室内空气质量分析篇1
关键词：夏热冬冷地区节能住宅新风耗冷量室内相对湿度
1问题的提出
建筑节能以保证室内卫生舒适为前提，通过提高建筑的能源利用效率来满足人们迅速增长的健康和舒适感要求，进而提高室内工作效率和生活质量。建筑热环境质量标准的高低，对建筑、建筑供配电和采暖空调设备的投资、能耗、运行费用都有显著影响，需要相应的能源支撑和个人的经济承受能力。根据重庆地方标准[1]，达到小康水平的住宅应执行舒适性热环境质量标准。而影响热感觉的六个因素是：干球温度、空气湿度、风速、周围物体表面的平均辐射温度、人体活动强度和衣服热阻，前四个是热环境因素，后两个是个体人为因素。按热舒适方程将上述六个因素综合为PMV预期平均评价和PPD预期不满意百分率，形成PMV—PPD热环境指标综合评价体系。正由于PMV是由热感觉的六个因素共同决定的，同一个PMV值可由不同的六个因素组合而达到，在不同热环境参数组合下，所需能耗大小不同。
我国夏热冬冷地区，由于特有的地理位置而形成的气候特征，夏季气温高，气温高于35℃的天数有15—25天，最热天气温可达41℃以上，加上湿度大，给人闷热的感觉。全年湿度大是该地区气候的一个显著特征，年平均相对湿度在70%—80%左右，有时高达95%—100%[1]。高湿不仅影响到室内人员的热舒适感，而且影响到室内卫生条件，对人体健康和室内设备、家具的使用寿命带来不利影响。根据这一地区的气候高湿特征，夏季住宅要达到居住环境的热舒适和节能要求，就需要采取多种方法解决高温高湿带来的热环境质量和室内空气质量问题。为使住宅空调除湿的能耗降到合理的水平，住宅降温除湿方式应灵活多样，对新风能耗分析也应考虑气候资源的合理调配等因素[2]。由于夏热冬冷、气候潮湿的建筑室外热环境特征，新风能耗在空调总能耗中占较大比例，例如，重庆节能住宅的各项能耗中，夏季新风冷负荷占总冷负荷的29.61%，夏季新风用电量占夏季总用电量的44.54%，在全年采暖空调除湿用电量中新风占40.24%[1]。
所以，合理地确定该地区新风冷耗的计算方法对探讨新风节能途径有着重要意义。室内设计温度高低对新风能耗的影响作者已另文讨论，本文主要分析室内相对湿度对夏热冬冷地区新风耗冷量的影响。
2夏热冬冷地区空调期、除湿期新风耗冷量分析方法2.1空调期、除湿期的确定方法
实验研究表明[1]，节能住宅采用间歇通风，室内日最高温度tn.max与室外日最高温度tw.max，室外日最低温度tw.min之间有如下关系：
这表明，对节能住宅，在采用间歇通风的前提下，当室内最高温度超过室内设定的热舒适温度上限值时，必须采用机械方式进行降温，即空调设备启动，进入空调期。
所以，夏热冬冷地区住宅空调期是指采用间歇通风等无能耗或低能耗的自然或被动冷却方式不能达到室内的舒适性热环境质量要求时空调设备运行的天数。对于住宅建筑，当室内热舒适参数设定值不同时，即使在相同的室外气象条件和通风方式条件下，空调运行时间也不同。因此，对不同住宅空调期长短的比较，为建立相同的比较基础，通常按该地区舒适性热环境质量标准允许的上限温度值为室内设定温度，以此判断是否属于空调期。若设室内热环境干球温度最高允许值为tn.c，设为室外加权日平均温度，用符号tw.jp表示，则属于空调期天数的判断条件是：
对于夏热冬冷地区，室外空气湿度高且持续时间长，当室外空气日平均相对湿度超过室内空气设定相对湿度时，若不对室外空气进行处理而直接进入室内，会导致室内湿度超过热环境质量规定的上限值，影响室内热环境的热舒适性和室内空气质量。若此时室外气温不满足2-1-2，且高于采暖期室内最低温度tn.h，即在不属于空调期和采暖期的天数内，这时为保证室内环境质量需对室外空气进行除湿处理，能耗主要是新风的除湿能耗，因而我们把这样的天数单独作为除湿期天数。设Φw.p为室外空气日平均相对湿度，Φn.max为室内热环境上限相对湿度，其余符号同前定义。所以，除湿期天数的判断条件为：
所以，夏热冬冷地区除湿期是指一年中，除采暖期和空调期以外，需要对进入室内的室外空气进行除湿才能维持建筑室内所要求的热环境质量的天数之和。与空调期相比，除湿期内室外日平均气温较低，室内空气温度随室外气温波动，但从日平均温度来看，室内日平均温度与室外日平均气温比较接近，因而除湿期内室内空气温度不是定值，而是在tn.c和tn.h的范围内随室外空气温度变化的动态参数。采用当地室外逐时气象数据，可以求得室外tw.jp和Φw.p，判断是否属于除湿期，若属于除湿期，则设室内日平均温度等于室外日平均气温tw.p，再结合建筑室内允许的最大相对湿度和当地大气压力，按湿空气状态方程计算得到除湿期室内最大允许含湿量和最大允许焓值的逐日值，作为除湿期新风耗冷量计算的基础。
