導(dǎo)語(yǔ)：室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)估及CFD技術(shù)一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要室內(nèi)空氣品質(zhì)與人的感知及個(gè)體差異緊密相連，是空氣的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等空氣指標(biāo)的綜合效應(yīng)。不好的室內(nèi)空氣品質(zhì)將對(duì)人的身心健康和工作效率造成巨大的不利影響。綜述了室內(nèi)空氣品質(zhì)與舒適性、通風(fēng)效率的關(guān)系，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外的室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，并對(duì)不同國(guó)家地區(qū)的室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了歸納比較。最后，介紹了CFD（計(jì)算流體力學(xué)）在室內(nèi)空氣品質(zhì)研究中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算流體力學(xué)

室內(nèi)是城市中大多數(shù)人工作與生活的場(chǎng)所,人們?cè)谑覂?nèi)的時(shí)間約占總時(shí)間的80%以上,所以人們的日常生活、身心健康、工作效率等均與室內(nèi)環(huán)境狀況有關(guān)。隨著人們生活水平的提高，居住環(huán)境的改善，家庭裝修變得異常火熱。根據(jù)中國(guó)建筑裝飾協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國(guó)新建住宅裝修率達(dá)到了95%以上。而有機(jī)合成材料在室內(nèi)裝飾及設(shè)備用具方面的廣泛應(yīng)用,致使室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)氣體大量散發(fā),嚴(yán)重惡化了室內(nèi)空氣品質(zhì)。此外，由于20世紀(jì)70年代的全球能源危機(jī)，能源消耗面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，現(xiàn)代建筑物密閉程度增加,新風(fēng)量不足,使室內(nèi)空氣污染物不容易擴(kuò)散,增加了室內(nèi)人群與污染物的接觸機(jī)會(huì)，出現(xiàn)了由于建筑本身不環(huán)保不衛(wèi)生而導(dǎo)致的“病態(tài)建筑綜合癥”(SickBuildingSyndrome,SBS)。世界衛(wèi)生組織(WHO)估計(jì)[1],世界上有將近30%的新建和整修的建筑物受到SBS的影響,大約有20%~30%的辦公室人員常被SBS癥狀所困擾。因此，繼“煤煙型”、“光化學(xué)煙霧型”污染后,現(xiàn)代人正進(jìn)入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三污染時(shí)期。

1室內(nèi)空氣品質(zhì)與舒適性

空氣品質(zhì)是描述空氣質(zhì)量好壞的概念,它是指空氣的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等空氣指標(biāo)的綜合效應(yīng)。舒適性是指人在溫和環(huán)境中的熱感覺(jué)，當(dāng)感覺(jué)不冷不熱時(shí)，這個(gè)環(huán)境就是舒適的環(huán)境；反之當(dāng)感覺(jué)到熱或者冷時(shí)，這個(gè)環(huán)境就是不舒適的。人的健康、自身感覺(jué)及工作能力在很大程度上取決于室內(nèi)的舒適狀況。換句話說(shuō)，舒適性是人體對(duì)空氣環(huán)境的滿意程度,是人體對(duì)空氣品質(zhì)的主觀反映。室內(nèi)的氣流直接影響室內(nèi)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和污染物的分布[2]，這些量關(guān)系到室內(nèi)人員的舒適感，隨著人們生活水平的日益提高，如何創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境越來(lái)越受到人們的重視。

通過(guò)室內(nèi)舒適性和空氣品質(zhì)的研究，可看出它們有著本質(zhì)的、密切的聯(lián)系。如影響舒適性的主要因素——空氣溫、濕度影響著人對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的感覺(jué)。丹麥技術(shù)大學(xué)新的綜合性研究證明[3],感知的空氣品質(zhì)受到空氣濕度和溫度的強(qiáng)烈影響。實(shí)驗(yàn)表明,保持適當(dāng)?shù)偷臐穸纫约叭頍崾孢m性中所要求溫度范圍下限的溫度是有利的,這樣可以減少病態(tài)建筑綜合癥的發(fā)生。氣流組織形式不僅對(duì)舒適性有作用，而且可提供高品質(zhì)的室內(nèi)空氣。合理的空氣流動(dòng)有助于創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)還能稀釋室內(nèi)空氣中的污染物濃度，或及時(shí)排除室內(nèi)污染物。較高的潔凈度，即污染物(塵、菌、CO2、NH3、氡、甲醛等)對(duì)舒適性也有著至關(guān)重要的影響，而且這種影響在一定程度上超出了溫、濕度的影響。舒適性和空氣品質(zhì)的研究往往是同時(shí)展開(kāi)的。

