【健康建筑大会】健康低碳室内空气环境研究进展及思考
2023年8月25日，“2023（第五届）建筑健康大会”在北京召开。在“健康建筑和社区前沿理论与集成技术”分论坛上，清华大学建筑技术科学系教授、北京市室内空气质量评价与控制重点实验室主任张寅平分享了“健康低碳室内空气环境研究进展及思考”主题报告,报告基于我国室内空气污染研究及建筑工程现状，系统地解读了我国建筑室内空气质量研究及相应标准的贡献和不足，揭示了材料有机挥发物释放机理和规律，介绍了室内空气污染预评控环节和综合控制环节的关键技术。
演讲内容
我国在2002年制定了非常重要的《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002），确定了主控污染物种类和新风需求量，并于2022年修订，增加了三种空气污染物（PM2.5、三氯乙烯和四氯乙烯），加严了部分污染物浓度阈值，修订了部分评价方法。总体说来，以往我国室内空气质量主控污染物的种类和浓度的确定主要参照世界卫生组织指南或发达国家标准，针对我国国情不足；室内空气质量缺预评控环节；建筑运行阶段的室内空气环境综合控制缺理论指导。
我国建筑室内空气质量研究的关键问题
为此，张教授指出要从空气主控污染物及阈值的确定、室内空气质量预评控和运行阶段的综合控制三方面展开研究。在基础层面，以需求牵引，实现建筑、能源、材料、预防医学等多学科交融；在技术层面，以人为本，实现材料、设备、建筑等行业的贯通控制。
如何基于我国国情确定主控污染物？张教授引入了“疾病负担”概念来破解上述难题。疾病负担是在考虑人员伤残和寿命长短影响的基础上，量化人员疾病、伤残和过早死亡对整个社会产生的健康和经济损失。张教授在国家“十三五”重点研发计划项目支持下，和团队成员估算了2000-2017年全国及省级行政区的室内空气污染物造成的疾病及经济负担水平，得到了根据疾病负担排序的室内空气污染物主控清单，最后折算成经济损失。研究发现：(1)从2000年到2017年，中国每10万人室内空气污染造成的疾病负担(DALYs)从4620下降至3700，2017年我国室内空气污染在总疾病负担中占比14.1%，相应经济损失为2.88万亿元，占当年GDP的3.45%，在所有健康风险因素中排名第三；(2) 2017年，中国疾病负担排名前十的室内空气污染物为PM2.5、一氧化碳、氡、苯、二氧化氮、臭氧、二氧化硫、甲醛、苯和对二氯苯，与欧美国家的排序差异明显；(3) PM2.5疾病负担占比自2000年至2017年稳居第一；(4) 2017年室内空气污染疾病负担比室外空气污染高9.50%; (5)中国每10万人室内空气污染的疾病负担约为美国的2倍、欧洲多国的5倍。为此张教授指出：我国室内空气污染问题比欧美多国更严重，在室内空气质量控制方面，既要充分借鉴世界卫生组织或发达国家标准，又要充分考虑我国国情和各地区特点，对症下药、因地制宜地控制室内空气污染。
确定空气主控污染物流程
部分空气污染物的相对危险度
张教授团队还和公共卫生领域专家采用生物标志物方法开展了室内空气污染控制的健康影响研究，研究表明：负离子和低浓度臭氧对呼吸道和心血管的健康会产生危害，因此安装这类净化器应慎重。他们还提出了室内空气质量经效比的概念，可综合反映考虑了能耗、经济和健康代价和收益后室内空气污染控制的投资效益比，以此可作为评判健康建筑室内空气质量污染物阈值确定和工程控制效果的依据。
不同建筑的经效比建议指标对比
在室内空气质量预评控方面，张教授团队建议在工程控制链条中补充设计评价或称预评价环节，避免传统建筑工程中仅靠验收阶段控制，发现问题为时已晚的缺陷。他们提出以材料释放机理参数替代表观参数的方法，通过认知深化机理，改进了传统挥发性有机化合物（VOC）释放量的模型，揭示了VOC释放规律，研发了释放机理参数测试方法及设备。在净化设备领域，他们提出了累积净化量CCM概念及测试方法，研发了测试设备，CCM成为了《空气净化器》国标的必测指标，填补了以往空气净化器净化寿命评价参数和方法的空白。在上述工作基础上，建立了贯通材料、设备和建筑行业的室内空气质量预评控标准和技术体系，已被用于健康建筑评价，破解了以往室内空气污染不能预评控的难题，实现了室内空气污染的防患于未然。
室内空气质量预评估研究流程
在室内空气环境综合控制方面，张教授团队提出了分析热质学方法，破解了传统建筑环境热学不能对室内空气温湿度和污染物浓度不能综合优化的难题，可得到给定情况下的最佳系统形式和运行策略，便于系统实时控制。
上述成果应用于中、美、日、韩、荷兰的100余家建材、家具、建筑、航天、国防领域的机构和企业，促进了多个行业技术的协同进步。研究成果应用于《健康建筑评价标准》《健康社区评价标准》《健康小镇评价标准》，推动了健康建筑和绿色建筑的发展。
张教授总结到，目前大多数单位仍在设计仅防控污染危害的“防病建筑”而不是增进身心健康的健康建筑。健康建筑未来的关键问题是研究室内空气环境的健康增进机理，结合室内外环境监测和生理、心理监测，建立室内空气环境人因学，为营造更加健康的室内空气环境提供科技支撑。
为响应国家“健康中国2030”战略部署、适应建筑行业市场发展需求、提升人民群众健康生活环境，2017 年4 月，中国建筑科学研究院会同清华大学建筑学院、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所、上海建科集团股份有限公司、厦门市建筑科学研究院有限公司等共计22 家单位共同发起成立了“健康建筑产业技术创新战略联盟”（以下简称“联盟”）。
联盟由致力于推动建筑业技术进步、积极探索健康宜居环境的科研院所、高等院校、设计院、地产开发商、医疗机构、设备厂商、物业管理公司、施工单位等有关企事业单位自愿组成。联盟跨越传统建筑行业，凝聚医疗卫生优势资源，旨在推动跨学科、全方位的产业主体汇集，促进技术交流合作，助力科技服务创新，营造良好发展环境，引领中国健康建筑产业发展。
联盟以以人为本、产研结合、创新驱动、服务行业为引导，以联合开发、优势互补、利益共享、风险共担为工作原则，从事健康建筑理论研究、技术体系构建、标准规范编制、产品设备开发、科技成果转化、国际合作推动、信息平台建设、健康理念普及、产业人才培养，通过联盟的桥梁纽带作用，为政府主管部门和企业提供技术支撑，推动行业共荣拉动核心凝聚力，加速科技创新提升生活幸福感。
