建筑环境学第5章 空气环境
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问题种类 新风量不足 内部污染物 外部污染物 建筑材料 微生物污染 无IAQ问题 数量 252 77 48 20 26 61 (% ) 52 16 10 4 5 12
(2) WHC的调查
数量 710 165 125 27 6 329 (%) 52 12 9 2 0.4 24
(1) NIOSH(美国国立劳动安全卫生研究所)1987年发表的对484所办 公建筑物的调查结果 (2) WHC(加拿大卫生和福利机构)1990年发表的对1362所办公建 筑物的调查结果
质量浓度：mg／m3 计数浓度：粒／cm3
微生物
撞击法：菌落形成单位（CFU）/m3 沉降法：个（菌落）/皿
24
3. 室内空气品质的评价方法与指标
空气污染的主观评价指标
气味
人们往往根据气味评判空气质量 鼻子的特征
比任何测量仪表都灵敏 嗅觉有时间适应性：难以定量 个体有差异，难以作为客观标准 鼻子的灵敏度随空气的温湿度改变 P.O. Fanger 的研究结论为：IAQ随空气焓 值的降低而提高。
149种：CO2、氨、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等 病毒、细菌
17
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之三： 人体生物污染
人体其他污染物
皮肤排泄物：CO2、CO、丙酮、苯、甲醛、甲 烷、皮屑(英国：占室内灰尘的90％)、毛发等 衣服上的灰尘、细菌 烟草的烟气：尼古丁、甲醛、CO等
19
3. 室内空气品质的评价方法与指标
感知的空气品质
丹麦工业大学P.O.Fanger的定义(1989)：品质反映了人
们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高品质； 反之，就是低品质。 从纯主观感受出发。 ASHRAE 62-1989：良好IAQ 是空气中没有已知的污 染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标，并 且处于这种空气中的绝大多数人（≥80％）对此没 有表示不满意 主观感受与客观评价结合。 ASHRAE 62-1989R：
时间的加权平均阈值确定的困难
低浓度污染物对人体的长期影响难以确定 多种低浓度有害物的共同作用难以确定
23
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质的客观评价指标
气体污染物浓度：体积浓度(ppm)、质量浓度 (mg/m3) 放射性气体浓度(Bq/ m3)，单位体积气体中的放射 性活度，表示1 Bq/ m3表示1 m3气体中，每秒有1个 放射性原子核发生衰变 悬浮颗粒物
4
1. 室内空气品质简介
BRI: Building Relative Illness
建筑关联病
可由医学认定的病原体所引起的特定疾 病，可进行医学确诊，如：
过敏性肺炎 过敏性鼻炎 哮喘 军团病 有机尘中毒 肺癌
5
1. 室内空气品质简介
室内空气质量下降的原因
强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少 新型合成材料在现代建筑中大量应用 散发有害气体的电器产品的大量使用 传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行 管理的不合理 厨房和卫生间气流组织不合理 室外空气污染
问题：
主观评价结果往往与客观评价结果矛盾：
客观测量值远远低于控制标准，但主观感觉不好 客观测量值可能有些问题，但主观感觉并不差
人们感觉不舒服的原因很多，不知道哪些是IAQ的问 题（热环境、颜色、照度、工作压力等也有影响）。
21
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质的评价方法
室内环境品质(IEQIndoor Environment Quality)
第五章
建筑空气环境
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
1
课程内容
1. 室内空气品质简介 2. 室内空气污染源和污染途径 3. 室内空气品质的评价方法与指标 4. 室内空气污染物对人体健康的影响 5. 室内空气污染的去除方法
2
1. 室内空气品质简介
为什么要研究建筑的空气环境?