2室內(nèi)空氣品質(zhì)與通風(fēng)效率

室內(nèi)通風(fēng)或空氣調(diào)節(jié)的意義主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）為室內(nèi)人員提供呼吸所需要的新鮮空氣、稀釋和去除室內(nèi)氣味、污染物，改善和維持良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。（2）除去室內(nèi)的余熱余濕，為室內(nèi)人員創(chuàng)造舒適宜人的室內(nèi)環(huán)境。隨著人們對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)要求的不斷提高，通過(guò)通風(fēng)來(lái)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)已成為一個(gè)重要的手段。

通風(fēng)效率(VentilationEfficiency)表示送風(fēng)排除室內(nèi)余熱及有害物的迅速程度，它從整體上反映一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)的有效利用情況，是衡量通風(fēng)系統(tǒng)有效性的主要指標(biāo)[4,5]，對(duì)保證室內(nèi)空氣品質(zhì)滿足舒適性要求有重要的使用價(jià)值。通風(fēng)的有效性主要是指：供給足夠的新風(fēng)量，恰當(dāng)?shù)乃惋L(fēng)量，理想的送排風(fēng)布局，提高通風(fēng)效率[6]。發(fā)揮通風(fēng)有效性，既要注重新風(fēng)的量，更要注重新風(fēng)的質(zhì)。合理確定新風(fēng)口的位置，采集高品質(zhì)的新風(fēng)，盡量減少或者消除新風(fēng)處理、傳遞和擴(kuò)散中的污染。然而，在有關(guān)空氣品質(zhì)的研究中,國(guó)內(nèi)大多數(shù)的工作是以整個(gè)房間為控制體,忽略了通風(fēng)效率與室內(nèi)污染物濃度的關(guān)系。

在通風(fēng)房間內(nèi)，新風(fēng)量和風(fēng)口位置、送風(fēng)特性決定著室內(nèi)空氣的溫度、相對(duì)濕度以及污染物的分布。因此有效的通風(fēng)和合理的氣流組織對(duì)于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，控制室內(nèi)空氣污染物水平，保證實(shí)現(xiàn)健康建筑有著重要的意義。

3室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義在近20年中經(jīng)歷了許多變化，最初，人們把空氣品質(zhì)幾乎等價(jià)為一系列污染物濃度的指標(biāo)。1989年，丹麥科技大學(xué)的FANGER教授在空氣品質(zhì)會(huì)議上提出了室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義：品質(zhì)反映了滿足人們要求的程度,如果人們對(duì)空氣滿意就是高品質(zhì),反之就是低品質(zhì)[7]；英國(guó)的CIBSE（CharteredInstituteofBuildingServicesEngineers）認(rèn)為如果室內(nèi)50%以下的人能感覺(jué)到任何氣味,20%以下的人感覺(jué)到不舒服,10%以下的人感覺(jué)到粘膜刺激,而且5%以下的人在不足2%的時(shí)間內(nèi)感到煩躁,則可認(rèn)為此時(shí)的室內(nèi)空氣品質(zhì)是可接受的[8]。這兩種定義都將室內(nèi)空氣品質(zhì)完全變成了人們的主觀感受。