2.2空调期、除湿期新风耗冷量计算基本公式
新风耗冷量是指在新风的处理过程中，需由制冷机或天然冷源提供的冷量，其大小取决于新风热湿处理过程前后的焓差和新风量。新风耗冷量不同于新风能耗，新风能耗与新风处理设备的能效比有关，在耗冷量相同时，能效比越高的新风处理设备能耗量小于能效比低的新风处理设备。空气处理设备的能效比是一个综合性概念，其大小既与设备自身性能有关，也与设备运行工况和调节方式有关。本文不涉及具体新风处理设备的能量转换效率，主要就新风耗冷量计算方法及其结果进行分析。
2.2.1空调期新风耗冷量计算基本方法
在空调期内，新风被处理到低于室内设定空气状态焓值送入室内，此时处理单位质量的新风需消耗的冷量为室外空气焓值与新风处理后的露点焓值之差，这部分冷量除承当新风自身负荷以外还可承当部分室内显热冷负荷，相应减少了室内冷负荷的耗冷量，新风多承当的这部分室内冷负荷为显热冷负荷，数量上相当于室内空气焓值与露点焓值之差。对空调期整个空调系统或空调房间而言，新风独立处理至露点状态虽多消耗了冷量，但可作为承当室内冷负荷利用，新风降温除湿实际所需耗冷量仍然可由室内外空气焓差计算确定。空调期的新风总耗冷量为空调期每天耗冷量的总和，空调期一天中的新风耗冷量等于该日内空调运行逐时耗冷量之和。当室外空气焓值低于室内设定空气状态焓值时，该时刻新风耗冷量为零。所以，空调期内单位质量流量（kg（干）/h）新风耗冷量qc.1按下式计算：
式中
qc.1——空调期内单位质量流量的新风耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）；
iw、iN——分别代表室外、室内空气的焓值，kJ/kg（干）；
DNAC——为夏季空调期天数，天；
m——对应每个空调期天数中室外空气焓值高于室内空气焓值的小时数，h。
注：单位换算关系，1(kJ/kg（干）).h=1kW.s/（kg（干）/h）=1/3600kW.h/（kg（干）/h）。
2.2.2除湿期新风耗冷量计算基本方法
在除湿期内，若采用常规的冷冻除湿，新风处理后的机器露点为室内空气允许的最大含湿量与相对湿度90%的交点。除湿期内室内冷负荷很小或为零，因而新风露点送风使室内空气温度降低。当室内空气温度已经在热舒适区域内时，这部分使室内空气降温的冷量实际上被浪费掉。从新风节能角度分析，除湿期采用冷冻除湿将新风处理至露点的耗冷量为最大理论耗冷量，简称除湿期冷冻除湿耗冷量。除湿期内采用冷冻除湿单位质量流量的新风总耗冷量为：
式中
qc.2——除湿期内单位质量流量的新风冷冻除湿耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）；
iw——除湿期室外空气焓值，逐时值，kJ/kg（干）；
ik——除湿期机器露点焓值，机器露点含湿量dk=dn.max，相对湿度为90%，kJ/kg（干）；
DNDH——为除湿期天数，天；
n——对应除湿期每天中室外空气焓值高于机器露点焓值的小时数，h。
新风除湿方式很多，不同除湿方式的耗冷量大小不同。除湿期内，室内空气温度随室外气温波动，且室外空气日平均温度低于室内热环境质量允许的设定温度，所以，除湿期内可不考虑新风的显热冷负荷。当新风直接处理至室内热环境质量允许的热舒适范围时，新风耗冷量取决于新风湿负荷即潜热冷负荷的大小，此时新风耗冷量最小，称为除湿期最小理论耗冷量，用符号qc.min表示。所以，除湿期最小理论耗冷量按下式计算：
式中
qc.min——除湿期新风最小理论耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）；
dw——除湿期室外空气含湿量值，逐时值，g/kg（干）；
dk——除湿期机器露点含湿量，dk=dn.max，逐日值，g/kg（干）；
rq——单位质量水在常温常压下的汽化潜热，取2440kJ/kg（对应饱和温度25℃）。
由上述分析，除湿期采用冷冻方式处理新风多消耗的冷量Δqc.2为：
式中，Δqc.2——采用不同新风除湿方式最大可节省的耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）。
这表明，要减少新风除湿期耗冷量，降低新风能耗，应从新风除湿方式上寻求新途径。
2.3单位质量新风冷热耗量的计算程序
室内空气质量分析篇2
【关键词】绿植改善室内环境空气质量
一、引言
