环境监测
室内空气质量监测:CO₂、TVOC、PM 各测什么,怎么测
「CO₂ 超过 1000 ppm 就是空气差」——这句话一半是行业共识,一半是流传最广的误解。美国采暖制冷与空调工程师学会(ASHRAE)在官方立场文件里专门澄清:标准 62.1 从未规定过 1000 ppm 限值。本文把 IAQ 监测拆成三件不同的事——CO₂ 测通风、TVOC 测污染源、PM 测颗粒物——给出国标 GB/T 18883—2022 的全套限值,并说明每一层该用什么原理的传感器、装在哪里、怎么和通风系统联动。
- 0.10% GB/T 18883 室内 CO₂ 限值(1 小时均值)
- 0.60 mg/m³ GB/T 18883 TVOC 限值(8 小时均值)
- ≥30 m³/h GB/T 18883 新风量下限(每人)
- 800 ppm EN 16798-1 II 级:高于室外的 CO₂ 差值
一、先纠正一个流传最广的误解
很多人以为 ASHRAE 62.1 规定了室内 CO₂ 不得超过 1000 ppm。ASHRAE 在其《室内二氧化碳立场文件》中明确否认:62.1 从未给出室内 CO₂ 限值,过去的版本信息被误读,才让「1000 ppm 限值」流传了几十年。1000 ppm 的真实出处是:它对应人均约 8 L/s 新风供给时人体气味感知的可接受水平——它是一个通风率指示器,不是健康阈值。
欧洲标准 EN 16798-1 的做法更清晰:它按「高于室外本底的 CO₂ 差值」分四档——I 级 550 ppm、II 级 800 ppm、III/IV 级 1350 ppm,分别对应不同的人均新风预期。注意这三档都是差值:室外本底如今普遍在 420–500 ppm,设计时必须计入,直接拿室内绝对浓度对照旧表格会误判。
二、GB/T 18883—2022:一张表定全部限值
国标《室内空气质量标准》GB/T 18883—2022 是国内 IAQ 检测评价的基准文件(2023 年 2 月实施),适用于住宅与办公建筑。与监测系统直接相关的化学与物理指标如下。
- 工程验收另有 GB 50325《民用建筑工程室内环境污染控制标准》,Ⅰ类民用建筑(住宅、医院、学校等)甲醛限值更严(≤0.07 mg/m³)。做工程配套监测时要先确认客户按哪本标准验收。
- GB/T 18883 的标准方法是实验室方法:TVOC 用 Tenax 管吸附采样—热解吸—GC 分析,甲醛用分光光度法。在线传感器读数不能直接替代 CMA 报告,但承担「连续趋势 + 超标预警」的角色,两者是互补关系。
| 指标 | 限值 | 平均时间 |
|---|---|---|
| 二氧化碳 CO₂ | ≤ 0.10%(体积分数,≈1000 ppm) | 1 小时 |
| TVOC | ≤ 0.60 mg/m³ | 8 小时 |
| 甲醛 HCHO | ≤ 0.08 mg/m³ | 1 小时 |
| 细颗粒物 PM2.5 | ≤ 0.05 mg/m³(50 µg/m³) | 24 小时 |
| 可吸入颗粒物 PM10 | ≤ 0.10 mg/m³ | 24 小时 |
| 一氧化碳 CO | ≤ 10 mg/m³ | 1 小时 |
| 臭氧 O₃ | ≤ 0.16 mg/m³ | 1 小时 |
| 新风量 | ≥ 30 m³/(h·人) | — |
三、CO₂ 层:为什么 NDIR 是唯一靠谱的原理
CO₂ 监测的主流原理是非分散红外(NDIR):CO₂ 特征吸收 4.26 µm 红外光,浓度越高吸收越多。它针对 CO₂ 本身、零交叉干扰、长期稳定性好,这是几十年都没有被替代的原因。选 NDIR 传感器时关注三点:量程(IAQ 用 0–5000 ppm 足够,不建议用人身安全级的 0–5% Vol 档)、自动基线校准(ABC,靠周期性接触室外新鲜空气归零——装在常年密闭房间的传感器要慎用 ABC)、以及温漂指标。
布置位置比选型更容易踩坑:CO₂ 浓度在房间里并不均匀——人员聚集区、通风死角、回风口读数能差出数百 ppm。传感器应装在人员密集区的呼吸带高度(坐姿约 1.1–1.2 米),远离门窗和新风口直吹位置;一台传感器代表一个独立通风分区,大开间按分区多点布设。
四、CO₂ 联动通风:安全之外的节能账
需求控制通风(DCV)是 CO₂ 传感器最大的工程价值:静坐成人每小时呼出 CO₂ 约 18–19 升,通风充足时室内浓度稳定在「室外本底 + G/Q」水平(G 为产率、Q 为人均新风量)。人流波动大的场所——会议室、教室、餐厅、影院——按峰值人数设计的定风量通风在低峰期严重过送,能耗白白浪费。用 CO₂ 传感器闭环调节新风阀或风机转速,教室与会议室通常能拿到 20–40% 的通风能耗节约,同时保证高峰期不欠送。
ASHRAE 62.1 的 2023 附录补充把 DCV 的 CO₂ 控制点改为「高于室外的最大差值」,与 EN 16798-1 的分档思路趋同——这也意味着 DCV 设定值要按当地室外本底校准,不能全国一刀切。
五、TVOC 层:在线监测的现实做法
TVOC(总挥发性有机物)覆盖正己烷到正十六烷之间数百种化合物,来源是建材、家具、清洁剂、打印设备——与人数无关,所以它测的是「污染源」,与 CO₂ 测的「通风」互补。国标方法是 GC 实验室分析(8 小时均值),在线传感器走的是等效路线:电化学或 MOS 原理对 VOC 混合物给出总响应读数,用于连续趋势与预警。
选型时认清两点:第一,等效 TVOC 读数单位是 mg/m³ 或 ppm(异丁烯等校准),与 GC 方法的「以甲苯计 mg/m³」不严格可比,做合规判定仍需实验室采样;第二,传感器对高沸点化合物(如部分甲醛前体)响应弱,甲醛必须单独用专用传感器或检测仪,TVOC 读数正常不代表甲醛达标。
PM 层(PM2.5/PM10)用激光散射原理在线监测已非常成熟,注意区分「洁净室级」与「日常 IAQ 级」精度需求即可;CO 层(燃气设备场所)参照上一节的职业/室内限值。至此三层各就各位:CO₂→通风、TVOC→污染源、PM→颗粒物,加上特殊场所的 CO 与甲醛专项。
常见问题
室内 CO₂ 到底多少算超标?
CO₂ 传感器应该装在哪里?
TVOC 传感器的读数能和国标限值直接对比吗?
五合一模组(CO₂/甲醛/PM/温湿度)值得选吗?
数据出处
GB/T 18883—2022《室内空气质量标准》;GB 50325—2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》;ASHRAE Position Document on Indoor Carbon Dioxide(2022);EN 16798-1:2019;ASHRAE Standard 62.1-2022(含 2023 附录);WHO Global Air Quality Guidelines(2021)