论文部分内容阅读
颗粒物是影响室内空气品质的重要因素之一，尤其是PM10以下的颗粒物对人体健康的危害更大。本文采用了数值模拟与实验测试相结合的方法研究了房间内颗粒物的运移和分布规律，同时就颗粒物对室内空气品质的影响进行了定性评价。数值模拟中湍流模型应用k-ε双方程模型，采用拉格朗日法随机轨道模型追踪颗粒的运动；假设室内颗粒物只来自于室外的情况下，分析送风速度、颗粒粒径、壁面粗糙度等因素对室内颗粒分布和沉积的影响。采用颗粒物质量浓度测试仪（TSI8530）与颗粒数计数器（Lighthouse5100）测试了自然通风、空调通风和无通风时室内颗粒物的浓度分布，并对部分模拟计算进行了验证。研究结果表明：（1）室内颗粒物的分布以送风窗口轴线为中心，向四周扩散，呈喇叭形状。风速小时，颗粒物的浓度分布较均匀且颗粒物的沉积率较高；风速大时，颗粒物分布较集中，但大部分颗粒随气流逸出室外，颗粒沉积率较低。粒径较小的颗粒物易形成悬浮颗粒，不利于沉降；粒径大的颗粒，主要受重力沉降机制作用，易在室内沉降。（2）随着壁面粗糙度的增加，粒径为2.5μm颗粒的穿透率呈现下降趋势；当壁面粗糙度大于0.3mm时，颗粒的穿透率震荡变化并趋于稳定。（3）通过测试自然通风、空调送风、无通风时室内颗粒物的质量浓度（分别为ρzm、ρkm、ρm）、数量浓度（分别为Nz、Nk、N），发现ρzm> ρm> ρkm且Nz> N> Nk。由于受室外颗粒物浓度偏高的影响，自然通风时室内颗粒物浓度大于无通风时室内的颗粒物浓度；同时在空调送风时，空调的过滤器对空气起到一定净化处理作用，使颗粒物浓度减小，因此空调通风时颗粒物浓度小于无通风时室内的颗粒物浓度；并且发现对人体危害最大的小粒径颗粒物数量（3μm以下）是室内所测试粒径颗粒物的主要组成。从颗粒物浓度角度来评价室内空气质量，而忽略CO2、VOC等因素的影响，空气质量最优的为空调通风，其次为无通风和自然通风状态。通过数值模拟及实验测试，分析了室内颗粒物浓度分布与沉积的影响因素及自然通风时室外颗粒物对室内空气品质的影响，期望本文的研究结果对室内空气品质评价中颗粒物的影响提供参考与依据。