現在除甲醛公司越來越多,那麼問題來了,關於室內除甲醛最主要的核心問題是什麼?
1. 室內甲醛的安全標準是多少?2.在新房內,就算全是使用環保材料,甲醛照樣會超標是為什麼?3.甲醛如何才能真正達到標準?
大多數新房裝修除甲醛的方法最大問題就是僅僅只介紹了方法,沒有進行量化,除醛效果大多依據主觀判斷。下面我們就用數據來客觀的看看關於裝修去除甲醛。
1. 室內甲醛的標準究竟是多少?
美國的甲醛安全標準:0.1mg/m
對於甲醛的危害這裡就不說了,相信很多人都已經知道了,但是關於甲醛的安全範圍知道的人卻並不多。
結論1:
美國關於甲醛濃度的限值最為嚴格,其中NIOSH規定甲醛平均濃度限值為0.01968mg/m,加州環保局(OEHHA)規定甲醛平均濃度限值為0.009mg/m(援引文章中的0.003mg/m為2014年以前的限值,目前已經被機構上調為0.009mg/m)。
結論2:
一直以來甲醛濃度到達0.1mg/m即安全只是一個真實的謊言,根據美國標準,甲醛濃度至少要到達0.020mg/m以下才稱得上安全。
結論3:
從中國國家標準看,例如GB/T18883-2002關於甲醛濃度的限制要求為:房間在12小時密閉後甲醛濃度應至少維持在0.1mg/m以下(現實存在的房間不可能一直密閉著)。
中國的甲醛標準:0.1mg/m
下面我們開始推導符合中國國標要求的實際甲醛濃度限值(可直接看加粗字體):首先依據國GB/T18883-2002計算室內的「甲醛釋放速度」的限值是多少。
假設密閉空間的換氣率是0.1次/h,根據(室內甲醛的減少速度=甲醛釋放速度-房間換氣衰減速度)列出方程:
其中,V為房間體積,k為換氣率,C為甲醛濃度,E為室內甲醛釋放速度,假設房間甲醛初始濃度為0mg/m,解微分方程得:
帶入:C=0.1mg/m,K=0.1次/h,t=12h,解出E/V,每立方米空間甲醛釋放速度:
帶入E/V=0.0143mg/m·h,K=0.6,t=∞,得出在國標要求下,正常通風條件下房間的甲醛濃度:C=0.024mg/m
結論:
在國標GB/T18883-2002約束下,每立方米空間的甲醛釋放速度需低於0.0143mg/m·h,普通房間(換氣率0.6次/h)的甲醛的濃度應低於0.024mg/m——遠低於0.1 mg/m。
2. 新房裡,哪怕全是環保材料,甲醛依然將超標數倍,為什麼?
計算家中甲醛實際濃度:板材合格≠安全
一般而言家中的甲醛釋放源有兩類:家具地板、牆面塗料。包含但不限於:聚氯乙烯卷材料地板、地毯襯墊及地毯膠粘劑、人造板、木器塗料、膠粘劑、木家具、內牆塗料、壁紙等。
首先我們分別計算兩者在普通臥室的釋放速度,然後估算臥室的甲醛濃度:根據最新國家標準GB 18580-2017《室內裝飾裝修材料人造板及其製品中甲醛釋放限量》規定,人造板材(比如地板)的甲醛的釋放速度需低於0.124mg/㎡·h,即所謂的E1級標準,(氣箱法,基本同ISO 16893:2006所描述的1m氣箱法),而GB 18584-2001《室內裝飾裝修材料—木家具中有害物質限量》並沒有使用氣箱法規定家具的甲醛釋放速度,因此目前我們只能默認木質家具的甲醛釋放速度的也低於0.124mg/㎡·h。
我們可以認為臥室板材的平均承載率為0.7㎡/m——即包括地板以及家具在內,每立方米空間中有0.7平方米的板材暴露在外。根據文獻[11]數據,市面上幾款普通的內牆油漆,在承載率為1㎡/m的情況下,甲醛濃度釋放速度為0.1mg/㎡/·h(氣箱法),假設臥室的尺寸為3.3m*5m*2.6m,保守估計內牆漆的承載率應低於1.39㎡/m。
條件收集完畢開始計算:
每立方米臥室空間甲醛的釋放速度=(板材承載率*單位面積板材甲醛釋放速度*房間體積+內牆漆承載率*單位面積內牆漆甲醛釋放速度*房間體積)/房間體積=(0.7*0.124+1.39*0.1)=0.2258mg/m·h(高達國標GB/T18883-2002中推算出來的15.8倍!)
