建筑环境学3节空气环境.ppt

* 室内空气温度分布 * 风压作用下的自然通风 * 风压作用下的自然通风 Pf 往往采用CFD或风洞模型实验的方法求取K值。 风压系数 * 风洞模型实验 * 风洞模型实验 * 风压和热压的联合作用 * 风压和热压的联合作用 * 气流分布与IAQ 向室内引入的新风是否都进入了呼吸区？室内空气更新的快慢如何？室内污染物被转移出去的迅速程度又如何？ * 置换通风数值求解 方法的空间模型 1-壁橱，2-桌子，3-计算机，4-人，5-灯，6-送风口，7-回风口 气流分布的研究方法 数值求解法 半经验公式法 示踪气体实验法 * 置换通风的速度场 * 置换通风的温度场 * 置换通风的污染物浓度场 置换通风送风形式，污染物浓度高的部位在上方。 * 置换通风的空气年龄场 置换通风送风形式，空气年龄长的部位在上方。年龄单位：秒 * 气流分布性能评价：空气年龄 Air age 污染物的浓度衰减曲线 * 空气年龄 平均空气年龄： 换气时间： ?r =2?? 活塞流： ?? ＝ ?出口 / 2 ?r＝ ?出口 充分混合流：?? ＝ ?出口， ?r＝ 2?出口 非完全混合流：入口空气年龄最年轻，出口空气年龄最老。 排出空气浓度 * 换气效率不涉及污染源的位置 理论上最短的换气时间是多少？ 活塞流所用时间：?n＝ V / G 换气效率定义： * 通风效率：涉及污染源的位置 充分混合流 E＝1 活塞流 均匀污染源 E＝2 如果污染源在出口呢？ 污染源在入口呢？ * 其它指标 能量利用系数：类似通风效率，但用得热代替污染物，温度代替污染物浓度。 不均匀系数：反映气流温度场和速度场的不均匀程度。 t 均方根偏差 * 换气效率?和能量利用系数? * 其它清除空气污染的方法 空气过滤去除悬浮颗粒物 活性炭吸附气体污染物 光催化纳米材料??TiO2 空气离子化 紫外线杀菌与臭氧消毒 * 截留效应 惯性效应 扩散效应 重力作用 静电效应 空气过滤：去除悬浮颗粒物 不同捕集机理的捕集效率对不同粒径的尘粒是不同的。 * 空气过滤：去除悬浮颗粒物 (a) 截留效应：粒径小的粒子惯性小，粒子不脱离流线。在沿流线运动时，可能接触到纤维表面而被截留。 (b) 惯性效应：粒子在惯性作用下，脱离流线而碰到纤维表面。 (c) 扩散效应：随主气流掠过纤维表面的小粒子，可能在类似布朗运动的位移时与纤维表面接触。 (d) 重力作用： 尘粒在重力作用下，产生脱离流线的位移而沉降到纤维表面上。 (e) 静电效应：由于气体摩擦和其它原因，可能使纤维带电。 * * 活性炭吸附气体污染物 材料：硬质的植物和果核 原理：经过活化加工后，碳的内部形成了极小的空隙，表面积很大，1g的活性炭的有效表面积可以达到1000m2， 具有极强的吸附性。 性能：吸附量一般是其自身重量的1/6—1/5，到了饱和状态就会失效，需要更换。 * 活性炭的吸附性能 物质名称 饱和吸附量(%) SO2 10 Cl2 15 CS2 15 C6H6(苯) 24 O3 能还原为O2 烹调臭味 30 厕所臭味 30 * 光催化纳米材料 ??TiO2 TiO2 是一种N型半导体，有很强的氧化性和还原性。在光化学反应中，以TiO2 作催化剂，在太阳光尤其是紫外线的照射下，使得TiO2固体表面生成空穴(h＋)和电子(e－)，空穴使H2O氧化，电子使空气中的O2还原，在此过程中，生成OH基团。OH基团的氧化能力很强，可使有机物（VOC）被氧化、分解，最终分解为CO2 和 H2O。 * 光催化纳米材料 ??TiO2 甲醛光降解反应中的主要氧化还原反应： 氧化反应： 还原反应： 原理总结： HCHO + H2O + 4h+ + O2 + 4e- ? HCOOH + 2H+ + 2h+ +O2 + 4e- ?CO2 +4H+ + O2 + 4e- ? 2 H2O + CO2 * 不同污染消除方法的效果 0.07次/h * 空气离子化 表示空气离子化程度的指标是离子浓度，即单位体积内正离子或负离子的个数。洁净的山区离子浓度为2000个/cm3，农村为1000-1500个/cm3，而城市则为200-400个/cm3，一般正离子数多于负离子数。一些研究结果认为，负离子对人体有良好的的生理作用，包括降低血压、抑制哮喘、对神经系统有镇静作用和有利消除疲劳。 但室内负离子发生器产生大量臭氧