人们有超过90％的时间是在室内度过的室内 空气环境比室外还要重要
室内空气污染物的来源之一： 室外来源
燃料的燃烧、交通工具、工业企业、城市 垃圾等造成的：NOx、SOx、H2S、悬浮颗 粒物、烟雾等 地层放射性污染 被污染的水
11
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之二： 室内来源
生产工艺工程：有机溶剂的蒸汽、燃烧产生的有 毒气体、刺激性气体、生产性粉尘等 人员活动
可接受的室内空气品质：同上 可接受的感知室内空气品质：必备条件，非充分条件
20
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质的评价方法
方法1：测量室内污染物浓度客观评价
问题：
用什么作为代表性的污染物？(测什么？) 低浓度下的测量受到仪器精度的限制
方法2：调查问卷 主观评价
中国16亿m2/年的竣工面积使得室 内空气质量问题显得尤为重要！
6
1. 室内空气品质简介
室内空气质量下降的危害
危害居住者健康 降低劳动效率
1985年美国数据，每年因呼吸道感染 每年损失医疗费用达150亿美元 每年缺勤损失高达590亿美元
7
1. 室内空气品质简介
(1) NIOSH的调查
气味特点 臭鸡蛋气味 化学成分 H2S 典型气味源 精炼厂、污水厂、 垃圾场
肥料气味、牲口圈气 主要为硫化物：二甲基硫化物、 下水道、堆制肥料、垃圾场 味 二甲基二硫化物 烂卷心菜气味 洋葱味 天然气 鱼腥味 汗味、体味 霉味 甲基硫醇 丙烷 t－丁基 胺 有机酸，如苯基乙酸 醌亚胺、C6-C10氧化物 颜料厂、污水厂、堆肥 衣物 杀虫剂、空调系统、颜料厂
厨房燃烧产物 卫生间污染
设计或管理不良的HVAC系统 化学品污染
建材、装修材料、日用化学产品 家具和办公用品
12
3. 室内空气污染源和污染途径
家居活动污染
13
2. 室内空气污染源和污染途径
建材、装修材料、日化产品
14
2. 室内空气污染源和污染途径
空调设备与管道污染
过滤器
30
水果工厂、精练厂、化工厂
3. 室内空气品质的评价方法与指标
气味的评价指标
气味浓度 C：阈值稀释倍数 (D/T)百度文库
可感阈 可识别阈（比可感阈的污染物浓度高2～5 倍）D0 以大部分人（50％）受试者能够识别出的稀释倍数作为气味 浓度的识别阈值
气味强度 I
I = aC b
对空气品质的不满意百分比 PD与可接受度ACC (－1~1)的
定义：一个标准人引起的感知污染负荷被称为1 olf，而其他 类型的人或者家具等污染源均被等效为不同数量的标准人， 表征成标准人后不同的污染源可以进行简单的叠加 室内有3个标准人和4个等效标准人的家具，则该室内的感知 污染负荷为7 olf。
感知空气品质PAQ (Perceived Air Quality)，表示在一 定的通风量情况下人对室内污染源的感觉，pol
大量研究证明，引起病态建筑综合症的并非某一 种室内污染物的单独作用，也并非完全由室内空 气中的污染物所致，而是多种因素的综合作用。 室内空气品质、舒适度、噪声、照明、社会心理 压力、工作压力、工作区背景等因素对室内人员 生理和心理上的单独和综合的作用。
22
3. 室内空气品质的评价方法与指标
32
国外：给出了感知空气品质不满意率与新风量的关系
3. 室内空气品质的评价方法与指标
民用建筑工程室内环境污染控制规范(2001)
民用建筑工程室内环境指标
Ⅰ类民用建筑工程：住宅、宿舍、医院病房、老年建 筑、幼儿园、学校教室等建筑工程； II 类民用建筑工程：旅店、办公楼、文化娱乐场所、 书店、图书馆、展览馆、体育馆、商场(店)、公共交 通工具等候室、医院候诊室、饭馆、理发店等公共建 筑工程。
定义：在一个空间内， 1 olf的感观负荷的源，在通风量1L/s下 的感知空气品质， 1 pol＝1 olf/（L/s） 比pol小的常用单位是dp，1 dp＝0.1pol。
PAQ = 112[ln( PD ) − 5.98]−4
不满意率
29
3. 室内空气品质的评价方法与指标
典型气味、成分和来源