臥室甲醛濃度=(板材甲醛釋放速度+內牆漆甲醛釋放速度)/(房間換氣次數*房間體積)=(板材承載率*板材氣箱法甲醛釋放速度+內牆漆承載率*內牆漆氣箱法甲醛釋放速度)/房間換氣次數假設房間換氣率為1次/h,帶入數據求得:臥室甲醛濃度=(0.7*0.124+1.39*0.1)=0.2258mg/m
假設房間換氣率為2次/h,帶入數據求得:臥室甲醛濃度=(0.7*0.124+1.39*0.1)/2=0.1129mg/m
結論1:
哪怕採用E1板材以及市面上可以購買到的合格油漆,整個臥室的甲醛釋放速度仍是國標GB/T18883-2002默許值的15.8倍(0.2258/0.0143≈15.8),因此即使購買合格的裝修材料根本無法保證最終家中甲醛濃度達標。
結論2:
內牆漆的承載率更高,對於甲醛貢獻比例大,因此預算如果有限,一定至少保證內牆漆合格。
結論3:
哪怕內牆漆、板材(家具+地板)均符合國家標準,同時保證極佳的通風(1次/h),最終室內的甲醛濃度仍會高達0.2258mg/m,是美國標準0.019mg/m的11.4倍,是國標B/T18883-2002推算值的9.4倍,在這裡貼出抽樣調查的結果佐證我們估算的準確性:
環保材料甲醛累積示意圖
結論4:
除了通風,無論是冬天還是夏天,我們必須尋找其他的除甲醛工具。因為為北方城市冬季換氣率低,甲醛平均濃度並不低於夏季,文獻[3]的數據也同樣佐證了這一點。
3. 如何才能真正達標?
統一度量衡
為了對比各種除甲醛工具,我們必須採用同一把標尺——甲醛CADR,即甲醛潔淨空氣輸出率(單位m/h)。簡單來說甲醛CADR就是在一個充滿甲醛的環境中製造潔淨空氣的速度,使用這個值的好處是可以對比不同實驗場景下各種除醛工具的去除效果,如果他們的甲醛CADR值相同,那麼去除甲醛的能力完全相同的,如果誰的甲醛CADR高,那麼去除甲醛的能力就強。此外CADR值具備疊加原理:兩臺甲醛CADR值50m/h淨化器等於一臺CADR值等於100m/h的淨化器。
下面從計算上來層面證明甲醛CADR的重要性根據CADR的定義,在室內甲醛到達平衡時可得:
室內甲醛的平衡濃度=室內甲醛釋放速度/(房間體積*換氣頻率+甲醛CADR)
結論:
甲醛CADR越高越好,它不僅僅決定甲醛去除速度快慢,同時還決定甲醛濃度的高低。
植物除醛
綠蘿
有研究曾測量過植物對於甲醛的去除能力[1],在甲醛濃度超過國標2.87倍到15倍的空間中,分別計算五種植物的甲醛CADR得到以下結論:
一株橡皮樹的甲醛CADR為0.142-0.198m/h,一株虎尾蘭的甲醛CADR為0.169-0.237m/h,一株吊蘿的甲醛CADR為0.141-0.229m/h,一株蘆薈的甲醛CADR為0.114-0.177m/h,一株吊蘭的甲醛CADR為0.128-0.203m/***中還發現,植物在甲醛環境中會產生不同程度的傷斑,並存在飽和現象。目前市場上,普通空氣淨化器,甲醛CADR一般都在100m/h以上,因此至少相當於492株-781株吊蘭。一臺甲醛CADR高達500+m/h,那麼大約相當於2400盆弔蘭(或者更多)。
結論:
除非您家住植物園,否則別考慮盆栽除醛這檔子事了,一定要買的話,虎尾蘭名字比較威武,就它吧!
