建筑物室内污染控制模型的建立和应用（一）iaq模型的建立论文

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1、建筑物室内污染控制模型的建立和应用（一）IAQ模型的建立论文摘要本文建立了用于模拟分析建筑中无机污染物（IVOC）的挥发性有机污染物（VOC）的通用室内空气品质模型（IAQmodel）。该模型可用来分析目前住宅内由于装修引起的VOC污染，也可用来分析自然通风情况下民用建筑及商业建筑的室内无机污染和有机污染情况，还可用于分析不同控制策略时建筑内污染情况。关键词无机污染挥发性有机物室内空气品质1引言室内空气品质近年来得到人们广泛关注。室内空气品质是用来指室内空气的一种特征参数，要求能满足人体的热舒适、与呼吸有关的气体如二氧化

2、碳和氧气的正常浓度及可接受的室内污染物浓度1。室内空气污染分为有机污染如甲醛、挥发性有机物及无机污染如可吸入颗粒物、氮氧化物等2。文献3，4，5分别给出几种用于分析室内污染的模型，但这些模型过于简单，有的只能用来分析有机物.freel----表示厚材料m表面片的对流传质系数；Asm----表示厚材料m的表面积；Cfm----表示厚材料m与空气界在处的空气浓度；Asn----表示薄材料n的吸附面积；Kan----表示薄材料n对污染的当量传质系数；Csn----表示薄材料n的表面浓度；Qi----第I股气流的风量；Cai--

3、--进入该区域的第I股气流的浓度；C0----表示该区域的初始浓度；Spl----表示第l个恒定污染源的产生量。2.2Cai的几种形式方程（1）中与Qi相对应的Cai有以下几种形式：（1）自相邻区域流入，则有下式成立：Cai=Caj（3）式中：Cai----表示相邻区域的浓度。（2）经过风道时入此区域，当气流进入风道的浓度为Cao时，则有下式成立：Cai=ECa0（4）式中：E----为第i路气流风道的沉降率。（3）通过窗户等孔隙直接进入该区域，则有下式成立：Cai=Ca（5）式中：Ca----表示室外污染物浓度（4）浓

4、度为的Ca1空气经过净化装置，则有下式成立：Cai=Ca1Pi（6）式中：Pi----表示第i股气流净化装置的空透率。（5）当回风经过回风道，再经过净化装置后，与新风混合，通过送风道送入该区域，则有下式成立：（7）式中：r----表示回风比；Ehi----第I股气流回风道的沉降率；Phi----表示第i股气流回风道上净化装置的穿透率；Esi----第I股气流送风道的沉降率。2．3非恒定污染源方程由模型假设可知：厚材料m内的浓度方程如下：（8）方程（8）的初始条件为：Cm=Cm0（9）方程（8）的边界条件为：（10）xm=

5、Lm时（11）xm=LmCm=KvmCfm（12）薄材料（或表面材料）n表面由于吸附及解吸附而引起的浓度变化方程如下：（13）方程（13）的初始条件为：Csn=Csn0（14）式中：Cm----表示厚材料m中的浓度；Dm----表示厚材料m的扩散系数；----表示时间；xm----表示厚材料m的扩散方向线性尺寸；Lm----表示厚材料m的厚度；Kvm----表示厚材料m表面处VOC的平衡常数；Cm0----表示厚材料m内VOC的初始浓度；Ln----表示薄材料n的当量厚度；Csn0----表示薄材料n表面的VOC初始浓度

6、。室内污染物由多种成分组成，忽略各种污染物质之间的相互作用，则各种污染物质即可分别用上而一组方程描绘其变化。然而实际上空气中，可以认为各种污染物质不发生作用，但对净化装置如吸附器、过滤器和光触媒设备而言，它们会对几种污染物共同起作用，此时设备的穿透率则需要修正后才可真正反映这一相互影响。3举例设某办公室尺寸5×4×3（m3），房间内有一个胶合板M1和一个窗帘M2组成。M1内有一种挥发性有机物苯，其尺寸为5×2×0.02(m3)，M1的物性如表1所示。窗帘作为表面材料，它的吸附表面积为1000m2，当量厚度为1m，对苯的当

7、量传质数Kan为0.25m/h。假定空气流过材料时的对流传质系数为1.65m/h。室内人员分布如表2所示，假定室内每人活动所产生的可吸入颗粒物为10mg/h，每人送新风量为50m3/h。室内没有其污染源。M1的物性参数表1内容M1苯初始浓度C0（mg/m3）9×103苯扩散系数Dm（m2/s）1.42×10-10平衡常数Kvn1416室内人员分布表2时刻（h）18:00～8:008:00～12:0012:00～14:0014:00～18:00人数（个）0525空气的物性参数为D=0.027m2/h，ρ=1193g/m3，

8、μ=66.52g/(h·m)，v=0.056m2/h，Sc=2.065室内污染包括无机污染和有机污染，无机污染中最主要的是可吸入颗粒物、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。而有机污染则是由于建筑装饰材料散发出的挥发性有机物颗粒物、二氧化硫及苯的浓度情况，及表3所列的各种情况下房间内可吸入颗粒物浓度与时间变化关系