近年來(lái)，美國(guó)ASHRAE(AmericanSocietyofHeating,Refrigerating,Air-ConditioningEngineers)標(biāo)準(zhǔn)62-1989R中，提出了“可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)”（AcceptableIndoorAirQuality）和“感受到的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)”（AcceptablePerceivedIndoorAirQuality）等概念[9]。可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)是：空調(diào)房間中絕大多數(shù)人沒(méi)有對(duì)室內(nèi)空氣不滿意,并且空氣中沒(méi)有已知的污染物達(dá)到了可能對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅的濃度。感受到的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)是：空調(diào)房間中絕大多數(shù)人沒(méi)有因?yàn)闅馕痘虼碳ざ硎静粷M。在這一標(biāo)準(zhǔn)中,考慮到客觀指標(biāo)和人的主觀感受兩方面的內(nèi)容，從而使該標(biāo)準(zhǔn),較為科學(xué)和全面。

2003年我國(guó)實(shí)施了“GB/T18883—2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，將室內(nèi)空氣質(zhì)量定義為：室內(nèi)空氣應(yīng)無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)異常嗅味，并規(guī)定了一系列與人體健康有關(guān)的物理、化學(xué)、生物、放射性等污染物的限量值。

3.1室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

隨著室內(nèi)空氣品質(zhì)定義的不斷完善，各國(guó)也相應(yīng)的出臺(tái)了一些室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.1我國(guó)的IAQ標(biāo)準(zhǔn)

要對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)近20年的努力，我國(guó)初步建立起一套關(guān)于IAQ的評(píng)價(jià)系統(tǒng)。表1大體總結(jié)了我國(guó)政府公布并實(shí)施的相關(guān)法規(guī)。

表1我國(guó)IAQ評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

民用建筑工程室內(nèi)

環(huán)境污染控制規(guī)范

GB50325—2001強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)使用功能和個(gè)人暴露時(shí)間，民用建筑劃分為兩類，分別確定其控制要求，建立包括輻射性氡、甲醛、氨、苯、TVOC在內(nèi)的5種化合物的限值

室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB/T18883—2002應(yīng)用于民用建筑和辦公建筑，規(guī)定了有關(guān)化學(xué)、物理、生物、放射性的19種

控制指標(biāo)

GB50325—2001、GB/T18883—2002等國(guó)標(biāo)提出了一套室內(nèi)空氣質(zhì)量的控制指標(biāo),對(duì)于進(jìn)行室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià),改善室內(nèi)環(huán)境具有重要的意義。

3.1.2國(guó)內(nèi)外IAQ標(biāo)準(zhǔn)的比較

世界各國(guó)對(duì)IAQ已有深入研究，但目前除我國(guó)外，還沒(méi)有一個(gè)國(guó)家系統(tǒng)地制訂出IAQ標(biāo)準(zhǔn)，主要原因在于IAQ管理及實(shí)際操作中的困難性。部分國(guó)家和地區(qū)制訂的IAQ相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：加拿大的居民室內(nèi)質(zhì)量指引、辦公樓空氣質(zhì)量技術(shù)指南、公共樓房過(guò)濾細(xì)菌污染認(rèn)識(shí)與管理指南；日本的樓房衛(wèi)生保養(yǎng)法、樓房衛(wèi)生條例、辦公樓衛(wèi)生條例[10]；新加坡的辦公樓良好室內(nèi)空氣質(zhì)量指引、樓房控制法規(guī)、機(jī)械通風(fēng)工作守則；韓國(guó)的公共衛(wèi)生法；美國(guó)的可接受的IAQ通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)[11]；中國(guó)香港的辦公室及公共場(chǎng)所室內(nèi)空氣質(zhì)量管理指引等。

比較我國(guó)與其他國(guó)家地區(qū)的IAQ標(biāo)準(zhǔn)，可以總結(jié)出如下特點(diǎn)：

（1）目前世界各國(guó)制訂IAQ相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的目的不同，內(nèi)容不統(tǒng)一，而且多為推薦標(biāo)準(zhǔn)，總體上可以歸納為5類：空氣污染衛(wèi)生基準(zhǔn)、職業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)、公共場(chǎng)所IAQ標(biāo)準(zhǔn)、居民住宅IAQ指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)、暖通空調(diào)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HVAC)。

