室外雾霾的来源
我们谈之色变的所谓雾霾，通常侧重的是灰霾天气。传统意义上的灰霾指的是由于空气中含有大量的灰尘、烟尘以及污秽的细小颗粒物使得天空变得浑浊的大气现象。当灰霾天气发生时，由于空气中所含的颗粒物对光的吸收和散射削弱了光强，并且这种散射作用也减少了目标物（如城市地标等）与天空背景之间的对比度，人的视野随之受限。
学术界对雾霾的来源进行了广泛的调研。大量学者的科研结果表明大气环境中的颗粒物来源有工业燃煤废气、汽车尾气、交通工具刹车制动造成的碎屑、轮胎的磨损碎屑、建筑工地扬尘、道路扬尘、农民焚烧秸秆、火山喷发与森林火灾等。其中以工业废气和汽车尾气为主要来源。
室内雾霾的形成机理
人的一生约有80-90%的时间生活在室内，保持良好的室内环境品质对人的身心健康至关重要。我们期望建筑围护结构能够帮助我们抵抗外界恶劣的生存环境。每当采暖季来临，我国华北地区都会发生大规模的严重雾霾天气，此时媒体往往会呼吁公众尤其是老人小孩应待在户内，以减少摄入空气中过量的PM2.5等污染物。
但实际上雾霾天气发生时室内环境往往并不像我们所想的那样健康良好。清华大学建筑环境监测中心近日对北京市室内空气品质发起了调研，报告表明室内的人均PM2.5的暴露量是室外的四倍。从某种程度上而言，室内环境的优劣对人体健康的影响要更加重要。
大量的调研表明，室内雾霾的形成主要是由于内部发尘源的存在以及外界颗粒物向室内的传播。室内发尘源主要包括不合格的建筑内表面装修材料、烹饪食物产生的油烟、室内活动扬尘、吸烟、燃烧的蚊香蜡烛香炉等。这些内部发尘源和居民的行为有很大关系。培养良好的生活习惯，注意安装合理的厨房排油烟装置，选用合格的建筑装潢材料，必要时安装室内空气净化器等可以有效减弱室内发尘源对空气品质的影响。
另一方面，促使室内雾霾形成的重要途径是室外颗粒物向室内的传播。通常建筑物的通风形式包括自然通风、机械通风以及渗透作用等，在带来外界新鲜空气的同时也给室内带来了外界的有害颗粒物。研究表明，当室外空气污染程度较高时，建筑围护结构对外界颗粒物的抵抗效果并不理想，大量的外界颗粒物可以轻易抵达建筑内部，使得室内空气品质恶化。另一方面那些采用了机械通风的建筑物，如果没有采用有效的过滤器或者不重视过滤器的清洗养护工作，那么外界的颗粒物也将大量涌入室内。这些外来颗粒物与室内散发的颗粒物汇集在一起，就形成了所谓的室内雾霾。
室外雾霾向室内的传递途径
除了通过敞开的门窗等途径，室外雾霾还可以通过建筑物的各种微小的裂缝进入室内，如围护结构表面的孔洞、底层大门的缝隙、各种门窗的孔隙等。此外对于采用了机械通风系统的建筑物，室外颗粒物也可能通过新风入口沿着风道进入室内。
对于机械通风系统，为了维持室内的CO2浓度，常常需要引入一定比例的室外新风。新风与回风在空调箱（AHU）进行温湿度处理后送入室内。当室外颗粒物浓度较高时，如果通风系统的过滤器效率不高。那么大量的颗粒物就会随新风进入室内导致室内雾霾的发生。值得注意的是，当通风系统关闭时，新风中所含有的颗粒物会在通风管道中逐渐沉积，而当通风系统再次开启时，这部分沉积的颗粒物会发生再悬浮现象并随气流一起进入室内。
对于通过渗透作用进入室内那部分的颗粒物，颗粒物的粒径大小决定了其穿透能力的强弱。通常来说，粒径较小的颗粒更容易通过微小缝隙随气流渗透进入室内。推动颗粒物通过缝隙进入室内的净驱动力是缝隙内外压差的大小，国外学者研究表明当室内外压差为5Pa时，约40%粒径为2um的和小于1%粒径为5um的颗粒物穿过缝隙；而当压差为20Pa时，约有90%粒径为2um的和9%粒径为5um的颗粒物穿过缝隙进入室内。决定室内外压差大小的重要因素之一是外界风向与风速的大小，风速的扩大使得室内外压差也随之增大导致更多的气流携带着颗粒物进入室内，短时间内可以完成一次室内空气的置换。
除了风力的影响，由于室内外温差和高度差所导致的热压通风也是颗粒物通过缝隙进入室内的重要驱动力。每当采暖季的到来，随着市政热网燃煤量增加导致雾霾天气频繁发生，室内也因为集中供热而温度较高。因此在门窗等缝隙处，温度较高密度较低的室内热空气将向上流动形成局部负压，外界密度较大的冷空气随之渗透入室内。对于大型建筑物，室内热空气会沿着楼梯间等垂直通道不断上升最终从顶层的排风口排出室外，使得缝隙处可以始终维持一定的负压，导致外界空气不断涌入。
因此，当室外风速较大，颗粒物浓度也较高时，可能会有大量室外颗粒物传递到室内。尤其在采暖季，室外颗粒物浓度较高，加上室内外温差更为显著，室外空气携带着大量有害颗粒物在热压与风压的共同作用下通过缝隙进入室内，形成了室内雾霾。
室外雾霾向室内传播过程的影响因素
为了研究通过建筑围护结构缝隙向室内传播扩散的室外雾霾的比例，同时也为了研究这一过程的相关影响因素。学者常常搭建一个理想的实验舱，舱中控制室内的PM2.5发散源如吸烟，烹饪，蚊香蜡烛燃烧等，室内也没有人员活动并紧闭门窗。用以研究当室外PM2.5浓度较高时（也即雾霾天气），实验舱（视为室内）的PM2.5浓度变化规律。
我们常用室内外颗粒物浓度比（I/O ratio）这一指标描述室内外PM2.5浓度之间的关系，研究表明，当无明显发散源时，I/O比在0.60-0.90之间波动，平均值约为0.7。随着外界颗粒物浓度的提升，这一比值也会随着升高，给室内带来较为严重的雾霾现象。
另一方面室外雾霾向室内的传播过程也与外界气象条件如温度、相对湿度有关。温度的提高会增大室内外温差，强化了热压作用，空气通过缝隙流入建筑物内部，提高了IO比。下雨天时雨水对室外PM2.5有一定的净化作用，进而有效降低室内PM2.5浓度。而在相对湿度较低的干燥天气，颗粒物的生长过程受到阻碍，空气中的颗粒物更多的是细颗粒物，更易穿透建筑围护结构进入室内。
采用不同的通风形式也会影响到室内雾霾向室内的传播过程。研究表明，采用机械通风系统的建筑物，如果定期对配置的亚高效过滤器进行清洗维修养护，可以有效抵挡室外雾霾向室内的传播。而对于主要依靠自然通风的建筑物来说，室外颗粒物可以通过开启的门窗或者建筑物缝隙进入室内，门窗开闭时间以及此时外界环境颗粒物浓度和风向风速影响了室内颗粒物的浓度。
有关学者也提出了如太阳辐射照度，季节趋势，建筑物高度，建筑年龄，建筑规划布局对室外颗粒物向室内传递的影响。但此类研究国内外研究并不多，并没有得到成熟的结论，尚未形成共识，有待进一步的研究。
