一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統及實現方法技術方案

本發明專利技術具體涉及一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統及實現方法，該實現方法包括：穿透模塊，用于根據建筑物的不同通風工況，分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的質量；沉降模塊，用于根據室內空間設計、人員活動和通風條件，計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；室內顆粒物質量計算模塊，用于根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；人體顆粒物濃度暴露量計算模塊，用于根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。通過本發明專利技術提供的技術方案，能實現建筑物室內顆粒物質量濃度的計算。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及顆粒物濃度計算
，具體涉及一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統及實現方法。
技術介紹
近年來，大氣環境污染嚴重影響了我國居民的正常工作生活和身心健康。營造良好的建筑室內人居環境可以在室外環境污染嚴重的情況下，有效降低顆粒物暴露對人員健康造成的危害。在建筑設計和實際控制過程中，如何準確模擬室內顆粒物的污染情況，需要專業的數值計算軟件進行模擬分析，提供具體可參考的數據。目前多數研究是針對室外環境顆粒物或室內顆粒物捕集裝置的相關研究，國內尚未檢索到專門針對建筑室內顆粒物環境污染的數值計算模擬軟件?，F有研究不能很好地實現建筑室內顆粒物環境的動態逐時模擬，無法系統展現室內顆粒物的動態穿透、沉降效率和行為。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統及實現方法，實現建筑物室內顆粒物濃度的計算。為實現以上目的，本專利技術采用如下技術方案：一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統，包括：穿透模塊，用于根據建筑物的不同通風工況，分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的質量；沉降模塊，用于根據室內空間設計、人員活動和通風條件，計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；室內顆粒物質量計算模塊，用于根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；人體顆粒物濃度暴露量計算模塊，用于根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統的實現方法，包括：步驟S1、穿透模塊分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的濃度；步驟S2、穿透模塊分別計算出不同通風工況下通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的單位體積內的顆粒物質量；步驟S3、沉降模塊根據室內空間設計、人員活動和通風條件，依據實驗結果和經驗公式計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；步驟S4、室內顆粒物質量計算模塊根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內單位體積內的顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；步驟S5、人體顆粒物濃度暴露量計算模塊根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。優選地，所述步驟S1具體包括：步驟S11：根據公式計算通過建筑物圍護結構縫隙進入室內的顆粒物濃度CEin，其中，為建筑物外窗縫隙的穿透系數，根據建筑物外窗內外側的平均顆粒物濃度檢測值確定；f(di)為粒徑為di的顆粒物的濃度分布函數，0.001≤f(di)≤1，為已知量；Cout為室外顆粒物的濃度，為已知量；步驟S12：根據公式計算通過通風管道進入室內的顆粒物濃度CDin，其中，為通風管路的穿透系數，根據通風管道的幾何尺寸和氣流組織變化規律確定；步驟S13：根據公式計算通過過濾裝置過濾后室內的顆粒物濃度CFin，其中，為過濾裝置的穿透系數，根據過濾裝置對不同粒徑的顆粒物的補集效率隨氣流組織、容塵量的變化情況確定。優選地，所述步驟S2包括：步驟S21、若通過建筑物圍護結構縫隙進入室內的風量為QEin，則通過建筑物圍護結構縫隙進入室內的單位體積內的顆粒物質量MEin＝QEinCEin；步驟S22、若通過通風管道進入室內的風量為QDin，則通過通風管道進入室內的單位體積內的顆粒物質量MDin＝QDinCDin；步驟S23、若通過過濾裝置過濾后室內的風量為QFin，則通過過濾裝置過濾后室內的單位體積內的顆粒物質量MFin＝QFinCFin。優選地，所述步驟S2還包括：步驟S24、在滲透通風且無通風過濾裝置的房間內，室內單位體積內的顆粒物質量Min1＝MEin；步驟S25、在滲透通風且具有新風過濾裝置的房間內，室內單位體積內的顆粒物質量Min2＝MEin+MFin；步驟S26、在滲透通風且具有中央空調和新風過濾裝置的房間內，室內單位體積內的顆粒物質量Min3＝MEin+MDin+MFin；步驟S27、在滲透通風且具有新風過濾裝置和回風過濾裝置的房間內，室內單位體積內的顆粒物質量Min4＝MEin+MDin+MFin。優選地，所述室內顆粒物逐時質量分布值為：Mr=Σi=0.001i=10f(di)Cout(QdiEPdiE+QdiDPdiD+QdiFPdiF)QdrrΣi=0.001i=10g(di)Cr-QdiexΣi=0.001i=10h(di)Cex]]>其中，Mr為室內可吸收顆粒物源的穩定質量，Cout為室外顆粒物濃度，Cr為室內顆粒物源的濃度，Cex為由室內排出室外部分的顆粒物濃度，g(di)為室內源的粒徑分布函數，為圍護結構滲透通風量，為通風管道通風量，為新風系統通風量，為室內空間體積，為排風量，h(di)為室內τ時刻排風室內顆粒物濃度。