（2）與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)IAQ標(biāo)準(zhǔn)基于我國(guó)室內(nèi)空氣的特點(diǎn)包含的指標(biāo)較多。

（3）發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械通風(fēng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一般包括IAQ標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)則在IAQ標(biāo)準(zhǔn)中包含一些暖通方面的指標(biāo)。

（4）由于各國(guó)國(guó)情不同，室內(nèi)污染特點(diǎn)不同，人種、體質(zhì)特性不同，因此，各國(guó)IAQ標(biāo)準(zhǔn)值是有差別的。

3.2室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)

隨著人們對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)認(rèn)識(shí)的逐漸深入，對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)也越來(lái)越科學(xué)全面。室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)是人們認(rèn)識(shí)室內(nèi)環(huán)境的一種科學(xué)方法,它是隨著人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境重要性認(rèn)識(shí)不斷加深而提出的新概念。

室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)是對(duì)某個(gè)具體環(huán)境的各環(huán)境要素進(jìn)行比較分析,分析其室內(nèi)空氣質(zhì)量的主要影響因素，預(yù)測(cè)其在一定時(shí)期內(nèi)的變化趨勢(shì)，評(píng)價(jià)其對(duì)人群工作、生活的適宜程度，并提出經(jīng)濟(jì)可行的控制治理措施。室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)的目的在于：（1）掌握室內(nèi)空氣品質(zhì)的狀況及其變化趨勢(shì)，以便展開(kāi)室內(nèi)污染的預(yù)測(cè)工作；（2）評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣污染對(duì)健康的影響，以及室內(nèi)人員接受的程度，為制訂室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)；（3）弄清污染源（如建材、涂料等）與室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況的關(guān)系，為建筑設(shè)計(jì)、衛(wèi)生防疫、控制污染提供有力依據(jù)。

當(dāng)前,室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)一般采用量化監(jiān)測(cè)和主觀調(diào)查相結(jié)合的手段[12-13]，而評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也從單純的客觀標(biāo)準(zhǔn)逐漸發(fā)展到與主觀感受相結(jié)合。現(xiàn)將國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)一些較為成熟的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)做一簡(jiǎn)要介紹。

3.2.1主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法

這一評(píng)價(jià)過(guò)程主要有3條路徑,即客觀評(píng)價(jià)、主觀評(píng)價(jià)和個(gè)人背景資料[13,14]。

客觀評(píng)價(jià)就是直接用室內(nèi)污染物指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法,即選擇具有代表性的污染物作為評(píng)價(jià)指標(biāo),全面、公正地反映室內(nèi)空氣品質(zhì)的狀況。國(guó)際上通常選用CO2、CO、HCHO、可吸入性微粒、NOX、SO2、室內(nèi)細(xì)菌總數(shù),加上溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、照度以及噪聲共12個(gè)指標(biāo)來(lái)定量地反映室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。這些指標(biāo)可以根據(jù)具體對(duì)象適當(dāng)增減,我國(guó)國(guó)標(biāo)中有19個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

主觀評(píng)價(jià)主要是通過(guò)對(duì)室內(nèi)人員的詢問(wèn)得到的,即利用人自身的感覺(jué)器官進(jìn)行描述和評(píng)判工作。這些評(píng)價(jià)用國(guó)際通用的調(diào)查表方法來(lái)規(guī)范和量化，主要?dú)w納為4個(gè)方面的內(nèi)容：在室者和來(lái)訪者對(duì)室內(nèi)空氣不接受率，對(duì)不佳空氣的感受程度，在室者受環(huán)境影響而出現(xiàn)的癥狀及其程度。

個(gè)人背景調(diào)查中一部分是排他性調(diào)查，另一部分是個(gè)人資料調(diào)查，主要用以排除非室內(nèi)空氣品質(zhì)因素所引起的干擾以及潛意識(shí)對(duì)評(píng)價(jià)的影響，以有助于作出正確判斷。

