室内建筑材料污染物散发规律数学模型研究

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1、建筑装饰材料中挥发性有机物扩散、释放和分布模型湖南大学余跃滨张国强韩杰摘要基于质传递理论，提出了建筑装饰材料中挥发性有机物（VOC）释放的集成数学模型，该模型可以用于模拟建筑装饰材料中挥发性有机物对室内造成污染的全过程，包括多孔建筑装饰材料内部污染物散发过程、湿材料内部污染物散发过程、墙壁等不同表面作用对室内空气污染物浓度贡献情况，以及这些过程之间的相互关联和影响。对模型进行了数值化，提出了求解方法。利用文献[8]给出的实验数据，对模型进行了验证，给出了三维的污染物可视化浓度分布，并与室内污染物分布CFD模拟结果进行比较，结果

2、表明，模型简便，通用性强，具有较好的模拟精度。关键词建筑装饰材料挥发性有机物室内空气品质质传递数学模型StudyonEmissionModelofVolatileOrganicCompoundinBuildingandDecorationMaterialsAbstractAnintegratedmodelfortheemissionofvolatileorganiccompound(VOC)isdevelopedbasingonmasstransfermethod.Themodelsimulatesthewholeproces

3、softheVOCemission,includingthetransmittingprocessinsidedryporousmaterialandwetmaterial,theadsorptionprocessonthesurfacesaswall,theirrelationshipandtheircontributiontoindoorpollutantconcentration.Themodelissolvedwithnumericalmethodandvalidatedwiththedataprovidedbyref

4、.[8].ThethreedimensionalpollutantdistributionchatsaregivenandtheresultiscomparedwiththatofComputationalFluidDynamics(CFD)method.Itisshownthatthemodelissimpleandhasgoodperformance.Keywordsbuildinganddecorationmaterials,volatileorganiccompound(VOC),Indoorairquality,ma

5、sstransfer,mathematicalmodel★HunanUniversity,Changsha,China-196-0引言随着我国人们生活水平的提高，建筑室内环境问题正受到越来越广泛的关注，但其重要性还没有真正被认识到。和我们面临的其它环境系统相比较，室内环境系统有其独到的特点。一是，在现代城市，根据不同的工作性质，一个人生命的90%左右时间在室内度过，受污染影响的人群长期生活工作在这种环境中；二是，建筑室内环境污染物浓度低，一般不存在中毒等高污染问题发生，这就使得这种环境问题难以受到应有的重视。另外一种倾向是认为

6、室内环境问题是发达国家的事情，发展中国家应该主要着力于改善室外环境。研究表明，在全球范围内，室内环境比室外环境污染更加严重，而且室内空气环境可能是当代全球人类个体健康的第三大影响因素，前两位是已经公认的营养不良和不卫生用水，而且这种室内空气环境导致的严重健康问题主要发生在发展中国家[1]。世界卫生组织（WHO）的报告表明，发展中国家的城郊地区，室内空气污染程度往往超过该组织标准的10~20倍，甚至更多[2]。由于其低浓度特征，室内空气污染常与其他环境因素，如温度、湿度等一起被称为“室内空气品质”。室内空气污染问题主要包括两方面

7、的起因和来源，一是由于传统燃料（煤炭，生物燃料等）燃烧引起的室内颗粒物污染，二是由于建筑装饰材料的广泛使用引起的室内挥发性有机物污染[2]。其中前者是发展中国家广泛存在的问题，而后者在发达国家得到高度重视，在发展中国家的城市-196-，正在成为重要的污染问题。我国是最大的发展中国家。农村广泛使用的炊事和采暖燃料引发的室内空气污染问题完全符合世界卫生组织提出的状况。而近年在城市和发达的城郊，空调采暖的应用越来越广泛，而住宅、办公室、商场和宾馆等非工业建筑的装饰越来越“豪华”，由此产生的室内挥发性有机物污染可能超过世界卫生组织对发

8、达国家的估计。因此，在注重非工业建筑室内环境美观的同时，室内空气品质这一时刻影响居住者生活、工作和身心健康的问题也应受到研究人员和公众的高度重视[3,4]。室内空气品质的重要衡量指标是室内污染状况，其中包括污染物强度，危害程度和作用时间等。室内污染物的种类很多，包括物理的、化