随着房屋的不断建设，越来越有必要多进行室内空气检测，以确定室内空气污染的实际情况。然后，才能对症下药进行有效的治理。但国内空气质量检测服务相关产业还并不成熟甚至空白，仅销售昂贵的仪器，造成绝大多数家庭因无法承担且长久来看意义并不是特别大而只是尽可能的多通风，仅以自己感官上的是否可以入住为主，这样往往并不科学有着巨大的健康隐患。室内的空气质量分析与调查是不可或缺的。而且秋季室内寒冷，冬季空气较为干燥等问题一直对人们造成困扰，而分析后的空气如何有效改善也是今后的研究方向。
二、绿植对教室空气质量分析
1.调查问卷分析（共得数据48份）
图一第一天空气清新度
图二第二天空气清新度
图一为第一天在教室没有绿植的情况下对约48人在课堂上的{查与分析结果。2人觉得空气质量很清新，1人觉得空气清新，33人感觉空气质量一般，10人觉得空气很闷，2人觉得空气闷。总体上给人空气质量偏差的感觉。当所有的人离开，关闭所有门窗，放20绿萝，等了一天，又对第一次调查后的人数再次进行调查问卷以检测摆放绿植一天后给人的直观感受的差异对比。在同一间教室的约47人进行的一项问卷调查显示，如图二所示。其中16人感觉空气质量清新，29人感觉空气质量一般，2人感觉空气闷。通过比较植物的问卷显示分析后，可以清楚地看到觉得清新的空气的人数上升，觉得空气闷的感觉的数量是0，空气感到闷的人数也减少了很多。
三、改进方向
这些植物都是绿色的，如果可以用各种颜色的植物也可以给心情带来积极的影响。植物有丰富的颜色、叶色、果色和颜色，创造了丰富多彩的分支，美化和丰富了城市景观。可以不同季节性的植物颜色的外观与季节的显示让人们感受到流动的旋律的色彩，感受生活的节奏，带给人们不同的心理效应，引起了联想的各种各样。在植物景观设计中，植物色彩设计已成为一项重要的设计内容。早在公元前发现对人类健康的颜色效果，医学的古希腊的父亲，希波克拉提斯曾说：“色彩是人类的身体和心灵之间的桥梁”。在中国医学界早已在临床治疗和康复护理的色彩理论的应用，提出了“色彩疗法”，即通过看颜色病人眼观，产生刺激，促进疾病和心理康复，起到治疗的作用，与五种彩叶植物可以减轻视觉疲劳的人。
四、总结
放一些绿色植物，如吊兰、杜鹃花，在室内（本实验中使用的绿萝）增加甲醛的吸收和增加小植物和其他的大植物，可以增加室内湿度，改善室内环境，因为绿色植物通过根部吸收的水，除了少数用来维持生命，其余部分将被释放到空气中。因此，买一些绿色植物和花放在冬天的房间，放一些植物在教室，有助于改善空气，还可以提高学生的情绪和改善视觉疲劳，同时改善空气环境，使课堂更加人性化，也能达到增加空气湿度的目的。但要注意的是，房间不应该放太多的绿植，因为绿植会呼吸，会吸入氧气，释放二氧化碳。当天气寒冷时，许多人选择关闭窗户，造成室内空气不流通，花卉放置过多会增加室内空气中的二氧化碳浓度，影响健康。
【参考文献】
[1]杨晓敏.高校教室环境品质实测与评价[D].衡阳：南华大学，2013
室内空气质量分析篇3
关键词：空气；二氧化硫；实验室；内部质量控制；检测结果；重要指标
1引言
在可持续发展战略的要求下，需要对空气中二氧化硫的含量进行随时地检测，以便为环境质量监测部门相关工作的有效开展提供可靠的参考依据。结合目前空气中二氧化硫检测的发展现状，可知整个检测过程中需要加强实验室内部质量控制，最大限度地保证最终的检测结果能够达到实际的工作要求。做好空气中二氧化硫检测的实验室内部质量控制工作，为我国环境质量的有效评价带来了重要的参考依据，有利于提高生态环境质量可靠性。
2空气中二氧化硫检测的实验室内部质量控制的采样过程分析
2.1采样过程的保证系统
为了使二氧化硫检测的实验室内部质量控制中的采样工作计划顺利地完成，需要保证其中的采样器流量能够满足实际工作的具体要求。
2.1.1采样器的生产厂家必须具有CMC资质，具有厂家的出厂合格证。
2.1.2对计量检定单位出具的有效检定证书进行必要地检查，确保采样器在实际的应用中发挥出应有的作用。
2.1.3每次采样前、后都要按规定用已检定皂膜流量计自行进行流量校准，增强其准确性。
2.1.4对与采样器流量相关的器件进行“负载”检定，确保采样器的配套设备使用过程中产生结果的合理科学性。
2.1.5在采样器、吸收管及各种管路开始工作时，需要开展系统密封性试验。并按照相关规范条例的具体要求进行校准。
2.1.6二氧化硫和水容易混合，当空气中的水蒸气遇冷时，会在进气管管壁上凝固起来，然后进行吸附，使二氧化硫进行溶解，让检测出来的结果偏低。可以选择聚四氟乙烯管作为进气导管，并保持其直立；在选择进气口与吸收瓶之间的导气管应越短越好；在采样器与流量管之间增设干燥管，避免在特殊的环境条件下出现水凝结现象。