優選地，人體顆粒物濃度暴露量為：E＝FINF·Cout+Cig+Cpc，其中，E是總暴露量；Cig是室內顆粒物發生源濃度，根據實驗數據得到；Cpc是人員活動發生的顆粒物濃度，根據實驗數據得到；FINF為滲透系數，a為換氣次數，根據室外環境、圍護結構、室內環境和人員行為確定；p為穿透系數，根據室外環境、圍護結構、室內環境、人員行為、顆粒物粒徑、顆粒物化學成分和顆粒物所帶電荷量確定；k為沉降系數，根據室內環境、人員行為、顆粒物粒徑、顆粒物化學成分和顆粒物所帶電荷量確定。本專利技術采用以上技術方案，至少具備以下有益效果：由上述技術方案可知，本專利技術提供的這種建筑物室內顆粒物濃度計算系統，穿透模塊能夠根據建筑物的不同通風工況，分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的質量；沉降模塊能夠根據室內空間設計、人員活動和通風條件，計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；室內顆粒物濃度計算模塊能夠根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；人體顆粒物濃度暴露量計算模塊能夠根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量，相比現有技術，能實現建筑物室內顆粒物質量濃度(單位體積內顆粒物質量)的計算。附圖說明圖1為本專利技術一實施例提供的一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統的示意框圖；圖2為本專利技術一實施例提供的一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統的實現方法的流程示意圖。具體實施方式下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。參見圖1，本專利技術一實施例提供的一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統100，包括：穿透模塊101，用于根據建筑物的不同通風工況，分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的質量；沉降模塊102，用于根據室內空間設計、人員活動和通風條件，計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；室內顆粒物質量計算模塊103，用于根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；人體顆粒物濃度暴露量計算模塊104，用于根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。需要說明的是，本文中的室內顆粒物質量守恒方程為：Mr＝M穿透+M本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統，其特征在于，包括：穿透模塊，用于根據建筑物的不同通風工況，分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的質量；沉降模塊，用于根據室內空間設計、人員活動和通風條件，計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；室內顆粒物質量計算模塊，用于根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；人體顆粒物濃度暴露量計算模塊，用于根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。

【技術特征摘要】
1.一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統，其特征在于，包括：穿透模塊，用于根據建筑物的不同通風工況，分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的質量；沉降模塊，用于根據室內空間設計、人員活動和通風條件，計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；室內顆粒物質量計算模塊，用于根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；人體顆粒物濃度暴露量計算模塊，用于根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。2.根據權利要求1所述的一種建筑物室內顆粒物濃度計算系統的實現方法，其特征在于，包括：步驟S1、穿透模塊分別計算出通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的顆粒物的濃度；步驟S2、穿透模塊分別計算出不同通風工況下通過建筑物圍護結構縫隙、通風管道和過濾裝置后進入室內的單位體積內的顆粒物質量；步驟S3、沉降模塊根據室內空間設計、人員活動和通風條件，依據實驗結果和經驗公式計算室內不同氣流組織形式下不同粒徑的顆粒物的沉降量；步驟S4、室內顆粒物質量計算模塊根據室內顆粒物質量守恒方程及穿透模塊輸出的室內單位體積內的顆粒物質量和沉降模塊輸出的室內顆粒物沉降量，計算出室內顆粒物逐時質量分布值；步驟S5、人體顆粒物濃度暴露量計算模塊根據顆粒物的滲透系數，計算人體顆粒物濃度暴露量。3.根據權利要求2所述的建筑物室內顆粒物濃度計算系統的實現方法，其特在于，所述步驟S1具體包括：步驟S11：根據公式計算通過建筑物圍護結構縫隙進入室內的顆粒物濃度CEin，其中，為建筑物外窗縫隙的穿透系數，根據建筑物外窗內外側的平均顆粒物濃度檢測值確定；f(di)為粒徑為di的顆粒物的濃度分布函數，0.001≤f(di)≤1，為已知量；Cout為室外顆粒物的濃度，為已知量；步驟S12：根據公式計算通過通風管道進入室內的顆粒物濃度CDin，其中，為通風管路的穿透系數，根據通風管道的幾何尺寸和氣流組織變化規律確定；步驟S13：根據公式計算通過過濾裝置過濾后室內的顆粒物濃度CFin，其中，為過濾裝置的穿透系數，根據過濾裝置對不同粒徑的顆粒物的補集效率隨氣流組織、容塵量的變化情況確定。4.根據權利要求3所述的建筑物室內顆粒物濃度計算系統的實現方法，其特在于，所述步驟S2包括：步驟S21、若通過建筑物圍護結構縫隙進入室內的風量為QEin，則通過建筑物圍護結...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王清勤，王軍亮，范東葉，龔延風，
申請(專利權)人：王清勤，王軍亮，
類型：發明
國別省市：北京;11