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這是 352? 研究組在查閱 100萬+ 字資料后的研究成果。
著重研究并論證以下 3 個關于“裝修除甲醛”最核心的問題：
1、“安全”的室內甲醛標準究竟是多少？
2、新房里，哪怕全是環保材料，甲醛依然將超標數倍，為什么？
3、如何才能“真正”達標？
本文將刊發于學術期刊，先在此發出，希望能更早對更多人有用。
歡迎指正。
本文存在的意義
大多數裝修除甲醛攻略最大問題是：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。本文則使用嚴謹的數據向人們盡可能客觀呈現“關于裝修去甲醛的一切”。時間緊湊者可直接看結論。
1、“安全”的室內甲醛標準究竟是多少？
美國的甲醛標準：“0.1mg/m3”≠安全
雖然甲醛的危害已經不需要科普，但甲醛的安全限值卻鮮為人知，文章[6]收集各個權威機構關于甲醛的限值：
結論1：美帝關于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/m3，加州環保局（OEHHA）規定甲醛平均濃度限值為0.009mg/m3（援引文章中的0.003mg/m3為2014年以前的限值，目前已經被機構上調為0.009mg/m3）。
結論2：一直以來“甲醛濃度到達0.1mg/m3即安全”只是一個“真實的謊言”,根據美帝標準，甲醛濃度至少要到達0.020mg/m3以下才稱得上安全。
結論3：中國國家標準有些含糊，例如GB/T18883-2002關于甲醛濃度的限制要求為：房間在12小時密閉后甲醛濃度應至少維持在0.1mg/m3以下（現實存在的房間不可能一直密閉）。我們會在下一章推導“中國標準GB/T18883-2002約束下的實際室內甲醛濃度限值”。
中國的甲醛標準：“0.1mg/m3”是個誤會
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/m3，解微分方程得：
帶入：C=0.1mg/m3，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/m3·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/m3
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于0.0143mg/m3·h，普通房間（換氣率0.6次/h）的甲醛的濃度應低于 0.024 mg/m3——遠低于被誤傳的 0.1 mg/m3。
2、新房里，哪怕全是環保材料，甲醛依然將超標數倍，為什么？
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、墻面涂料。包含但不限于：聚氯乙烯卷材料地板、地毯襯墊及地毯膠粘劑、人造板、木器涂料、膠粘劑、木家具、內墻涂料、壁紙等。
首先我們分別計算兩者在普通臥室的釋放速度，然后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制品中甲醛釋放限量》規定，人造板材（比如地板）的甲醛的釋放速度需低于0.124mg/㎡·h，即所謂的E1級標準，（氣箱法，基本同ISO 16893：2006所描述的1m3氣箱法），尷尬的是GB 18584-2001《室內裝飾裝修材料—木家具中有害物質限量》并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于0.124mg/㎡·h。
根據文獻數據數據[10]，我們可以認為臥室板材的平均承載率為0.7㎡/m3——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墻油漆，在承載率為1㎡/m3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，保守估計內墻漆的承載率應低于1.39㎡/m3。
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+內墻漆承載率*單位面積內墻漆甲醛釋放速度*房間體積）/房間體積=（0.7*0.124+1.39*0.1）=0.2258mg/m3·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+內墻漆甲醛釋放速度）/(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+內墻漆承載率*內墻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/m3
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/m3
結論1：哪怕采用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：內墻漆的承載率更高，對于甲醛貢獻比例大，因此預算如果有限，一定至少保證內墻漆合格。
結論3：哪怕內墻漆、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/m3，是美國標準0.019mg/m3的11.4倍,是國標B/T18883-2002推算值的9.4倍，在這里貼出參考文獻[12]的抽樣調查的結果佐證我們估算的準確性：