2.1.7实际操作中应保证采样流量器稳定地工作，增强采样结果的可靠性。
2.2液体吸收管保证系统
为了液体吸收管保证系统在实际的应用中能够达到预期的效果，需要采取有效的措施保证系统运行的高效性。
2.2.1气泡吸收管加入吸收液之前用（1+4）盐酸溶液、乙醇、水冲洗，吸收液应无空白值。
2.2.2检查液体吸收管的进气管口下端（喷嘴）应无损坏，其下端距吸收管底部不得超过5mm。
2.2.3检查吸收管进气管与管座插口磨口之间应严密不漏气，并对应编号，不能混合使用各吸收管。
2.2.4动力采样时，吸收液上升的气泡液面不宜高过缓冲球体高度的中间部位，以避免吸收液沫流出造成样品损失。
2.2.5液体吸收管采样时要垂直放置，采样后要用样品液（少量）洗进气管3次，将进气管内壁上附着的样品吸收液一并合到样品液中。
2.2.6采样结束后，将样品倒入分析用的密封试管中或将吸收管进出气管口密封，迅速移出采样点，避光送回实验室进行显色测定，当天不能进行检测的，应该把样品放在冰箱4℃保存，尽快分析。
2.2.7在现场采样中，每批样品至少保留两个采样管不采样（其他条件与样品相同）作为现场空白，若出现现场空白值超过控制范围，则该批样品作废。每批样品进行平行性采样，测的相对偏差不大于20%。
3空气中二氧化硫检测的实验室内部质量控制的实验室检测
在实验室检测的过程中，需要根据其中的内部控制的具体要求完成相关的操作。
3.1试剂的有效保证
在实验室二氧化硫的检测过程中，氢氧化钠放置时间过长，会出现絮状物，导致空白吸光度升高，氨磺酸钠溶液存放时间过长，也会出现空白值升高，最好配置的溶液有效期不超过10d，PRA配好后应密闭，避光，冰箱4℃保存；在对二氧化硫标准贮备液的保存过程中，为了保证标准溶液的实际作用效果不受影响，应该采用现配现用的方式配制二氧化硫溶液。
3.2分析过程的保证
根据测定原理，显示反应需要在酸性溶液中进行，为此将A管的碱性溶液倒入B管的强酸性PRA溶液中，使混合液瞬间呈酸性，以利于显示反应，倒入过程快速、准确、完全，并第一时间把玻璃塞盖上摇匀，保证斜率达到要求；显色温度的重要性，显色温度越高、显示快，稳定时间短，斜率越低，显示温度低，显示慢，稳定时间长，所以必须要严格控制反应条件，最好在恒温水浴锅或恒温室操作。
3.3仪器保证
为了保证分光光度计的正常使用，应该选用波长为577nm，光程为10mm的比色皿；各种仪器与设备使用中需要进行性能检查，采用配对性检验的方式对数据进行有效地检测；所有的仪器使用完毕后，相关的工作人员应该做好清洁整理工作，对操作中涉及到的各种仪器进行认真地清洗，并做好相关的记录工作。
3.4实验室环境保证
采取合理的方式做好实验室的安全保障工作，对其中的通风操作柜进行定期的维护，并对相关的防火措施进行随时地检查，确保实验室环境的良好性。
4评价与控制的保证
为了对空气中二氧化硫检测过程中得到的数据进行合理地分析，最大限度地满足实验室内部质量控制的具体要求，需要从这些方面做好具体的工作。
4.1采用标准曲线的适用性评价
相关系数r值进行评价，其指标：r≥0.999。操作人员应该采用回归方程对样品检测结果进行合理地评价，并对其中的相关系数进行必要地评价，避免最终得到的数据出现较大的偏差。同时，在行业参考标准的要求下，操作人员需要加强对回归方程中斜率的控制。
4.2准确度、精密度的评价
空白试验，实验室空白以及现场空白值符合要求；平行试验，检测结果的精密度，控制相对偏差≤20%；加标试验，回收率控制在90.0%-110%之间；盲样测试试验，对已知含量准确值测定，测定值在允许范围内。因此，操作人员必须掌握这些试验以及控制要求，达到二氧化硫的实验室内部质量控制要求。
结束语
空气中二氧化硫检测的实验室内部质量控制相关工作的顺利完成，需要技术人员对于其中的具体流程有着必要地了解，最大限度地保证内部质量控制的相关措施在具体的使用中能够达到预期的效果，为我国生态环境质量的改善及可持续发展战略影响范围的扩大奠定坚实的基础。文中通过对二氧化硫实验室内部质量控制相关内容的系统阐述，客观地说明了做好这项研究工作的重要性。
参考文献
[1]王琳.二氧化硫和二硫化碳气体测量的吸收光谱方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015，（6）.
[2]方德琼.山地城市污水管道中有害气体的检测及分布规律研究[D].重庆：重庆大学，2012，（5）.