各種炭包類除醛
活性炭包
廣州工業微生物檢測中心曾經測試過市售八種炭包類產品[2],每包重量約為400g,分別為:椰殼炭,納米孔炭材料+特種球狀炭,高效複合活性炭,改性活性炭,改性活性炭+除醛因子,改性活性炭+催化劑,硅藻純(硅藻土+電氣石),竹炭+活性炭+催化劑。在1.5m艙內的進行2小時持續測試,其中甲醛去除率最高的約為60%(納米孔炭材料+特種球狀炭),如果換算成甲醛CADR約為0.687 m/h.比起盆栽效果明顯強了不少(大約相當於3盆弔蘭)。如果僅使用這種「炭包」來實現甲醛CADR值500 m/h,則至少需要727包,重量大約為291公斤-大約5個成年人那麼重,目前市面上一公斤普通炭包的價格大約是16元-20元,291公斤炭包的總成本約為4656元-5820元,很多甲醛CADR值高於500m/h的空氣淨化器都沒有那麼昂貴,況且空氣淨化器不止過濾有害氣體,還可以過濾細菌,花粉,孢子,PM2.5,這些都是所炭包不具備的。
結論1:
請腦補網購1/3噸炭包,並將其均勻布置在你家每個角落的場景,你可以不怕累,但請給快遞小哥留條活路。
結論2:
花錢多見效慢,典型的貪小便宜吃大虧。
負離子除甲醛
負離子尤其是等同於大自然的生態級空氣負離子,能夠有效分解甲醛,將甲醛分解為二氧化碳和水,從而徹底清除甲醛。據中國空氣負離子暨臭氧研究學會的專家陶明章介紹,空氣負離子可以主動捕捉空氣中的有害物質,除能夠清除空氣中的降塵、飄塵等有害物質外,還能夠與空氣中的甲醛、苯、TVOC等裝 修汙染物質發生反應,將其分解為二氧化碳和水。此外,生態級空氣負離子由於粒徑小、活性高、遷移距離遠,可以到達室內的各個角落,清除甲醛無死角、無殘 留,是目前治理甲醛汙染的最好方法。
甲醛是一種最為常見的裝修汙染物,負氧離子是指獲得多餘電子而帶負電荷的氧氣離子。它是空氣中的氧分子結合了自由電子而形成的。自然界的放電(閃電)現象、光電效應、噴泉、瀑布等都能使周圍空氣電離,形成負氧離子。
目前最為周全的是利用臭氧進行甲醛治理,再利用負氧離子進行室內空氣的淨化。
臭氧是一種高效的滅菌解毒氧化劑,高效分解各類裝修汙染物。且30分鐘後自動還原為氧氣,是一種沒有任何化學殘留的綠色氧化分解劑。
分解甲醛的方程式為:3(CH2O)+2O3→3(H2O)+3(CO2)
負氧離子可以快速打開它們的分子化學鍵,將甲醛分解為二氧化碳和水,使其隨氣流排出室內,從而在根本上將其去除。負氧離子除甲醛的效果遠不如臭氧,但在室內空氣淨化方面有著很卓越的效果,尤其是生態級的負氧離子利用生態負離,子生成芯 片技術生成的生態級的小粒徑負氧離子粒徑小,活性高,自然遷移距離遠,在沒有風機外吹的情況下可自行到達很遠的距離,淨化效果更為顯著。
壽命/二次汙染/副產物/酸味
商家宣傳一克250目的優質竹炭可以過濾68mg甲醛就如同宣傳一塊放在水裡邊的海綿吸水性很強一樣荒唐。實際68mg/g是將竹炭放入甲醛飽和蒸汽中測得的數值,如將此竹炭放回到正常環境,3小時後吸附量會衰減至1.6mg/g(多餘的甲醛顯然都釋放到空氣中去了)[8].因此,活性炭的物理吸附(範德華力)是不牢靠的,一旦外界環境改變,飽和平衡點移動,活性炭上的甲醛總量就有可能減少,即發生消費者擔心的反釋放。不過「反釋放」問題也不難解決,只要在活性炭上負載足夠的除醛成份,令甲醛分子以新的化學鍵形式連接到除醛成分中,可實現比物理吸附更加穩固的化學鍵連接,關於化學吸附有害氣體的優勢如下表所示