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，甲醛平均濃度并不低于夏季，文獻[3]的數據也同樣佐證了這一點。
3、如何才能“真正”達標？
除甲醛方法及注意事項
統一度量衡
為了對比各種除甲醛工具，我們必須采用同一把標尺——甲醛CADR，即甲醛潔凈空氣輸出率(單位m3/h)。簡單來說甲醛CADR就是在一個充滿甲醛的環境中制造潔凈空氣的速度，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，那么去除甲醛的能力完全相同的，如果誰的甲醛CADR高，那么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50m3/h凈化器等于一臺CADR值等于100m3/h的凈化器。
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。
（1）植物除醛
綠蘿
有研究曾測量過植物對于甲醛的去除能力[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0.142-0.198m3/h，一株虎尾蘭的甲醛CADR為0.169-0.237m3/h，一株吊蘿的甲醛CADR為0.141-0.229m3/h，一株蘆薈的甲醛CADR為0.114-0.177m3/h，一株吊蘭的甲醛CADR為0.128-0.203m3/h。文中還發現，植物在甲醛環境中會產生不同程度的傷斑，并存在飽和現象。目前市場上，普通空氣凈化器，甲醛CADR一般都在100m3/h以上，因此至少相當于492株-781株吊蘭。一臺甲醛CADR高達500+m3/h，那么大約相當于2400盆吊蘭（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！
（2）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，高效復合活性炭，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1.5m3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0.687m3/h.比起盆栽效果明顯強了不少（大約相當于3盆吊蘭）。如果僅使用這種“炭包”來實現甲醛CADR值500m3/h，則至少需要727包，重量大約為291公斤-大約5個成年人那么重，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值高于500m3/h的空氣凈化器都沒有那么昂貴，況且空氣凈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，并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。
（3）空氣凈化器除醛
352空氣凈化器
實際上看到這里幾乎可以結束了，因為“空氣凈化器除醛”依然無非是對比不同機器的甲醛CADR值。不過，這里依然有幾個值得注意的地方：
當我們過分關注甲醛時，往往忘記了：甲醛僅僅是室內氣態污染物的冰山一角，在我國，室內常見 VOCs 的濃度范圍見下表[3,4]所示：
某些空氣凈化器為了增加宣傳賣點，常使用非碳類過濾器作為甲醛過濾介質（如凝膠類，沸石類，氧化鋁，硅藻土，納米礦晶等等），這些過濾介質通過負載除甲醛配方往往可以獲得較強的甲醛去除能力，但是對于其他有害氣體的過濾能力非常有限，比如，常見的氣相吸附材料對于甲苯與甲醛的吸附效果如下[5]（K值代越大，飽和平衡時，吸附材料表面被吸附物質濃度越高）：
結論：目前而言，活性炭仍舊是整個民用市場過濾各種有害氣體廣譜性最強的氣相吸附材料，這個地位仍舊無可替代，除非能夠確定甲醛是房間中的唯一污染源，否則不建議使用完全不含活性炭的空氣凈化器。
（4）通風/新風機除醛
通風換氣能夠去除甲醛是人盡皆知的道理。新風的風量和空氣凈化器的甲醛CADR到底是什么關系？了解到CADR的本質實際上是：風量*單次過濾效率，如果將新風機等效成一臺空氣凈化器，那么‘風量’就是新風機的風量而‘單次過濾效率’實際上100%，因為室外甲醛濃度可近似為0，最終得到一個簡單到不敢相信的結論：
新風量=甲醛CADR
GB18883-2002關于新風的要求是：每人每小時30m3新風，也就是說一個三口之家，如果保持正常通風（穿堂風除外），相當于擁有一臺甲醛CADR值為90m3/h的空氣凈化器，連濾芯都省了。不過，實際上，室外還有PM2.5，冬天冷夏天熱，希望通過大幅增加新風量除醛在現實中會阻力很大。如果安裝新風機，比如全熱交換新風，需要在裝修前規劃，選錯通風管道材質或者使用劣質膠黏劑連接管道反而會帶來新的污染。如果選擇壁掛新風機同樣會令室內制冷和制熱負擔加重，而新風機本身的加熱功能也會花費更多的電費。因此我一直推崇的概念是：小新風，大凈化。即使用小風量的新風機解決室內二氧化碳超標同時解決部分甲醛污染，用大CADR值空氣凈化器解其余甲醛污染。
結論：只要電費、PM2.5、溫度允許，能通風自然好，能裝新風盡量裝新風，但新房甲醛釋放量大，依然需要空氣凈化器。
