摘要

Office Building Indoor Environment Quality Improvement

辦公室室內環境改善方向探討

關鍵詞/ 室內環境改善、室內空氣品質4
Keywords / Indoor Environment Quality Improvement,Indoor Air Quality2

由於工商業時代的工作型態,再加上環境的影響,使得人們待在密閉的居住空間或是辦公空間的時間越來越多,但在這些密閉空間裏享受空調系統帶來的舒適便利之餘,如果對空調及通風系統不加以留意的話;「病態建築物症候群」(SBS;Sick Building Syndrome)可能就會應運而生。「病態建築物症候群」是因為過度強調節約能源而造成空調及通風系統因減少使用外氣,因而使各種病菌及有害物質無法經由換氣外排所致。在密閉的建築物內,如果室內通氣量不足時,污染物就容易蓄積而導致室內空氣品質惡化。在tsmc內部,因為所有的辦公室均使用中央空調冷氣系統,而且有的廠已經是好久以前的設計觀念了,不一定符合現在對室內空氣品質(IAQ)與室內環境品質(IEQ)的要求,因此;需要我們仔細地檢視並找尋可行的改善方式。此外,由於台灣地處亞熱帶,屬於長年潮濕高溫的氣候型態,黴菌及細菌特別容易孳生,因此對於空調/通風系統的定期維護及保養更需要注意。

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ABSTRACT 前言

除了一些室外工作者,我們每個人平均每天約有80%以上的時間是處在室內環境(包括在住家、辦公室或其他建築物內),而室內空氣品質的好壞將會直接影響個人的工作品質及效率,室內空氣污染物對人體健康也會造成影響,因此室內空氣品質應當受到重視,而如何有效改善並控制室內空氣品質,以維護人體健康與工作效率,應該是辦公室空調管理單位的重要責任之一。

tsmc最早引入IAQ概念的專案應該可以追溯到96年底的南科湖濱雅舍員工幼稚園改建工程,當時將南科湖濱雅舍一樓的公共空間改建為幼稚園,新工處各級主管就已多次要求務必使用綠建材、無甲醛成份的室內裝修材料及注意並控管室內空氣品質(IAQ),不僅在建造過程中數次南下勘查,並且要求在幼稚園完工後要給幼稚園園長及HR一份現場IAQ的量測報告。

在以下的內容裡,將以系統性的順序來簡單說明。

  • 室內空氣品質的沿革
  • 了解「室內空氣污染物的主要來源/可能傳輸途徑」及「對健康會有何影響」
  • 提出「如何改善室內空氣品質」
  1. 最直接影響的 (空調及通風系統)
  2. 最方便使用的 (室內盆栽植物)
  • 對tsmc各廠辦公室室內空氣品質的改善方向(圖一)

圖一、IAQ、IEQ及IEH之 概念關係

HISTORY 室內空氣品質的沿革

室內空氣品質(IAQ)的名詞在1993年第一次出現,隨著受害事件的累積而使得室內空氣品質(IAQ)的議題受到大眾的重視。而在國際間的各項永續發展的會議,也漸漸將室內空氣品質納入永續的議題中。表一為IAQ發展到IEH過程中,國際會議的重點。

表一、IAQ發展到IEH過程國際會議重點

1997年日本京都所召開「京都協議」會議

以CO2排放量限制人類無止盡的能源、資源消耗,並開發和增加使用新能源和可再生能源,希望在未年達成零能源消耗及零污染逸散之目標。

「京都議定書」進行CO2減量

於2005年2月正式實施,以抑制地球大氣中CO2濃度的快速增加減緩地球溫室效應的繼續擴大。

2000年漢諾威博覽會

證明了產業與永續必須同步推動。

2003年新加坡健康建築會議

正式將健康納入,考慮人的健康效益。由IAQ到IEQ到IEH,可見其考量由室內空氣放眼至空間品質,最後聚焦於「人」本身,符合人本健康和地球環境。

2005年愛知博覽會

代表了氣候異變的嚴重性,展覽館的能源型態皆為非傳統能源思考如何以新的生活型態因應未來。

2005室內空氣品質國際會議

對於室內環境控制方面強調空調系統、室內污染物移除等新科技。

HB2006葡萄牙里斯本室內空氣品質國際會議

永續將成為趨勢,透過綠建材、綠設備、綠建築手法的開發研究提供完整之系統。

室內空氣污染物的主要來源/可能傳輸途徑及對健康可能會有的影響

室內空氣污染物的主要來源

室內空氣污染物的主要來源包括以下八大類:

