通风过滤净化系统对室内PM2.5污染物的净化效力研究

With the development of economy, there is more serious atomospheric pollution in our country.High concentration of particulate contaminants in atomosphere such as PM2.5 not only can result in serious fog weather, but also has serious impact on people's health. Building ventilation and air-conditioning systems and the inflitration effect through cracks can also bring such particulate contaminats into indoor environment. Also, in indoor environment, PM2.5 infiltrating from outdoor or releasing from smoking and cooking could have an effect on the health of residents.Therefore, appling filters in ventilation systems or portable cleaners in rooms is an effective method to clean air and protect residents' health. To assess the purification effect of the ventilation and purification system, we proposed a new concept-integrated characteristic of purification effect. It can couple lots of factors such as filter filtration efficiency, ventilation rate and mode, type of particulate contaminants, filter installation form and occupied density and be used to analyze their impact on the purification effect of the system. The new assessment method can be validated by both experimental measurements and numerical simulatoins. Finally, we can untilize the validated new model to design and install the ventilation and filtration systems more reasonably, which can protect the health of residents in indoor environment more effectively.

随着经济的发展，我国大气雾霾污染日益严重。大气中的PM2.5颗粒污染物，不仅会影响户外人群的健康，而且会被建筑空调通风系统带入或者通过围护结构缝隙的渗透进入室内；同时在室内环境中，吸烟、烹饪等室内源产生的PM2.5也会对人体健康产生严重损害。在集中空调通风系统使用空气过滤器、或房间内使用便携空气净化器来过滤颗粒物是一种行之有效的防护方法，为了提高室内空气整体PM2.5净化效果，提出了一种评价集中空调通风系统及空气净化器净化效力的理论方法-特征净化效能，综合考虑了多种因素而不仅仅单一的过滤器材过滤效率对净化效果及人员暴露的影响，研究过滤器材的效率、通风量、气流组织、PM污染物的类型，人员活动区域等对净化效力的影响。通过实验和数值模拟的方法分析了新的评价方法的可靠性。最终，在实际应用上，指导通风过滤系统更加合理设计和安装，更加有效的保护室内居住者的健康。

随着经济的发展，我国大气雾霾污染日益严重。大气中的细颗粒污染物(PM2.5)，不仅会影响户外人群健康，而且会被建筑通风系统带入或者通过围护结构缝隙进入室内。在室内环境中，吸烟、烹饪等室内源产生的PM2.5也会对人体健康产生严重危害。在集中式空调通风系统中使用空气过滤器或在房间内使用空气净化器来过滤颗粒物是一种行之有效的防护方法。需要提出了一种评价过滤系统净化效果的理论和实验方法。.首先，对办公室、机场航站楼、学校教室等公共建筑以及居住建筑通风过滤净化系统对PM2.5颗粒物净化效力进行了长期在线监测。实地调研结果表明，很多建筑通风过滤净化系统对室内PM2.5颗粒物的净化效力很低，甚至为负值。这就表明，现在建筑内的通风过滤净化系统不仅不能有效地去除室内颗粒物，反而会把室外的颗粒物更多地带入室内。.接着，深入探究了理想的单区模型、存在均匀室内源的多区模型及存在非均匀室内源的多区模型情况下，净化效力的影响因素。对于理想的单区模型，通风过滤净化系统的净化效力与空气交换效率ε_a正相关。本研究同时给出了新风系统和循环风系统洁净空气输送量的计算公式和洁净空气能效比的计算公式。对于非理想的多区模型，利用多元回归分析的方法建立起净化效力同空气交换效率ε_a和污染物去除效力ε的关系式。.随后，从实地调研发现的现有通风过滤净化系统存在问题入手，借助理论分析和实验验证得到的模型和结论，对调研时净化效力较低的办公建筑通风过滤净化系统净化效力的提升提出改造策略。比起改造前，改造后的通风过滤净化系统净化效力有了明显提升。.最后，利用荧光颗粒示踪标记技术深入研究了通风过滤净化系统对人员被动沉降暴露量的影响。发现不同工况下主动吸入暴露量减少率和被动沉降暴露量减少率呈显著线性关系。这表明之前关于通风过滤净化系统针对主动吸入暴露量净化效力的分析对于被动沉降暴露量同样适用。本研究给出了人体颗粒物被动沉降暴露量和主动吸入暴露量的准确关系式。