室内氡浓度·缓解对策模拟器 — EPA 4 pCi/L

估算从花岗岩或沉积岩向地下空间浸出的氡 (Radon-222) 的室内浓度，基于土壤、地下构造、换气率、缓解方式进行定常质量平衡计算。同时显示 EPA 4 pCi/L (148 Bq/m³) 和 WHO 100 Bq/m³ 的符合性，以及基于 BEIR VI 的生涯肺癌风险，可比较 SSD、通气、气密化的效果。

参数设置

源氡浓度

Bq/m³

地下或床下土壤空气中氡活动度浓度

土壤类型

花岗岩的 U-238 含量高，氡源强

建筑容积 V

m³

自然换气率 ACH

1/h

气密性能越好的住宅，ACH 越小

缓解方式

SSD = 地板下吸引，HRV = 热交换换气

地下室

地下室土壤接触面积大，氡浸入增加

计算结果

—

室内氡 (Bq/m³)

—

室内氡 (pCi/L)

—

EPA 4 pCi/L 超标

—

必需削减率 (%)

—

生涯肺癌风险 (%)

—

推荐措施

—

住宅断面 — 氡浸入路径和 SSD 管道

从地板下裂缝进入的氡，以及 SSD (地板下吸引) 管道向屋顶排气的示意图。颜色深度与室内浓度成正比。

室内氡浓度 vs 换气率 ACH

缓解方式的浓度削减效果

理论·主要公式

$$C_{indoor} = \frac{S \cdot e_{mit}}{V\,(k_e + \lambda)},\qquad \text{EPA: } C \leq 4\ \text{pCi/L}$$

S：源流入 (Bq/h)、e_mit：缓解效率残留率 (0~1)、V：建筑容积 (m³)、k_e：自然换气率 ACH (1/h)、λ：氡衰变常数 7.6×10⁻³ 1/h。

$$S = C_{src} \cdot f_{soil} \cdot f_{base} \cdot 5,\qquad C_{pCi/L} = C_{Bq/m^3}/37$$

源流入为源浓度 × 土壤系数 × 地下构造系数 × 单位面积换算 5。pCi/L 为 Bq/m³ 除以 37 的换算值 (1 pCi/L ≈ 37 Bq/m³)。

$$\text{Lifetime risk} \approx 0.18\,\% \times C_{pCi/L},\qquad \text{Reduction} = \max\!\left(0,\ 1 - \frac{4}{C_{pCi/L}}\right)$$

生涯肺癌风险采用 BEIR VI 代表系数 0.18%/(pCi/L) 用 LNT 模型应用。降至 EPA 4 pCi/L 所需削减率以百分比输出。

室内氡浓度·缓解对策 — EPA 4 pCi/L 标准

🙋

「氡」，温泉里经常听到，家里积累了会很危险吗？我老家有地下室，有点担心…

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确实很危险。氡 (Radon-222) 是由铀-238 → 镭-226 衰变产生的放射性惰性气体，半衰期 3.8 天。从土壤和岩石中通过地层迁移，通过混凝土微细裂缝和地板下空隙渗入地下室和 1 楼。美国 CDC 指出，肺癌原因排名中仅次于烟草的是氡，年死亡人数 21,000 例。WHO 全球估计 84,000 例。在非吸烟者肺癌中是最大的病因。

🙋

那么多…。怎样判定是否「危险」？工具上写着 4 pCi/L？

🎓

美国 EPA 的行动水平是 4 pCi/L (= 148 Bq/m³)。超过这个值就应该采取措施。WHO 更严格，参考水平是 100 Bq/m³。日本厚生劳动省设定屋内 200 Bq/m³ 为目标，但各国标准差异很大。这个工具同时检查 EPA 和 WHO 两个标准，超标时显示红色，灰色区域显示黄色。默认值 (花岗岩、地下室、ACH 0.5) 计算下来，室内浓度约 39 Bq/m³ ≈ 1.06 pCi/L，EPA 和 WHO 都符合，应该显示「良好」。

🙋

明白了。但如果把左边「源氡浓度」改为 2000 Bq/m³，地下室选项…哇，出现「必需削减率」了。这是什么？

🎓

这是降至 EPA 标准 (4 pCi/L) 需要削减多少百分比的氡。比如室内 10 pCi/L，要降到 0.4，削减率就是 60%。选择相应的缓解方式来达成这个目标。SSD = Sub-Slab Depressurization (地板下吸引) 是在基础地板下装风机，使土壤侧负压，从而阻止含氡空气进入，典型削减 90-95%，所以工具里设定残留率 5%。效果非常强大，美国新建住宅的标准对策。

🙋

其他方式 (被动通气、气密化、机械换气) 有什么区别？图表能比较。

🎓

看「缓解方式效果」图表。SSD 绝对最强，机械换气强化 (HRV 等) 次之 (约 70% 削减)，单独气密化只有 30% 左右。常见误解是「气密化就能防氡」，其实气密化会「密闭并浓缩」氡，不配合 SSD 可能反而有害。冬季供暖期 ACH 下降，氡容易堆积。日本在阿武隈花岗岩和关东黄土层的某些地区、欧洲 Cornwall 和 Bohemia、北美 Iowa 和 Pennsylvania 等是高浓度区，住宅交易时有些州已义务检测氡。

常见问题

本工具使用定常状态质量平衡 C_indoor = (S · e_mit) / (V · (k_e + λ))。S 是源流入量 (Bq/hr)，由源氡浓度 × 土壤系数 × 地下构造系数 × 单位面积换算系数 5 计算。e_mit 是缓解方式的残留率 (SSD = 0.05、气密化 = 0.7 等)，V 是建筑容积，k_e 是 ACH (1/h)，λ 是氡衰变常数 7.6×10⁻³ 1/h。输出同时显示 Bq/m³ 和 pCi/L (= Bq/m³ ÷ 37)。