大气的易变量组分 水蒸气 二氧化碳 甲烷 一氧化碳 臭氧 氨气 二氧化氮 二氧化硫 一氧化氮 符号 含量(ppm) H2O CO2 CH4 CO O3 NH3 NO2 SO2 NO 130000 350 1.67 0.19 0.04 0.004 0.001 0.001 0.0005
10
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气品质的客观评价指标
阈值 纯客观指标，与暴露水平（暴露 时间与暴露剂量）有关
阈值的种类
时间的加权平均阈值：8h工作日或 35h工作周加权 平均浓度，在该浓度下日复一日停留的人员几乎均 无有害影响。使用最广泛的阈值。 短期暴露极限阈值：15分钟暴露无害。 最高极限阈值：瞬间暴露无害。
关系
31
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质标准
中国：规定了室内污染物浓度的上限。除污染物浓度外，均考虑 了温湿度、风速、噪声、照明等影响，相当于反映了部分IEQ水平
公共场所卫生标准，GB16153 室内空气质量标准，GB / T 18883 民用建筑室内污染环境控制规范，GB50325 室内装饰装修材料有害物质限量国家标准，GB18580 室内空气中甲醛卫生标准GB/T16127 住房内氡浓度控制标准，GB/T16146 室内空气中细菌总数卫生标准，GB/T17093 室内空气中二氧化碳卫生标准，GB/T17094 室内空气中可吸入颗粒物卫生标准，GB/T17095 室内空气中氮氧化物卫生标准，GB/T17096 室内空气中二氧化硫卫生标准，GB/T17097 欧洲：CEN CR 1752 美国：ASHRAE Standard 62
交通工具 内, 5%
室内, 92%
室外, 3%
3
1. 室内空气品质简介
SBS－Sick Building Syndrome
病态建筑综合症：现代都市病
症状
头痛、恶心 疲乏、失眠、记忆力衰退 皮肤、粘膜有刺激感（眼红、 流泪、咽干等） 呼吸紊乱
特点
离开病态建筑一段时间后即 恢复正常 只有症状，难以进行医学确 诊，无法确定病源
8
2. 室内空气污染源和污染途径
正常大气组分常量
组分 氮气 氧气 氩气 氖气 氦气 氪气 氢气 符号 含量(ppm) N2 O2 Ar Ne He Kr H2 780840.00 209460.00 9340.00 18.18 5.14 1.14 0.50
9
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之一： 室外来源
18
3. 室内空气品质的评价方法与指标
IAQIndoor Air Quality
室内空气品质的评价
两种思路
机械论 强调室内空气成分与浓度，采用一系列污染物浓度指标来 进行评价 。IAQ问题成为单纯的物理化学问题。但低浓度 条件下，仪器无法测定时就无能为力。 人是标准的提供者，只影响被评价区域受关注的权重。人 数和位置一定，IAQ的评价就与人无关。 强调人的感觉 提出“感知的空气品质”(Perceived Air Quality) 理由：多种污染物存在的条件下，组分比例构成不同，各 种组分对人的感觉的影响也会产生变化；空气成分相同条 件下，温、湿度不同会导致人对IAQ的感觉不同 问题复杂化：空气组分与感知的空气品质是什么关系？
风道
表冷器
风机
15
2. 室内空气污染源和污染途径
室 内 污 染 物 的 来 源
16
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之三： 人体生物污染
污染物类型
CO2与其他有害气体：新陈代谢 气味：汗液蒸发、呼吸、有机物排泄、微生物分解、氨 气等 悬浮颗粒物
人体呼吸道排气污染
25
3. 室内空气品质的评价方法与指标
温湿度和IAQ满意度的关系
26
3. 室内空气品质的评价方法与指标
鼻子感觉的生理基础
27
鼻子感觉的生理基础
3. 室内空气品质的评价方法与指标
嗅觉 温觉
化学感觉
28
3. 室内空气品质的评价方法与指标
空气污染的主观评价指标
感知负荷(sensory load)，表征室内污染源的强弱，olf
(2) WHC的调查
数量 710 165 125 27 6 329 (%) 52 12 9 2 0.4 24