室内空气质量分析篇4
1评价因子的选择
室内污染物种类繁多，可分为颗粒（固体、液体或生物颗粒）、气体和蒸汽，它们当中有的会引起某种不愉快的感觉，有的被认为对健康有害，还有一些目前还不为人类所认识。就其来源来讲，有的来自室内的材料、设备以及生物活动，有的来自室外空气的渗透，还有的来自暖通空调系统，这些物质的存在是室内空气品质不良的重要原因[3]。
由于种类繁多，不可能对每种污染物都进行检测，需要从中挑选有代表性的，对人体感觉和健康有重要影响的因子作为室内空气品质检测和评价的内容。几十年来人们对各种污染物的发生源、散发强度、对健康的影响、控制策略进行了深入的研究，获得了大量非常有用的资料。目前国内外普遍关注的室内污染物有：甲醛、CO、CO2、NO2、SO2、悬浮颗粒、浮游微生物、氡气，这其中的每一种物质都代表了一组污染物的信息，反映室内空气的现状。但有文献报道氡污染不是现代化办公大楼普遍存在的问题，因此本文对室内空气品质评价时选取甲醛、CO、CO2、NO2、SO2、悬浮颗粒、浮游微生物作为评价因子[1][4]。
2灰色评价的数学模式
2．1灰色关联分析的基本思想
灰色系统理论是80年代初期由中国学者邓聚龙教授创立的一门系统科学新学科。它以"部分信息未知"的"小样本"，"贫信息"不确定性系统为研究对象，主要通过对"部分"已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统规律的正确描述和有效控制[5]。
一般的抽象系统，如社会系统、经济系统、农业系统、生态系统等都包含有多种因素，多种因素共同作用的结果决定了系统的发展态势。我们常常希望知道在众多的因素中，哪些是主要因素，哪些是次要因素；哪些因素对系统的发展影响大，哪些因素对系统的影响较小；哪些因素对系统的发展起推动作用需强化发展，哪些因素对系统的发展起阻碍作用需加以抑制……。由于统计资料十人有限，且数据灰度较大，并不一定有典型的分布规律，采用数理统计方法对这些问题进行分析往往难以奏效。根据灰色系统理论，我们能用时间序列来表示系统行为特征量和各影响因素的发展，灰色系统理论中的灰色关联分析的基本思想是根据序列曲线的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近，形状越相似，相应序列之间的关联就越大，反之就越小。序列曲线的相似程度用灰色关联度来衡量。因此，灰色关联分析为这类问题的解决提供了有效的途径[6]。
2．2灰色关联分析在多因子综合评价中的应用
室内空气质量分析篇5
关键词：绿色建筑；CFD；自然通风
中图分类号：TU2文献标识码：A
1概述
建筑活动是人类对自然资源、环境影响最大的活动之一。我国正处于经济快速发展阶段，资源消耗总量逐年迅速增长。因此，绿色建筑已成为是建筑设计发展的方向。绿色建筑设计强调全过程控制，各专业在项目的每个阶段都应参与讨论、设计与研究，绿色建筑以充分地利用自然资源、减少建筑能耗为特征，采用绿色技术与环境友好的技术设备。自然通风作为健康、舒适、节能的室内环境调节方式是绿色建筑不可或缺的一项。
长期以来，建筑设计中有关自然通风设计普遍采用的方法是基于定性分析的常规静态设计，即以城市的主导风向和风速为主要设计依据，采用简单流量平衡，估计建筑物内部空间在主导风向和风速下的静态空气流向和流量，从而定性地给出采用自然通风时的估计结果。而绿色建筑设计强调以定量化分析与评估为前提，提倡在规划设计阶段进行包括自然通风在内的多种技术策略的定量化分析与评估。CFD技术，即计算流体动力学（ComputationalFluidDynamics，简称CFD），是通过计算机数值计算和图形显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。目前，CFD计算模拟已成为绿色建筑自然通风设计定量分析的重要手段，能为建筑物的平面布局、空间组织、剖面设计和门窗设置等提供理论上的依据。
2CFD方法简介
计算流体动力学是20世纪60年代起伴随计算科学与工程（ComputationalScienceandEngineering,简称CSE）迅速崛起的一门学科分支，经过半个世纪的迅猛发展，这门学科已经是相当的成熟了，一个重要的标志就是近十几年来，各种CFD通用软件的陆续出现，成为商品化软件，服务于传统的流体力学和流体工程领域。由于CFD通用软件的性能日益完善，应用的范围也不断的扩大，现在我们利用它来模拟计算建筑自然通风状况，也算是在较新的领域中应用。
目前国际上可以用于通风模拟的CFD软件有很多，最典型并且公认精确、可靠的CFD软件大致有PHOENICS、FLUENT、AIRPAK等。
PHOENICS是世界上第一套计算流体动力学与传热学的商用软件，除了通用CFD软件应该拥有的功能外，PHOENICS软件还最大限度地向用户开发了程序，用户可以根据需要添加用户程序、用户模型，可以读入几乎任何CAD软件的图形文件。PHOENICS可以定义物体的运动，克服了使用相对运动方法的局限性，提供了多种湍流模型、多项流模型、多流体模型、燃烧模型、辐射模型等。同时，PHOENICS提供了若干专用模块，用于特定领域的分析计算。如FLAIR可用于小区规划设计及高大空间建筑设计模拟。