室外空氣污染源

室外的空氣可藉由自然通風或機械通風而進入室內,使室內空氣品質受到不同程度的影響。室外的空氣污染源主要是交通運輸與農工商活動所產生的空氣污染物;如懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳及氮氧化物,氨氮與硫氧化物、各式化學物質,甚至是輻射物質等。

室內燃燒源

烹飪與取暖是室內最普遍的燃燒行為。來自瓦斯爐、電爐、暖爐、壁爐等設備燃燒木材、煤、油、瓦斯等產生的空氣污染物主要為一氧化碳、一氧化氮及二氧化氮。

建材

主要會產生甲醛等揮發性有機物及石棉。室內裝潢時所用的合板與隔板因使用含有甲醛樹脂的接合劑,會刺激皮膚及黏膜。此外,過去廣為使用的石棉瓦也是一種致癌污染物。

油漆及塗料

主要產生甲醛等揮發性有機物。

辦公室事務機

主要產生臭氧。

清潔產品:

主要產生甲醛等揮發性有機物。使用殺蟲劑、特殊清潔劑、髮膠、油漆、立可白等用品,皆是室內揮發性有機污染物的來源。

生物性污染物:

潮濕且不常清潔打掃的地方容易孳生黴菌、霉、真菌、細菌、病毒、塵蹣等生物。

人類活動及其他:

人類呼吸便會產生二氧化碳,而抽煙除了會釋放尼古丁、一氧化碳、二氧化碳、乙醛、丙酮、焦油等污染物質外,也是室內懸浮微粒的主要來源。此外,室內盆栽植物產生的花粉、人體或寵物掉落的毛髮、體垢及皮屑也是室內空氣污染的來源。

室內空氣污染源的可能傳輸途徑

一般常見的辦公大樓及住家的室內空氣污染源及可能的污染傳輸途徑如表二

表二、一般常見的辦公大樓及住家的室內空氣污染源及可能的污染傳輸途徑 (摘錄自美國環保署 I-BEAM)

受影響範圍

可能污染源

可能的冷凍空調問題

可能傳輸途徑

局部 / 區域

  • 抽菸
  • 吸煙室
  • 廚房
  • 影印機/印表機
  • 黴菌/濕氣
  • 貯藏室
  • 建築物整修/翻修
  • 傢俱
  • 戶外污染源靠近空氣調節機進氣口或門/窗
  • 太過擁擠(人太多,二氧化碳產生量太多)
  • 明顯的熱源(冷卻負載)
  • 室外污染源進入空氣調節機的風口
  • 缺乏清潔打掃
  • 區域性排氣問題
  • 區域性氣流混合擴散不佳
  • 區域性溫度調節問題
  • 區域性供氣量不足
  • 區域性風管受污染
  • 可變風量箱故障

單一區域冷凍室系統有問題

  • 過濾器受污染
  • 維修
  • 缺乏外氣
  • 區域冷凍空調風管
  • 由低樓層或地下室經由樓梯間/電梯向上傳遞
  • 污染源在建築物的其他地方經由牆壁/地板局部滲入
  • 室內空氣
  • 走廊

內部隔間區

污染源位於內部隔間區

  1. 影印室
  2. 機械室
  3. 儲藏室等

因為熱負載較少,所以內部隔間區的進氣及外氣量較其它外部空間少

(無)