(1) NIOSH(美国国立劳动安全卫生研究所)1987年发表的对484所办 公建筑物的调查结果 (2) WHC(加拿大卫生和福利机构)1990年发表的对1362所办公建 筑物的调查结果
质量浓度：mg／m3 计数浓度：粒／cm3
微生物
撞击法：菌落形成单位（CFU）/m3 沉降法：个（菌落）/皿
24
3. 室内空气品质的评价方法与指标
空气污染的主观评价指标
气味
人们往往根据气味评判空气质量 鼻子的特征
比任何测量仪表都灵敏 嗅觉有时间适应性：难以定量 个体有差异，难以作为客观标准 鼻子的灵敏度随空气的温湿度改变 P.O. Fanger 的研究结论为：IAQ随空气焓 值的降低而提高。
149种：CO2、氨、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等 病毒、细菌
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2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之三： 人体生物污染
人体其他污染物
皮肤排泄物：CO2、CO、丙酮、苯、甲醛、甲 烷、皮屑(英国：占室内灰尘的90％)、毛发等 衣服上的灰尘、细菌 烟草的烟气：尼古丁、甲醛、CO等
19
3. 室内空气品质的评价方法与指标
感知的空气品质
丹麦工业大学P.O.Fanger的定义(1989)：品质反映了人
们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高品质； 反之，就是低品质。 从纯主观感受出发。 ASHRAE 62-1989：良好IAQ 是空气中没有已知的污 染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标，并 且处于这种空气中的绝大多数人（≥80％）对此没 有表示不满意 主观感受与客观评价结合。 ASHRAE 62-1989R：
时间的加权平均阈值确定的困难
低浓度污染物对人体的长期影响难以确定 多种低浓度有害物的共同作用难以确定
23
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质的客观评价指标
气体污染物浓度：体积浓度(ppm)、质量浓度 (mg/m3) 放射性气体浓度(Bq/ m3)，单位体积气体中的放射 性活度，表示1 Bq/ m3表示1 m3气体中，每秒有1个 放射性原子核发生衰变 悬浮颗粒物
4
1. 室内空气品质简介
BRI: Building Relative Illness
建筑关联病
可由医学认定的病原体所引起的特定疾 病，可进行医学确诊，如：
过敏性肺炎 过敏性鼻炎 哮喘 军团病 有机尘中毒 肺癌
5
1. 室内空气品质简介
室内空气质量下降的原因
强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少 新型合成材料在现代建筑中大量应用 散发有害气体的电器产品的大量使用 传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行 管理的不合理 厨房和卫生间气流组织不合理 室外空气污染
问题：
主观评价结果往往与客观评价结果矛盾：
客观测量值远远低于控制标准，但主观感觉不好 客观测量值可能有些问题，但主观感觉并不差
人们感觉不舒服的原因很多，不知道哪些是IAQ的问 题（热环境、颜色、照度、工作压力等也有影响）。
21
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质的评价方法
室内环境品质(IEQIndoor Environment Quality)
第五章
建筑空气环境
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
1
课程内容
1. 室内空气品质简介 2. 室内空气污染源和污染途径 3. 室内空气品质的评价方法与指标 4. 室内空气污染物对人体健康的影响 5. 室内空气污染的去除方法
2
1. 室内空气品质简介
为什么要研究建筑的空气环境?