FLUENT软件是当今世界CFD仿真领域最为全面的软件包之一，具有广泛的物理模型，以及能够快速准确的得到CFD分析结果。FLUENT软件拥有模拟流动，湍流，热传递和反应等广泛物理现象的能力，在工业上的应用包括从流过飞机机翼的气流到炉膛内的燃烧，从鼓泡塔到钻井平台，从血液流动到半导体生产，以及从无尘室设计到污水处理装置等等。软件中的专用模型可以用于开展缸内燃烧，空气声学，涡轮机械和多相流系统的模拟工作。
Airpak是面向工程师、建筑师和室内设计师的专业领域工程师的专业人工环境系统分析软件，特别是HVAC领域。它可以精确地模拟所研究对象内的空气流动、传热和污染等物理现象，它可以准确地模拟通风系统的空气流动、空气品质、传热、污染和舒适度等问题，并依照ISO7730标准提供舒适度、PMV、PPD等衡量室内空气质量（IAQ）的技术指标。从而减少设计成本，降低设计风险，缩短设计周期。Airpak是目前国际上比较流行的商用CFD软件。
目前，国内外的CFD技术发展较快，在建筑通风的应用研究方面，主要可分为以下五个方面：
（1）自然通风的数值模拟：主要借助大涡模拟工具研究自然通风问题；
（2）置换通风的数值模拟：如地板置换通风、座椅送风等；
（3）高大空间的数值模拟：以体育场馆为主的高大空间的气流组织设计及其与空调负荷计算的关系研究；
（4）洁净室的数值模拟：对型式比较固定的洁净室空调气流组织形式进行数值模拟，指导工程设计；
（5）有害物散发的数值模拟：借助CFD研究室内有机散发污染物在室内的分布，研究室内IAQ问题；大气环境污染模拟。
3CFD在建筑通风设计中的应用
CFD在绿色建筑通风设计中的应用主要有两个方面：建筑室外风环境的模拟分析和建筑室内通风的模拟分析。
3.1建筑室外风环境的模拟分析
建筑室外风环境对在建筑区域内活动的人群有着重要的影响，所谓的建筑小区二次风、小区热环境等问题日益受到人们的关注。
室外风环境还涉及建筑节能，建筑室外风环境不良，在夏季可能阻碍室内外自然通风的顺畅进行，增加空调的负荷；在冬季又可能会增加维护结构的渗透风而提高采暖能耗。因此，设计良好风环境品质的建筑能有效地降低建筑能耗。
在《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006中明确规定，建筑物周围人行区风速低于5m/s，不影响室外活动的舒适性和建筑通风，严寒、寒冷地区冬季保证除迎风面之外的建筑物前后压差不大于5Pa，夏季、过渡季建筑前后压差大于1.5Pa。
采用CFD技术可以方便地对建筑室外风环境进行模拟分析，定量地评价建筑通风效果，从而设计出合理的建筑单体和建筑群布局。
图1室外风速分布图2建筑外表面风压分布
3.2建筑室内通风的模拟分析
室内空气品质的优劣，直接影响室内人员的身体健康和舒适度，充分合理的利用自然通风，既能满足室内人员对空气品质的需求，同时还能减少对空调通风设备的依赖，从而大大的降低建筑运行能耗。
在《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006中明确规定，各户型在夏季和过渡季形成有效的贯穿式自然通风，主要居住空间不处于通风死角区域。
采用CFD技术可以对建筑户型和房间进行自然通风和热舒适性模拟，通过改进建筑外窗的位置、大小、室内空间分隔等，保证住户在室外气象条件满足自然通风的时间段能够利用自然通风来满足室内的热舒适性要求，以达到节约能源和提高人体舒适性的目的。
图3室内风速分布
4结论
自然通风作为被动式通风降温方法，即有利于改善建筑室内外空气质量，又有助于减少建筑能耗，因而受到高度重视。研究自然通风条件下的室内空气流动以及对热环境影响的规律，是保证科学设计室内环境的重要条件。通过运用CFD技术，能够定量的分析评价建筑自然通风设计效果的优劣。随着流体计算模型的完善和计算速度的提高，数值模拟方法将会成为建筑室内外气流模拟、室内空气品质及舒适评价的有效工具。
参考文献：
[1]洪亮,周志勇,葛耀君.复杂外形建筑物黏性流动CFD数值研究[J].水动力学研究与进展,2006,21(2):267-275.
[2]闫凤英,王新华,吴有聪.基于CFD的室内自然通风及热舒适性的模拟[J].天津大学学报,2009,5(42):407-412.
室内空气质量分析篇6
关键词：列车空气品质；主观评价；客观评价
0引言
随着生活水平的提高，空调列车的空气品质越来越得到人们重视。但是列车室内空气品质的研究十分复杂，就目前的研究现状而言，确定列车内空气品质的评价指标、评价标准、评价方法是急需解决的问题。本文综述了目前国内外空调旅客列车空气品质的研究成果以及空气品质的评价方法，并阐述了我国现有的评价标准及其不足之处，希望能为室内空气品质的深入研究提供参考。
1室内空气品质
室内空气品质（IndoorAirQuality）是描述室内空气质量好坏的概念，它是指空气的温度、湿度、气流速度等空气指标的综合效应。
研究、评价空调旅客列车内空气品质意义重大，主要包括以下几点：（1）分析车内污染物对人体健康及空气品质的影响，为制定列车内的空气品质评价标准提供依据；（2）找出污染源和车内空气品质的关系，为现行铁路空调系统的设计与管理、卫生防疫和控制污染提供依据。同时，便于展开车内污染的预测工作；（3）总结国内外的室内空气品质评价方法，为空气品质评价系统提供参考。
1.1室内空气品质的定义