廣泛

  • 全面翻修/更新
  • 建材/家俱
  • 一般清潔整理
  • 一般維修
  • 太擁擠(人太多,二氧化碳產生量太多)
  • 明顯熱源(冷卻負載)超過中央控制系統容量
  • 室外污染源經由所有外氣進氣風口或中控系統風口進入
  • 缺乏外氣
  • 中央冷凍空調系統問題
  • 缺乏對於冷凍空調系統的維修管理
  • 所有空氣調節器進行維修

區域性污染源經由中央冷凍空調系統傳送至整棟建築物

室內空氣污染物對健康的影響

表三中所列為一般常見的室內空氣污染物及其對健康的影響。

表三、一般常見的室內空氣污染物及其對健康的影響

污染物

污染物來源

對健康影響

石棉

管線及導管的絕緣包覆、火爐墊片、天花板、地板、隔熱片、以及受損的絕緣、耐火或隔音材質

肺癌、矽肺病、 間皮細胞瘤

生物性污染物

黴菌、霉、真菌、細菌、病毒、塵蟎;濕或潮濕牆壁、天花板、地毯和傢具;維護不佳的除濕機、空調;寢具及寵物等

過敏、刺激呼吸道、傳染病;刺激眼睛、鼻子和咽喉;發燒;流行性感冒

燃燒產物

密閉空間的暖氣設備(以天然氣、煤油、燃油、和木炭作為燃料),密閉的瓦斯爐和壁爐;抽菸;呼吸;室外空氣

頭疼、嗜睡、頭暈(二氧化碳);視力及記憶力減退、不規律的心跳、噁心、精神錯亂、死亡(一氧化碳中毒);呼吸困難和肺部損傷(二氧化氮)

甲醛

膠合的木板(三合板、粒合板, 纖維板)以及利用這些木板製成的傢俱; 含尿素甲醛的發泡絕緣材(UFFI)及塗料

皮膚、眼睛、鼻子和刺激咽喉;刺激呼吸道;呼吸作用損傷;癌症;染色體受損害

顆粒狀物

塵土,花粉,清潔及烹飪的油煙;香菸的煙;壁爐、煤油暖氣設備、密閉空間的瓦斯爐或暖氣設備

刺激眼睛、鼻子、咽喉;呼吸道感染和支氣管炎;肺癌(長期風險)

揮發性有機物

家庭化學製品和產品(包括殺蟲劑、油漆、溶劑、膠黏劑、清潔劑和蠟、空氣清淨劑、織品保護劑、含氯漂白劑)氣膠推進劑、乾洗劑;菸草燃燒過程

可能影響的程度從頭痛、眼睛和呼吸道刺激到破壞神經系統、影響肝腎功能、癌症、染色體損傷等

如何改善室內空氣品質

改善室內通風或空調系統

要改善室內空氣品質可以藉由阻斷與去除兩方面來著手:

阻斷

是讓室外空氣污染物除了經由外氣空調箱的唯一途徑外,無法進到室內,例如:保持室內正壓、門窗氣密性強化、在人員出入口設置風除室/空氣簾。

去除

是讓室外的空氣污染物在進到室內前,先藉由外氣空調箱的空氣濾網來去除空氣污染物;或是用室內的循環回風系統,在循環空氣回到室內前,先藉由內氣循環空調箱的空氣濾網來去除室內所產生的空氣污染物。此外,也可利用室內空氣清淨裝置,以清除定點污染源的方式,使得污染物不致擴散或累積。

引入足夠的外氣來降低室內CO2的濃度,並經由適當的通風排氣系統來排出有害的物質(如微生物、VOCs及懸浮粒子等)。藉由安裝新的通風系統或改善現有通風系統,都是控制室內空氣品質最直接且重要的方法之一。

若通風系統已出現故障,可用以下方式改善現有通風系統的效能:

  1. 因應室內使用人數、熱源和污染源配置,重新調校及調整通風系統
  2. 增加外氣供應量
  3. 移去阻塞回風口的障礙物
  4. 控制污染源與其他地區之間的壓力差
  5. 在進行排放高毒性或高濃度污染物的活動地點,例如使用氣體器具煮食、焊接等範圍安裝(暫時性或永久性)局部排氣系統
  6. 改變或調校空氣供應及回風器的配置,以改善空氣來源及空氣分配間關係
  7. 改良空氣分配系統,例如,提高空氣供應或回風系統內的風扇的功率