人们有超过90％的时间是在室内度过的室内 空气环境比室外还要重要
室内空气污染物的来源之一： 室外来源
燃料的燃烧、交通工具、工业企业、城市 垃圾等造成的：NOx、SOx、H2S、悬浮颗 粒物、烟雾等 地层放射性污染 被污染的水
11
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之二： 室内来源
生产工艺工程：有机溶剂的蒸汽、燃烧产生的有 毒气体、刺激性气体、生产性粉尘等 人员活动
可接受的室内空气品质：同上 可接受的感知室内空气品质：必备条件，非充分条件
20
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质的评价方法
方法1：测量室内污染物浓度客观评价
问题：
用什么作为代表性的污染物？(测什么？) 低浓度下的测量受到仪器精度的限制
方法2：调查问卷 主观评价
中国16亿m2/年的竣工面积使得室 内空气质量问题显得尤为重要！
6
1. 室内空气品质简介
室内空气质量下降的危害
危害居住者健康 降低劳动效率
1985年美国数据，每年因呼吸道感染 每年损失医疗费用达150亿美元 每年缺勤损失高达590亿美元
7
1. 室内空气品质简介
(1) NIOSH的调查
气味特点 臭鸡蛋气味 化学成分 H2S 典型气味源 精炼厂、污水厂、 垃圾场
肥料气味、牲口圈气 主要为硫化物：二甲基硫化物、 下水道、堆制肥料、垃圾场 味 二甲基二硫化物 烂卷心菜气味 洋葱味 天然气 鱼腥味 汗味、体味 霉味 甲基硫醇 丙烷 t－丁基 胺 有机酸，如苯基乙酸 醌亚胺、C6-C10氧化物 颜料厂、污水厂、堆肥 衣物 杀虫剂、空调系统、颜料厂
厨房燃烧产物 卫生间污染
设计或管理不良的HVAC系统 化学品污染
建材、装修材料、日用化学产品 家具和办公用品
12
3. 室内空气污染源和污染途径
家居活动污染
13
2. 室内空气污染源和污染途径
建材、装修材料、日化产品
14
2. 室内空气污染源和污染途径
空调设备与管道污染
过滤器
30
水果工厂、精练厂、化工厂
3. 室内空气品质的评价方法与指标
气味的评价指标
气味浓度 C：阈值稀释倍数 (D/T)百度文库
可感阈 可识别阈（比可感阈的污染物浓度高2～5 倍）D0 以大部分人（50％）受试者能够识别出的稀释倍数作为气味 浓度的识别阈值
气味强度 I
I = aC b
对空气品质的不满意百分比 PD与可接受度ACC (－1~1)的
定义：一个标准人引起的感知污染负荷被称为1 olf，而其他 类型的人或者家具等污染源均被等效为不同数量的标准人， 表征成标准人后不同的污染源可以进行简单的叠加 室内有3个标准人和4个等效标准人的家具，则该室内的感知 污染负荷为7 olf。
感知空气品质PAQ (Perceived Air Quality)，表示在一 定的通风量情况下人对室内污染源的感觉，pol
大量研究证明，引起病态建筑综合症的并非某一 种室内污染物的单独作用，也并非完全由室内空 气中的污染物所致，而是多种因素的综合作用。 室内空气品质、舒适度、噪声、照明、社会心理 压力、工作压力、工作区背景等因素对室内人员 生理和心理上的单独和综合的作用。
22
3. 室内空气品质的评价方法与指标
32
国外：给出了感知空气品质不满意率与新风量的关系
3. 室内空气品质的评价方法与指标
民用建筑工程室内环境污染控制规范(2001)
民用建筑工程室内环境指标
Ⅰ类民用建筑工程：住宅、宿舍、医院病房、老年建 筑、幼儿园、学校教室等建筑工程； II 类民用建筑工程：旅店、办公楼、文化娱乐场所、 书店、图书馆、展览馆、体育馆、商场(店)、公共交 通工具等候室、医院候诊室、饭馆、理发店等公共建 筑工程。
定义：在一个空间内， 1 olf的感观负荷的源，在通风量1L/s下 的感知空气品质， 1 pol＝1 olf/（L/s） 比pol小的常用单位是dp，1 dp＝0.1pol。
PAQ = 112[ln( PD ) − 5.98]−4
不满意率
29
3. 室内空气品质的评价方法与指标
典型气味、成分和来源