室内空气品质的定义自研究初期经历了许多变化。其定义的变化反映出人们对IAQ重视度和研究深度的不断提高。最初人们把室内空气品质几乎完全等价为一系列污染物浓度的指标。近年来，ASHRAE标准62-1989R【1】中首次提出可接受的室内空气品质和感觉的可接受的室内空气品质。其中，可接受的室内空气品质定义为：空调房间中大部分住居住者（超过80%的人员）没有对居住空间里的空气表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到引起显著健康风险的浓度值。这种定义涵盖了客观指标和人的主观感受两方面，比较科学和全面。本文以下提到的空气品质均指可接受的室内空气品质。
1.2影响列车内空气品质的因素分析
列车车厢内主要污染物有：、、、甲醛、臭气、悬浮颗粒、微生物、负离子、VOCs等。这些污染物种类繁多且对空气品质的影响程度难以评价，影响列车内空气品质的因素主要有以下方面：
（1）人员。在客运高峰期，列车超员现象严重，人员密度过大，列车空气质量恶化，同时旅客因出汗、吸烟、产生排泄物等，产生大量异味气体，浓度增高，加上旅客携带行李中的灰尘、细菌会散发到空气中，均导致IAQ下降。
（2）新风。新风的质量是评价空气品质的一项基本指标，它直接关系到车内空气品质的好坏。新风量不足是造成室内空气品质下降的主要原因。列车在行驶过程中，室外空气质量不断变化，大气中的NOx、SO2、CO等有害物会由新风直接带入车厢，降低室内空气品质。
（3）空调系统。赫尔辛基大学对空气处理机和空调系统作了认真的试验测定，结果指出：几乎所有组成构件都是污染源和臭味源，恶化结果最严重的是过滤器。同时在空调系统设计过程中，如果送回风气流组织不好，就可能使室内局部的空气得不到很好的循环，形成死角，使空气品质变差。
（4）装修材料。试验表明，车内装饰材料对空气的污染已达到了相当严重的程度，这一方面是由于绝大部分装饰材料含有大量挥发性有机化合物（VOC），另一方面还因为装饰材料为微生物的繁殖提供了营养源。
1.3空气质量标准
目前，我国没有针对列车内空气品质的标准。现阶段实行的室内空气质量标准有：
（1）《公共交通工具卫生标准》（GB9673-1996）：此标准规定了旅客列车车厢、轮船客舱、飞机客舱的微小气候、空气质量、噪声、照度等标准值及其卫生要求，适用于旅客列车车厢、轮船客舱、飞机客舱等场所；
（2）《长途客车内空气质量要求》（GB/T17729-1999）：此标准规定了长途客车车厢内空气主要成分的质量要求，适用于各类营运长途客车，其他客车可参照执行。
（3）《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）：此标准设立了19项检测指标，涵盖了物理性、化学性、生物性、放射性四大类，并第一次将嗅觉作为室内空气评价的指标。这表明室内空气品质评价越来越注重人体主观感受与客观指标的结合。
以上标准在评价IAQ时不能全面反映空气质量，有待进一步的修订。丁力行【2】等人根据国内外室内环境品质研究的最新成果，首次引入了环境品质线的新概念，并结合空调列车的实际情况，提出了车内空气参数的一个建议性标准。
2室内空气品质的客观评价方法
目前IAQ的评价方法主要有客观评价和主观评价。客观评价是确定一系列评价指标，直接用室内空气质量标准、室内空气污染物浓度限值来评价室内空气品质的方法。目前国内外的评价方法主要有：模糊综合评价方法、CFD数值模拟法、灰色关联分析法、人体模型方法、综合指数法。下面将对已有的客观评价方法作以介绍并阐述其适用性。
2.1模糊综合评价方法
模糊综合评价方法是根据模糊数学的基本原理，建立室内空气品质模糊综合评价模型，并把它们应用于室内环境质量的综合评价中，此法注意了分级差异中连续的模糊性，有效地减小评价标准边界模糊和监测误差对评价结果的影响，能更客观、准确地反映实际问题，且能够综合性质极不相同的因素。但是这种方法需建立各因素对每一级别的隶属函数，过程繁琐。且复合过程的基本运算规则是取最小值和取最大值，强调了权值的作用，丢失的信息较多，突出了严重污染物的影响，忽视了各种污染物的综合效应。
2.2数值模拟法
数值模拟法是通过求解方程和给出的边界条件、初始条件，用数值模拟的方法得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度等参数，从而分析评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等。这种方法周期短、费用低、能够预先进行但要求输入参数多，计算量太大，不适于模拟复杂系统和预测长期浓度分布趋势和人员暴露水平，并且对使用人员的专业水平要求高。
2.3灰色关联分析法
灰色关联分析的基本思想是根据序列曲线的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近，形状越相似，则发展变化态势越接近，相应序列之间的灰色关联度就越大，反之越小。该方法简单、直观，它可综合得出该室内空气品质数据序列与极限指标数据序列的接近程度，同时，根据灰色关联矩阵提供的丰富信息，不仅可确定样本的级别，而且能反映处于同一级别样本之间空气品质的差异。因此，关联度可作为室内空气品质等级划分的一个重要理论依据，但是没有与人体对室内空气品质的主观感受相联系，不够全面。
2.4人体模型方法
人体模型方法是通过模拟人与环境接触途径的呼吸系统，并用一些仪器对人体所感知、所呼吸的空气品质进行综合评价[3]。这种方法体现了以人为本的思想，但是对人体热模型的要求相当高，相应的机械、检测、控制系统极度复杂，使得研究成本大大增加。
2.5综合指数法