最后綜合以上3條路徑的資料，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，來(lái)評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)。根據(jù)要求，可評(píng)定室內(nèi)空氣品質(zhì)的等級(jí)、作出仲裁、提出咨詢意見(jiàn)或提供整改對(duì)策與措施。

3.2.2olf-decipol定量空氣污染指標(biāo)

丹麥的Fanger教授提出用感官法定量描述污染程度[15]。他采用olf（污染源強(qiáng)度）和decipol（空氣品質(zhì)感知值）作為評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)的指標(biāo)。該方法定義為：1olf為一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)人”的污染物散發(fā)量，其他污染源也可用它來(lái)定量。并用decipol來(lái)定量空氣品質(zhì)。1decipol表示用10L/s未污染的空氣稀釋1olf污染后所獲得的室內(nèi)空氣品質(zhì)。同時(shí)結(jié)合IAQ主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)PDA（預(yù)期不滿意百分比）來(lái)評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)。

3.2.3空氣耗氧量COD

空氣耗氧量是由前蘇聯(lián)學(xué)者于20世紀(jì)80年代提出的。空氣耗氧量是指利用有機(jī)物的被氧化特性，通過(guò)一定的方法測(cè)定室內(nèi)VOC（VolatileOrganicCompound）被氧化的空氣耗氧量，以表征室內(nèi)VOC的總濃度。其原理是基于空氣污染物中的有機(jī)物可被重鉻酸鉀—硫酸液完全氧化；根據(jù)有機(jī)物被氧化時(shí)消耗的氧氣量即可推算出空氣耗氧量的含量[16]。

據(jù)測(cè)定,COD隨室外空氣污染與室內(nèi)污染來(lái)源如人群活動(dòng)、吸煙、臭源的程度不同而變化,且與室內(nèi)空氣品質(zhì)的其他指標(biāo)如CO2、空氣負(fù)離子、甲醛、微生物均有明顯的相關(guān)性,說(shuō)明它是綜合性很強(qiáng)的室內(nèi)空氣污染指標(biāo),和其他指標(biāo)既有聯(lián)系,又具有本身的相對(duì)獨(dú)立性(反映室內(nèi)有機(jī)物的濃度),為VOC定量評(píng)估及室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)提供了有利條件。

3.2.4cfd技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算流體力學(xué)CFD（ComputationalFluidDynamics）對(duì)室內(nèi)空氣流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬的方法應(yīng)運(yùn)而生。CFD數(shù)值模擬法是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對(duì)包含有流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。它可以模擬室內(nèi)空氣中氣流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和污染物在空氣中的分布狀況。簡(jiǎn)單地說(shuō),該方法就是在計(jì)算機(jī)上虛擬地做實(shí)驗(yàn)，依據(jù)室內(nèi)空氣流動(dòng)的數(shù)學(xué)物理模型,將房間劃分為小的控制體,把控制空氣流動(dòng)的連續(xù)的微分方程組離散為非連續(xù)的代數(shù)方程組,然后結(jié)合實(shí)際的邊界條件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)值求解。只要?jiǎng)澐值目刂企w足夠小就可認(rèn)為離散區(qū)域上的離散值代表整個(gè)房間內(nèi)空氣分布情況[17]。其理論依據(jù)是質(zhì)量、動(dòng)量以及能量三大守恒定律[18-20]。

4CFD技術(shù)在室內(nèi)空氣研究中的應(yīng)用

CFD在暖通空調(diào)工程中的應(yīng)用始于1974年，由于數(shù)值模擬方法具有周期短、費(fèi)用低、并且能夠預(yù)先進(jìn)行等特點(diǎn)，因此目前被看成是室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)最有希望的一種有效工具。國(guó)外在這方面發(fā)展較快,目前國(guó)內(nèi)也有一些大學(xué)或科研機(jī)構(gòu)在對(duì)此進(jìn)行研究。從國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)來(lái)看，目前的相關(guān)研究還較多局限于邊界形狀比較規(guī)則的定常室內(nèi)氣流特性和氣流品質(zhì)問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)室內(nèi)湍流流動(dòng)的影響的研究還不深刻。