EPA (美国环保局) 行动水平为 4 pCi/L = 148 Bq/m³，超过此值应实施缓解对策。WHO (世界卫生组织) 更严格，参考水平为 100 Bq/m³。英国 PHE 也采用接近的 200 Bq/m³ 作为行动水平。日本厚生劳动省将屋内 200 Bq/m³ 作为目标。本工具同时检查两个标准，超过 4 pCi/L 时显示红色，2-4 pCi/L 显示黄色。

SSD 在基础地板下安装吸引风机，使土壤侧处于负压，从而物理上阻止含氡空气进入建筑。本工具设定残留率 5% (削减 95%)，这是 EPA 室内氡指南的代表值，新旧建筑标准对策。比较方案包括被动通气 (残留 50%)、机械换气强化 (30%)、躯体气密化 (70%)。单独气密化无法完全防止，与 SSD 组合使用更实用。

采用 BEIR VI 报告的代表值「每 pCi/L 生涯风险 0.18%/(pCi/L)」，用线性无阈值模型 (LNT) 应用。例如在 C = 4 pCi/L 住宅居住 70 年，估算约 0.72% (138 人中 1 人) 患肺癌。WHO 认定氡是美国和日本仅次于吸烟的第二大肺癌原因，美国年 21,000 例，全球 84,000 例氡相关肺癌死亡。实际风险因吸烟情况变化很大，吸烟者风险为非吸烟者的 9-25 倍。

实际应用

住宅交易时的氡检测：美国宾夕法尼亚州、爱荷华州等花岗岩地基的州，住宅买卖时法律建议进行氡测量 (90 天 Alpha track detector 或 48 小时短期测试)。本工具可用于检测前估算「根据建筑构造，家里可能的浓度」，判断是否需要安装 SSD。爱荷华州超半数住宅超 EPA 标准，新建时已普及在基础中埋设 SSD 管道的被动氡防护设计 (Radon-Resistant New Construction)。

新建 ZEH·被动房设计：高气密高保温住宅一般 ACH 0.5 以下，自然换气稀释氡的能力弱。本工具降低 ACH 可重现室内浓度急剧上升的现象。被动房研究所 (PHI) 推荐机械换气 (HRV/ERV) + 地板下通气管 (PCV) 的组合设计。日本 2030 年 ZEH 义务化背景下，新建阶段纳入氡对策的讨论已开始。

地下空间·地铁·温泉设施：地铁站、地下走道、温泉设施按 ANSI/AARST B-2014、ISO 11665 进行换气量和地下水·岩石氡流入的定常监测。本工具的定常解可用于与地下空间管理标准 (工作环境 200 Bq/m³，一般公众 100 Bq/m³) 比较的基础计算。日本温泉法有氡泉表示标准，源头涌出口的浓度规制与室内蓄积浓度是不同概念，需注意。

CAE 耦合 — CFD 氡扩散分析：本工具定常解 (CMC = 连续质量浓度) 给出氡浓度分布的体积平均值。详细设计中用 OpenFOAM、ANSYS Fluent 将氡作为被动标量进行 CFD 计算，可视化地下室局部浓度和换气不均匀性。若 CFD 结果的体积平均与本工具值量级相差太大，需检查源项和边界条件。

常见误解和注意事项

第一个陷阱是「气密化就能防氡」的误解。确实躯体气密化能减少约 30% 氡浸入，但同时会降低换气量 ACH，结果室内浓度反而可能上升。本工具气密化单独残留率设 70%。寒冷地冬季仅供暖时 ACH 降至 0.1，从夏天 2 pCi/L 可能跳升冬天 8 pCi/L，绝非少见。气密化必须配合 SSD 或机械换气 (HRV) 设计，这是铁律。EPA 室内空气质量建筑教育评估模型 (I-BEAM) 也把这个组合作为标准推荐。

第二个陷阱是「仅用短期测量判断」。氡浓度因气压、降雨、气温、季节变化 2-3 倍。美国房产交易用的 48 小时短期测试很快捷，但年均值有过低或过高评估的危险。EPA 和 AARST 强烈推荐最终判定时用 90 天以上的 Alpha track detector (Airthings、Corentium、RadonEye 等长期 CRM)。本工具定常值应视为「年均浓度的目安」，实测值必须用长期测量确认。Airthings View Plus、Corentium Pro、Pro Lab Inc. 等个人用 CRM 在美国市场广泛。

最后，「氡只在温泉地是问题」的误解。花岗岩地带 (日本阿武隈、关东黄土下部，欧洲 Cornwall、Bohemia，北美 Iowa、Pennsylvania、科罗拉多高原) 确为高风险区，但沉积岩和冲积层根据建筑形态 (有无地下室、基础裂缝、地下水位) 也可能超 EPA 标准。Marie Curie 研究所旧址 (巴黎、Joly Curie 研究所) 记录过局部超高浓度。未经实测不应武断判断「家里没问题」。EPA 强烈推荐先用廉价检测盒 ($15-30) 实测。本工具正确用法是「实测前的敏感性分析」和「对策设计比较」。

室内氡浓度·缓解对策模拟器 — EPA 4 pCi/L

室内氡浓度·缓解对策 — EPA 4 pCi/L 标准

常见问题

实际应用

常见误解和注意事项

使用指南

具体计算示例

实务注意事项