialindoorenvironments:reportfromaEuropeanmultidisciplinaryscientificconsensusmeeting(EUROVEN)JIndoorAir,2002,113:1283 王杰空氣質(zhì)量在線監(jiān)測分析平臺EB/OL2020OS-25https:wwwaqistudycn張理博，孫鵬