利用CFD技術(shù)研究室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題,主要是通過(guò)求解偏微分方程,得到室內(nèi)各個(gè)位置的風(fēng)速、溫度、相對(duì)濕度、污染物濃度、空氣齡等參數(shù),從而評(píng)價(jià)通風(fēng)換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等[21]，并可結(jié)合人體舒適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),來(lái)考察舒適性在室內(nèi)的分布情況，因此近10年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高、計(jì)算流體模型的完善，數(shù)值模擬方法將會(huì)成為室內(nèi)空氣客觀評(píng)價(jià)的有效工具，并在模擬室內(nèi)空氣的流動(dòng)特性方面發(fā)揮巨大的作用。

筆者認(rèn)為，目前用CFD模擬室內(nèi)空氣狀況還存在以下問(wèn)題：

（1）目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于室內(nèi)空氣的研究主要集中在對(duì)室內(nèi)通風(fēng)狀況及氣流分布情況的研究、熱舒適度（溫度場(chǎng)）等方面的研究，而對(duì)于室內(nèi)相對(duì)濕度和潔凈度即室內(nèi)污染物濃度的研究則不夠深入；

（2）現(xiàn)階段對(duì)室內(nèi)空氣的研究大部分是對(duì)房間通風(fēng)的研究，對(duì)帶有凈化器的房間的模擬還較少。隨著人們生活水平的不斷提高，凈化器走進(jìn)普通居民家中也將成為一種趨勢(shì)，研究?jī)艋鞯墓ぷ鲗?duì)室內(nèi)空氣的影響有實(shí)際意義。

屈偉等[22]應(yīng)用FLUENT數(shù)值模擬法結(jié)合污染物檢測(cè)評(píng)價(jià)法，模擬了某辦公室（見(jiàn)圖1）密閉若干小時(shí)和通風(fēng)一定時(shí)間后，房間內(nèi)甲醛濃度的變化。這是與《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883—2002）中所要求的狀況完全一致的模擬。

圖1辦公室的幾何模型

a房間密閉6hb密閉12h之后通風(fēng)3min

圖2距地板1.2m處甲醛濃度分布圖

圖2為距地面高度1.2m處的甲醛濃度分布圖，a、b兩圖分別顯示了房間密閉6、12h后通風(fēng)3min的甲醛濃度分布情況。

圖3中a、b兩圖分別為房間內(nèi)B點(diǎn)在密閉和密閉12h后通風(fēng)情況下的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。

a房間密閉工況b密閉12h之后通風(fēng)工況

圖3B點(diǎn)甲醛濃度隨時(shí)間的變化

通過(guò)模擬室內(nèi)甲醛濃度的變化情況，使實(shí)際監(jiān)測(cè)工作者對(duì)室內(nèi)污染物的分布、擴(kuò)散、房屋密閉時(shí)間、采樣不均勻性等諸多方面有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

由于污染物的濃度在房間內(nèi)不是均勻分布的，因此要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合室內(nèi)空氣流體力學(xué)的模擬結(jié)果合理地選擇采樣點(diǎn)，并要嚴(yán)格遵守國(guó)標(biāo)規(guī)定的房間密閉時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)還探索建立了與實(shí)驗(yàn)檢測(cè)相似的模型，數(shù)值模擬的結(jié)果可以從時(shí)間、空間的不同角度反映出一個(gè)先密閉后通風(fēng)的辦公室中污染物的變化規(guī)律，這是實(shí)驗(yàn)檢測(cè)難以做到的，為實(shí)驗(yàn)研究提供了理論依據(jù)。

5展望

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和CFD軟件的不斷開(kāi)發(fā)與完善，用CFD計(jì)算模擬室內(nèi)任意一點(diǎn)的污染物濃度及室內(nèi)空氣整體的狀態(tài)和趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越受到人們的青睞。研究室內(nèi)污染物分布規(guī)律對(duì)開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施,控制工作區(qū)空氣品質(zhì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

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