综合指数法是根据一天中污染物测量的平均值来评价室内空气质量。综合评价指数能够反映多种污染物共同作用于室内空气的综合效应。但此方法需要选择具有代表性的污染物作为评价指标来全面、公正地反映室内空气品质的动态，还要求这些作为评价指标的污染物长期存在、稳定、容易测到，且测试成本低廉。
每一种客观评价方法都有其不同的评价机理，因此适用范围不同，在运用时，需要将实际条件和操作对象结合起来综合考虑选择评价方法。
3主观评价
评价室内空气质量不单单是一个能否达标的问题，而是能否让人感到舒适满意。人体是一个极其复杂的系统，受生理，心理状况以及空气质量的影响，不同年龄，不同性别，不同地域的人对同一环境的感受不一致，因此，主观评价对于IAQ评价更具有重要的意义。目前，主观评价法主要有感官法、分贝法等。
3.1感官法
1988年，丹麦的P.O.Fanger教授针对室内空气污染物浓度极低并且成分复杂等特点提出采用olf（污染源强度）和decipol（空气品质感知值）作为评价室内空气品质的指标。该方法定义为：一个标准人的污染物散发量作为污染源强度单位，称为1olf，其他污染源也可用它来定量。在10L/s未污染空气通风的前提下，一个标准人引起的空气污染定义为1？decipol，即olf是污染源强度的单位，而decipol是空气污染程度的单位。
感官法是利用人的感觉器官亦即是嗅觉器官来评判IAQ。这种方法的最大优点是简单方便，无需专业仪器测量，很容易实现。但由于不同的人其嗅觉灵敏度是存在差异的，如何考虑这种差异对评判结果的影响，是应用感官法时需注意的地方。此外，室内空气中有些污染物无异味，无刺激性，是无法用感官法进行评价的，而这也正是感官法先天不足之处，必须依靠客观评价进行。
3.2分贝法
捷克布拉格技术大学Jokl提出采用decibel概念来评价室内空气质量[4]。分贝是声音强度单位，同样也可用于对建筑物室内空气质量中异味强度和感觉的评价。Jokl用一种新的db单位来衡量室内CO2、TVOC浓度改变所引起的人体感觉的变化。
基于同样原理，同济大学的沈晋明教授[5]也提出了对数评价指标，得出CO2、HCHO的浓度和评价指标值之间的对数函数。并通过一次函数反映出评价指标和主观不满意率之间的关系。同时根据对数评价指标对室内空气品质进行了分级。
另外，刘向龙[6]采用依据科学制定的主观评价标准格式对列车车厢内空气品质进行了描述，并对铁路空调列车内的旅客进行了问卷调查。对列车IAQ进行主观评价，结果表明，空调列车IAQ不佳的主要原因在于：新风量不足以及旅客的环境意识欠缺。
4主客观结合的综合评价方法
客观评价法将模糊的空气品质概念进行了量化处理。客观评价得出的具体数据有利于人们更加可靠地评判室内空气质量的好坏，使得人们能更加合理的给出相关空气品质控制策略。主观评价法虽然充分考虑了人对室内空气品质的主观感受，但主观感受与很多因素有关，如室内的装修情况，受访人员的身体状况等，这些都会干扰室内空气品质的评判结果。因此，无论是客观评价还是主观评价，都不能全面的反映室内空气品质。只有结合主观评价的直接性和客观评价的可靠性，形成主客观结合的综合评价方法，才能客观全面的评价室内空气品质。综合评价方法包括客观评价、主观评价和个人背景资料调研等方面的工作。这种方法不仅运用人体的感觉器官作为评价工具，而且还要求利用专业仪器对室内空气污染物进行检测，能克服单一的主观或客观评价的局限，从而全面正确的反映室内空气状况。同济大学沈晋明建立了一套较完整的室内空气品质评价方法，建立了室内空气品质分级标准与方法。但其适用性有待检验。总的来看，主客观结合的综合评价方法在我国有较大的研究空间。
5结论
列车空气品质同室外大气环境关系密切。良好的空气品质是人、列车与大气环境三者达到和谐一致的结果。因此，良好的乘车环境既需要好的空气调节设备和系统，又需要广大乘客的共同努力。
（1）需进一步研究影响室内空气品质的各污染物的扩散特性和对人体健康的作用机理，以从污染源头控制污染物，降低对人体的危害程度；
（2）需制定完善的评价指标和评价标准。选用哪些污染物作为代表性污染物、污染物浓度如何控制均是急需解决的问题；
（3）目前尚无统一、完善的评价方法。每种评价方法都有其自身的优缺点，应依据不同的情况选择合适的评价方法。
[1]ASHRAEStandard62-1989，VentilationforAcceptableIndoorAirQuality.Atlanta，1989.
[2]丁力行，包劲松，陈宁.基于室内环境品质的空调列车车内空气参数标准研究[J].制冷学报，2001（2）：45～50.
[3]AMELIKOV，JKACZMARCZYK，L.CYGAN.Indoorairqualityassessmentbya“breathing”thermalmanikin，airdistributioninrooms[A].Proceedingsofthe7thInternationalConference[C].2002，1：101-106.
[4]MVJold.Newunitsforindoorairquality：decicarbdioxanddee1tvoe[J].Int.J.Biometeorol.BuildingSciences（TechnicalUniversityofPrague），1998，42：93～111.
[5]沈晋明.我国目前室内空气品质改善的对策与措施[J].暖通空调，2002，32（2）：34-37.