此外,在有增建或改建工程時,要求廠商使用有內政部或有正式綠建材認証標章的材料及油漆塗料,過程重視施作環境的通風及事後吹淨,如此才能確保完工後室內空氣品質。

淨化室內空氣之植物

利用擺設適當的室內植物,可減少落塵、CO2及VOCs,抑制微生物,維持空氣溼度,可使我們日常活動空間更為舒適、健康。

常見室內植物 v.s. 落塵

表四可知,在台灣常見的室內植物中,單位面積滯塵量最多的前十名植物,其共同的特徵就是其葉片具有絨毛或表面凹凸不平,但因容易滯塵;因此建議每隔數週以溼抹布來擦拭葉面及葉背,以去除累積的灰塵及水垢來維持高效的滯塵率,同時維護盆栽美觀。

表四、臺灣常見室內植物之單位面積滯塵量

植物種類

滯塵量

植物種類

滯塵量

植物種類

滯塵量

非洲菫

鐵十字秋海棠

皺葉椒草

大岩桐

薜荔

嫣紅蔓

麗格秋海棠

長壽花

盆菊

白網紋草

馬拉巴栗

金脈單藥花

波士頓腎蕨

蝦蟆秋海棠

鐵線蕨

彩虹竹蕉

30.53

10.69

9.11

8.34

5.58

3.02

2.73

2.65

2.31

2.25

1.79

1.45

1.42

1.35

1.34

1.07

冷水花

繡球花

黑葉觀音蓮

印度橡膠樹

白斑垂榕

西瓜皮椒草

檸檬千年木

非洲菊

鹿角蕨

西洋杜鵑

常春藤

孔雀竹芋

白馬粗肋草

仙客來

秋石斛

聖誕紅

火鶴花

0.98

0.89

0.88

0.87

0.83

0.71

0.71

0.70

0.68

0.68

0.66

0.64

0.60

0.59

0.57

0.56

0.54

黃金葛

心葉蔓綠絨

娃娃朱蕉

白蝴蝶合果芋

琴葉榕

袖珍椰子

萬年竹

中斑吊蘭

變葉木

龜背芋

白鶴芋

噴雪黛粉葉

臺灣山蘇花

擎天鳳梨

中斑香龍血樹

澳洲鴨腳木

福祿桐

0.52

0.51

0.45

0.44

0.40

0.38

0.37

0.36

0.36

0.36

0.33

0.32

0.30

0.21

0.17

0.16

0.03

常見室內植物 v.s. CO2

一般植物在白天會行光合作用而使CO2濃度降低,但到了晚上則會行呼吸作用而使CO2濃度升高,但是仍有部份仙人掌及蘭科植物,即使在夜晚仍可行光合作用。由圖二可以了解在台灣常見的室內植物對應CO2濃度仍能行光合作用的範圍。

圖二、臺灣常見室內植物可減少二氧化碳濃度之範圍

常見室內植物 v.s. VOCs

室內盆栽對VOCs的吸收,除了由葉片氣孔吸收與酵素作用外,由許多的研究也發現根群或土壤及介質中的微生物也扮演了重要的角色。依據美國太空總署針對植物吸收密閉空間內VOCs的能力進行一系列研究,研究結果建議室內每2.7坪(約9M2)的地板面積應放置一棵至少6吋盆大小的植物,如此可有效降低VOCs,提昇室內空氣品質。(圖三)

