基于源解析的建筑室內顆粒物污染預測控制方法研究.pdf

1、大量流行病學和毒理學研究表明，顆粒物與人體呼吸系統(tǒng)、心腦血管疾病、過早死亡等存在顯著相關性。世界衛(wèi)生組織(WHO)、美國環(huán)保局(USEPA)和歐盟(EU)等國際機構在大氣污染健康危害評價時均將顆粒物作為代表性大氣污染物。
　　顆粒物來源廣泛、成分復雜，按照發(fā)達國家大氣污染治理實踐經(jīng)驗，大氣顆粒污染的治理難度大，周期長，見效慢，很難在短期內取得顯著成效。人們80％以上時間是在室內度過，加強室內顆粒物的預測與控制，具有非常重要的科研和

2、實用價值。
　　室內顆粒物污染預測控制是空氣動力學、大氣科學、工程與技術、土木建筑工程、醫(yī)學等多個學科交叉問題，國內在該方面的研究起步晚，多數(shù)研究以PM10或PM2.5作為研究對象，以質量或數(shù)量濃度為控制目標，缺乏室內預測控制方法的系統(tǒng)理論研究。課題從顆粒物的濃度、粒徑大小、理化特征等對人體危害影響因素出發(fā)對顆粒物控制機理和影響因素進行了全面解析，提出了基于源解析的建筑室內顆粒物污染預測控制方法。通過理論分析、實驗論證相結合的方法

3、，研究了分段粒徑顆粒進入室內過程各階段的動態(tài)行為規(guī)律，揭示了顆粒在不同輸運階段的穿透、沉降機理，分析了各控制過程對顆粒微觀形貌和化學組分影響，建立了基于源解析的室內顆粒物污染動態(tài)預測控制模型，通過實際工程應用分析了模型適用性。本文主要研究內容包括：
　?、偈覂阮w粒物污染現(xiàn)狀調研與影響因素分析
　　課題抽樣調研了室內顆粒物污染現(xiàn)狀，分析了室內外顆粒污染特征及其影響因素。結果表明，室內外顆粒污染存在顯著的粒徑分布特征和季節(jié)分布差

4、異，北京地區(qū)室外顆粒污染呈現(xiàn)明顯的季節(jié)分布特征，供暖季以大于5.0μm顆粒為主，夏季污染以2.5～5.0μm顆粒為主，室內顆粒污染全年均以小于0.5μm顆粒為主。建筑圍護結構縫隙結構、室外氣象條件、通風空調系統(tǒng)、室內人員活動等均會對室內污染特征產生影響。同步檢測數(shù)據(jù)分析表明，建筑室內外顆粒污染存在顯著相關性，隨著粒徑的增大，相關性系數(shù)逐漸減小；與累計粒徑相關性分析相比，分段粒徑顆粒的相關性分析更能反映室內顆粒的污染特征。
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5、筑室內外顆粒物理化特征解析
　　應用高倍電鏡和能譜分析技術，對室內外顆粒物理化特征及其影響因素進行了解析。結果表明不規(guī)則的大粒徑礦物顆粒較易在通風管道內發(fā)生沉降或被捕集，球形、橢圓形或近似球形的小顆粒和煙塵集合體更易穿透建筑圍護結構縫隙，進入室內造成污染，室內顆粒的微觀形貌與室外顆粒存在較大差異，室內顆粒的球形度?更接近1。室內顆粒中以C、Al、O元素為主的礦物顆粒質量百分比降低；鈉鹽、鉀鹽、含Ti、Zn、Ba等顆粒質量百分比升高

6、。與室外顆粒相比，室內顆粒分形維數(shù)增大，對人體健康的危害風險增大。
　　③基于源解析的室內顆粒物預測控制方法與模型研究
　　通過建筑室內外顆粒污染特征、理化特征解析和顆粒動態(tài)行為研究，揭示了控制過程對建筑室內外顆粒的質量濃度、粒徑分布和理化特征的影響機理，提出了基于源解析的建筑室內顆粒污染預測控制方法。通過空氣動力學、多相流體力學、顆粒物物理和力學理論分析、圍護結構縫隙穿透和過濾器穿透實驗研究，揭示了顆粒的穿透系數(shù)值與風速變