關於淨化器去除甲醛的壽命請參照空氣淨化器國標(GB/T 18801-2015)中的甲醛CCM值(累積淨化量),分為F1-F4級,等級越高則代表壽命越長(表格中的M甲醛即為實測CCM值):
值得注意的是,達到國標中F4等級並不是什麼難事,對於專業除醛的機器可以輕鬆達到,如果一款空氣淨化器去除甲醛的CCM值連F4都達到不了,那簡直壽命太短了。另外,如果一臺機器的甲醛CCM值恰好為1500mg,也並不意味著吸入1500mg甲醛後會罷工,而僅僅是甲醛CADR值衰減為平時的一半。比如一臺甲醛CADR值為400m/h的空氣淨化器標稱CCM大於F4,實測值為1600mg,那麼當它吸附1600mg甲醛後,他的甲醛CADR值仍然為200m/h,即仍具備一定的甲醛去除能力。因此,如果CCM值相同,甲醛CADR高仍然是王道。如果使用光催化淨化器,應當需要注意有害副產物問題,例如,甲苯被光催化分解會檢測出丙酮、乙酸、丁醛、苯、戊醛、苯甲醛和苯甲酸等副產物[6],甲醛被光催化分解會檢測出一氧化碳[7]。在空氣流速減緩的條件下,副產物的產生概率會降低,但同時也意味著過濾速度下降。由於新裝家庭VOCs濃度普遍偏高,需要高速度,大流量淨化,因此光催化淨化器並不適合新裝房間。
目前市面上,很多機型使用夾炭布類過濾器,如下圖所示:
採用夾炭布工藝的淨化器濾芯,易發酸
夾炭布是一種使用無紡布濾紙包裹30-60目碎裂椰殼炭的工藝,使用這種材料的過濾器往往可獲得獲得較為不錯的甲醛CADR以及顆粒物CADR,但是,經歷短暫使用後(連續使用大約2周),發酸風險會顯著大於傳統過濾器,如果突發雨季,這種風險會被再次放大。關於夾碳布酸味發酸問題有如下幾種解釋理論:細菌汙染理論,有機酸理論,工藝汙染理論。目前,有機酸理論逐步在業內達成共識。
結論:
空氣淨化器除甲醛壽命(CCM)到達F4隻是業界達標水準,如果CCM值僅為F1、F2或F3則太差了。帶觸媒的空氣淨化器注意副產物,帶夾炭布的淨化器容易發酸。
除甲醛適用面積
研究文獻建議房間的面積與甲醛CADR應具備如下關係[9]:
其中CADRg為甲醛CADR,H為房間高度(文中默認2.4米),ACH為換氣率(文中採用最保守的夏季數據0.6),Cg為室內的甲醛的安全值,本文中取0.024mg/m,Cgn為家中不開淨化器時的甲醛濃度,帶入0.288mg/m3(取自第四章統計數據),最終,一個比較安全的結果如下:
除甲醛適用面積=0.063*甲醛CADR(註:如果房高是2.4米的n倍,那麼常數0.063需除以n)
一個例子:如果您家剛裝修完,室內甲醛濃度0.288mg/m3,臥室面積10平米,高度2.4米,臥室與外界換氣率為0.6次/h(通風帶來的甲醛CADR=10m2*2.4m*0.6次/h=14.4m3/h),那麼至少需要一臺甲醛CADR值高達159 m3/h的空氣淨化器與通風共同工作才有可能使甲醛維持在0.024mg/m3以下
結論:
記住公式「除甲醛適用面積=0.063*甲醛CADR(註:如果房高是2.4米的n倍,那麼常數0.063需除以n)」
參考文獻——
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