圖三、室內盆栽。(左圖)銀線竹焦可移除苯、三氯乙烯、二甲苯;(右圖)觀竹音棕竹可移除甲醛

室內植物提昇室內空氣品質的能力

配合室內光度來選擇合適的植物

對tsmc各廠辦公室室內空氣品質的改善方向

我們tsmc內部對於新建工程或裝修工程在注重室內空氣品質方面已經開始有了起步,對於工程階段及完工驗收階段均有對於室內空氣品質的作法與規定;也希望在不久以後,能由我們自己開始,對於既有的辦公室環境也能開始有一些人力及能力來做一些室內空氣品質的量測及改善;對於現有辦公室空調及通風系統的改善我們已經開始進行評估了,在評估過程中我們會加入IAQ及IEQ的考量,這不僅是對日後LEED-EB的鋪路,也是我們對同仁身體健康及公司形象的一份心力。(圖四)

圖四

對於現有的辦公室的室內空氣品質/室內環境品質的改善方向如下:

對於人的訓練,這可分為兩部份

  1. 第一部份:對一般辦公室使用者的基礎教育,除了讓大家知道其所處的環境品質資訊及其意義外,在遇到相關問題時也知道能向誰請求協助與支援。
  2. 第二部份:對辦公室空調相關人員的職能與技術訓練,一方面要讓他們了解空氣污染物的可能來源及如何解決(可能是短期的,臨時的);另一方面也要讓他們有能力使用量測儀器來測量,以及知道如何有效地改善相關環境(長期的,永久的)。

工欲善其事,必先利其器

這可分為可攜式的偵測器與固定式的監測系統;先調查各廠對於溫度計、溼度計、粉塵/粒子計數器、CO及CO2偵測器、甲醛及VOCs偵測器、O3偵測器等可攜式的量測儀器(視需做到何種程度而定)的需求,各廠不一定都要具備所有儀器,可考慮各廠個別準備一些;然後以互相支援的方式來調用。此外,建議針對部份辦公室的重要區域;應考慮裝設固定式的監測系統,並可結合原有之空調、通風或排氣系統,調整既有或運用新的控制模式,以確保環境中空氣污染物不會超過環保署的建議值,進而達到保護同仁們的身體健康與維持大家工作效率的目標。

多參加外部機構的研討會與說明會

如學校、研究機構或專業廠商,以獲取一些可以應用的新技術或新材料,多了解最新的發展與未來的趨勢。

多找外部相關領域的專家學者或教授來授課

也可以上網搜尋相關的網站或多參加一些相關的研討會以學習新觀念或新科技,用以了解未來可能的發展趨勢與新的法規。

在辦公室重要空間增設CO2監測系統

如生產會議室及10人以上之會議室、大辦公區及演講廳等地方增設CO2監測系統(可以分階段來裝設);由於CO2監測系統必須與空調箱的外氣引入量連動,以維持空間內CO2濃度不會超過設定值,但這對區域內溫度的控制會造成一定影響,因此導入新的控制模式或外氣通風系統(如CAV…),以新的外氣通風系統維持一定比例的外氣量來降低區域內的CO2濃度;再以原有的空調系統(AHU+VAV)來控制室內溫度來確保室內環境。

對於微生物(細菌、真菌及黴菌)的處理

由於使用UV燈管可能會另外造成O3的污染,而且因為空調箱內部的空間太小(距離太短),因此,建議可以建置新的室內回風通風系統使用高效率濾網以濾除微生物及懸浮微粒,因為是獨立系統,有自己的風車;因此不會影響原有的空調系統,造成原有系統風機的負載增加,甚至無法負荷。但是,要採用這一種方法,空間是必須被確實檢討的。

新設排氣系統以加強局部區域的排氣

如影印室(O3及粉塵)、廚房(CO、CO2及高溫、油煙等)及茶水間(黴菌)、廁所(異味、微生物)等,這是針對一些不需空調;但對室內空氣品質有特別疑慮或影響者可以考慮。

普遍種植盆栽

如非洲堇、非洲菊或竹蕉類等或一些較耐陰的植物,一方面改善室內空氣品質;另一方面也可以增加室內美觀,好處多多!