大气的易变量组分 水蒸气 二氧化碳 甲烷 一氧化碳 臭氧 氨气 二氧化氮 二氧化硫 一氧化氮 符号 含量(ppm) H2O CO2 CH4 CO O3 NH3 NO2 SO2 NO 130000 350 1.67 0.19 0.04 0.004 0.001 0.001 0.0005
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2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气品质的客观评价指标
阈值 纯客观指标，与暴露水平（暴露 时间与暴露剂量）有关
阈值的种类
时间的加权平均阈值：8h工作日或 35h工作周加权 平均浓度，在该浓度下日复一日停留的人员几乎均 无有害影响。使用最广泛的阈值。 短期暴露极限阈值：15分钟暴露无害。 最高极限阈值：瞬间暴露无害。
关系
31
3. 室内空气品质的评价方法与指标
室内空气品质标准
中国：规定了室内污染物浓度的上限。除污染物浓度外，均考虑 了温湿度、风速、噪声、照明等影响，相当于反映了部分IEQ水平
公共场所卫生标准，GB16153 室内空气质量标准，GB / T 18883 民用建筑室内污染环境控制规范，GB50325 室内装饰装修材料有害物质限量国家标准，GB18580 室内空气中甲醛卫生标准GB/T16127 住房内氡浓度控制标准，GB/T16146 室内空气中细菌总数卫生标准，GB/T17093 室内空气中二氧化碳卫生标准，GB/T17094 室内空气中可吸入颗粒物卫生标准，GB/T17095 室内空气中氮氧化物卫生标准，GB/T17096 室内空气中二氧化硫卫生标准，GB/T17097 欧洲：CEN CR 1752 美国：ASHRAE Standard 62
交通工具 内, 5%
室内, 92%
室外, 3%
3
1. 室内空气品质简介
SBS－Sick Building Syndrome
病态建筑综合症：现代都市病
症状
头痛、恶心 疲乏、失眠、记忆力衰退 皮肤、粘膜有刺激感（眼红、 流泪、咽干等） 呼吸紊乱
特点
离开病态建筑一段时间后即 恢复正常 只有症状，难以进行医学确 诊，无法确定病源
8
2. 室内空气污染源和污染途径
正常大气组分常量
组分 氮气 氧气 氩气 氖气 氦气 氪气 氢气 符号 含量(ppm) N2 O2 Ar Ne He Kr H2 780840.00 209460.00 9340.00 18.18 5.14 1.14 0.50
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2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之一： 室外来源
18
3. 室内空气品质的评价方法与指标
IAQIndoor Air Quality
室内空气品质的评价
两种思路
机械论 强调室内空气成分与浓度，采用一系列污染物浓度指标来 进行评价 。IAQ问题成为单纯的物理化学问题。但低浓度 条件下，仪器无法测定时就无能为力。 人是标准的提供者，只影响被评价区域受关注的权重。人 数和位置一定，IAQ的评价就与人无关。 强调人的感觉 提出“感知的空气品质”(Perceived Air Quality) 理由：多种污染物存在的条件下，组分比例构成不同，各 种组分对人的感觉的影响也会产生变化；空气成分相同条 件下，温、湿度不同会导致人对IAQ的感觉不同 问题复杂化：空气组分与感知的空气品质是什么关系？
风道
表冷器
风机
15
2. 室内空气污染源和污染途径
室 内 污 染 物 的 来 源
16
2. 室内空气污染源和污染途径
室内空气污染物的来源之三： 人体生物污染
污染物类型
CO2与其他有害气体：新陈代谢 气味：汗液蒸发、呼吸、有机物排泄、微生物分解、氨 气等 悬浮颗粒物
人体呼吸道排气污染
25
3. 室内空气品质的评价方法与指标
温湿度和IAQ满意度的关系
26
3. 室内空气品质的评价方法与指标
鼻子感觉的生理基础
27
鼻子感觉的生理基础
3. 室内空气品质的评价方法与指标
嗅觉 温觉
化学感觉
28
3. 室内空气品质的评价方法与指标
空气污染的主观评价指标
感知负荷(sensory load)，表征室内污染源的强弱，olf