（5）壽命/二次污染/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里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，1天后吸附量會衰減至1.6mg/g（多余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（范德華力）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，關于化學吸附有害氣體的優勢如下表所示[5]：
關于凈化器去除甲醛的壽命請參照空氣凈化器國標（GB/T 18801-2015）中的甲醛CCM值（累積凈化量），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 等級并不是什么難事，對于專業除醛的機器可以認為閉著眼睛也能通過，如果一款空氣凈化器去除甲醛的 CCM 值連 F4 都達到不了，那簡直壽命太短了。另外，如果一個臺機器的甲醛CCM值恰好為1500mg，也并不意味著吸入1500mg甲醛后會罷工，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400m3/h的空氣凈化器標稱CCM大于F4，實測值為1600mg，那么當它吸附1600mg甲醛后，他的甲醛CADR值仍然為200m3/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。如果使用光催化凈化器，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。由于新裝家庭VOCs濃度普遍偏高，需要高速度，大流量凈化，因此光催化凈化器并不適合新裝房間。
目前市面上，很多機型使用夾炭布類過濾器，如下圖所示：
采用夾炭布工藝的凈化器濾芯
夾碳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較為不錯的甲醛CADR以及顆粒物CADR，但是，經歷短暫使用后（連續使用大約2周），發酸風險會顯著大于傳統過濾器，如果突發雨季，這種風險會被再次放大。關于夾碳布酸味發酸問題有如下幾種解釋理論：細菌污染理論，有機酸理論，工藝污染理論。目前，有機酸理論逐步在業內達成共識。
結論：空氣凈化器除甲醛壽命（CCM）到達F4只是業界達標水準，如果CCM值僅為F1、F2或F3則太差了。帶觸媒的空氣凈化器注意副產物，帶夾炭布的凈化器容易發酸。
（6）除甲醛適用面積
研究文獻建議房間的面積與甲醛CADR應具備如下關系[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（文中采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 /m3，Cgn為家中不開凈化器時的甲醛濃度，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（注：如果房高是2.4米的n倍，那么常數0.063需除以n）
一個例子：“如果您家剛裝修完，不開空氣凈化器室內甲醛濃度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），那么至少需要一臺甲醛CADR值高達159 m3/h的空氣凈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（注：如果房高是2.4米的n倍，那么常數0.063需除以n）”
[參考文獻]
[1]趙明珠,幾種常見室內觀賞植物降醛能力的研究,南京:南京林業大學,2007.
[2]劉 露,楊永強,張增峰,萬分龍.市售凈化產品對空氣中甲醛去除效果的研究.廣州化學,2016,(3):57-61
[3]周中平, 趙壽堂, 周立. 室內空氣污染檢測與控制(第一版). 北京: 化學工業出版社, 2001.
[4]張寅平, 張立志, 劉曉華, 莫金漢. 建筑環境傳質學(第一版). 北京:中國建筑工業 出版社, 2006, pp. 268-338.
[5]徐秋建.室內 VOC 凈化材料吸附與反應 機理、特性及評價研究 :[博士學位論文]. 北京: 清華大學, 2011.
[6]莫金漢. 光催化降解室內有機化學污染物的若干重要機理問題研究: [博士學位論文]. 北京: 清華大學, 2009.
[7]Liu H M,Ye X J, Lian Z W, et al. Experimental study of photocatalytic oxidation of formaldehyde and its by-products. Res Chem Intermed, 2006, 32: 9-16.
[8]楊磊等.竹炭對甲醛的吸附性能研究。林產化學與工業,2005，第25卷第1期
[9]李睦.我國室內空氣凈化及新風換氣 產品性能評價標準研究:[碩士學位論文]. 北京: 清華大學, 2014
[10]姚遠.家具化學污染物釋放標識若干關鍵問題研究:[博士學位論文]. 北京: 清華大學, 2011.
[11]王高超.室內裝飾材料甲醛、 釋放與檢測分析:[碩士學位論文].哈爾濱：東北林業大學，2014
[12]Xiaojiang Tang, Yang Bai, Anh Duong, et al. Formaldehyde in China: Production, consumption, exposure levels, and health effects [J]. Environmental International, 2009, 35: 1210-1224.