希望經由大家的努力與願力,在不久的將來能看到tsmc對於辦公室室內空氣品質的成果,而且能得同仁們的肯定。

補充資料

[1] 環保署室內空氣品質資訊網(下表是TSMC FTB參考國內環保署及LEED之標準,針對容易量測的項目所提的建議值。)

TSMC IAQ Standard for New Construction and Renovation Area in Offi ce Building

項目

建議值

單位

二氧化碳(CO2)

4小時值

第1類

600

PPM (體積濃度百萬分之一)

第2類

1000

一氧化碳(CO)

4小時值

第1類

2

PPM (體積濃度百萬分之一)

第2類

9

甲醛 (HCHO)

4小時值

 

0.05

PPM (體積濃度百萬分之一)

總揮發性有機化合物 (TVOC)

4小時值

 

3

PPM (體積濃度百萬分之一)

臭氧(O3)

4小時值

第1類

0.03

PPM (體積濃度百萬分之一)

第2類

0.05

粒徑小於等於10微米(μm)之懸浮微粒(PM10)

4小時值

第1類

60

μg/m3 (微克/立方公尺)

第2類

150

粒徑小於等於2.5微米(μm)之懸浮微粒(PM2.5)

4小時值

 

100

μg/m3 (微克/立方公尺)

溫度(Temperature)

4小時值

 

15至28

℃(攝氏)

溼度

4小時值

 

<70%

相對溼度

Refer to : Taiwan EPA IAQ standard & LEED standard, exclude Bio-indicator (Bacteria, Fungi)

[2] IEH由來 (IAQ及IEQ的未來發展方向):在IAQ發展成為IEQ後,2003年新加坡「健康建築」國際會議將兩者的重要概念整合成健康室內環境(IEH),強調以人本健康為宗旨的設計思維是追求環境永續發展的基礎,並回應人的健康問題。

圖五

[3] 國內環保署提出之室內空氣品質建議值:
中華民國94年12月30日行政院環境保護署環署空字第0940106804號

一、 為改善及維護室內空氣品質,維護國民健康及生活環境,特訂定本建議值。

二、 本建議值除勞工作業場所依室內空氣污染物濃度標準外,其他室內場所空氣污染物及濃度如下:

三、本建議值之各項意義如下:

  • 1小時值:指1小時內各測值之算術平均值或1小時累計採樣之測值。
  • 8小時值:指連續8個小時各測值之算術平均值或8小時累計採樣測值。
  • 24小時值:指連續24小時各測值之算術平均值或24小時累計採樣測值。
  • 最高值:依檢測方法所規範採樣方法之採樣分析值。

四、本建議值所稱第1類及第2類適用場所如下:

  • 第1類:指對室內空氣品質有特別需求場所,包括學校及教育場所、兒童遊樂場所、醫療場所、老人或殘障照護場所等。
  • 第2類:指一般大眾聚集的公共場所及辦公大樓,包括營業商場、交易市場、展覽場所、辦公大樓、地下街、大眾運輸工具及車站等室內場所。
國內環保署提出之室內空氣品質建議值

項目

建議值

單位

二氧化碳(CO2)

8小時值

第1類

600

PPM (體積濃度百萬分之一)

第2類

1000

一氧化碳(CO)

8小時值

第1類

2

PPM (體積濃度百萬分之一)

第2類

9

甲醛 (HCHO)

1小時值

 

0.1

PPM (體積濃度百萬分之一)

總揮發性有機化合物(TVOC)

1小時值

 

3

PPM (體積濃度百萬分之一)

細菌(Bacteria)

最高值

第1類

500

CFU/m3 (菌落數/立方公尺)

第2類

1000

真菌(Fungi)

最高值

 

1000

CFU/m3 (菌落數/立方公尺)

粒徑小於等於10微米(μm)之懸浮微粒(PM10)

24小時值

第1類

60

μg/m3 (微克/立方公尺)

第2類

150

粒徑小於等於2.5微米(μm)之懸浮微粒(PM2.5)

24小時值

 

100

μg/m3 (微克/立方公尺)

臭氧(O3)

8小時值

第1類

0.03

PPM (體積濃度百萬分之一)

第2類

0.05

溫度(Temperature)

1小時值

第1類

15至28

℃(攝氏)

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