中央空调系统真菌颗粒物繁殖扩散机理研究

The matter of microorganism pollution transmits in the air that brings more and more people's concern. Microorganism is produced in air-conditioning system causes indoor air pollution that is a vital important public environment and safety issue. This project is about the matters that particles' diffusion can not distinguish between microorganism particles and non-microorganism particles with traditional numerical simulation methods and focuses on conditions of fungal growth and reproduction in central air conditioning system. From measurement an experiment, we find out the main effects that affect the fungal growth and fungal spore release so that establishes the mathematical model for growth and reproduction of fungi and fungal spore dynamic release mathematical model. The mathematical model and computational fluid dynamics (CFD) coupled to analyze the entire process of microbial growth, reproduction and diffusion. The project bases on the theory of built environment, microbiology and computational fluid mechanics. This project researches feature of fungal growth and reproduction in air conditioning system, accurately predicts process of fungal particles reproduction and diffusion, and solves biological contamination of the built environment as theoretical basis.

以空气为传播媒介的生物污染问题已越来越多的引起人们的关注，特别是空调系统微生物所导致的空气污染是当前重要的公共环境安全问题。本项目针对传统数值解析方法研究颗粒物扩散无法将生物粒子与非生物粒子区分的问题，着眼于中央空调系统真菌类微生物生长繁殖条件，通过实测和实验考察影响真菌增殖及真菌孢子释放的主效应因素，建立真菌生长繁殖数学模型，与CFD相结合对中央空调系统真菌颗粒物繁殖扩散全过程进行解析。项目以建筑环境学、微生物学、计算流体力学为理论基础，为研究中央空调系统热环境下真菌类微生物生长繁殖特性，准确的预测生物颗粒物繁殖扩散规律，解决建筑环境生物污染问题提供理论依据。

自从2003年SARS危机爆发以来，由中央空调系统产生的微生物污染问题逐渐受到人们关注。随着中央空调系统在公共建筑中的广泛应用，对空调系统中微生物污染繁殖扩散机理探究成为重要的研究课题。.本项目选取大型公建中央空调系统作为研究对象，对空调系统生物污染状况进行实测调查。研究发现，实测的空调系统均存在不同程度的污染问题，经分子生物学Miseq基因组测序技术分析，枝孢属、青霉属为中央空调系统主要真菌类微生物，同时空调系统内还伴有其他多种微生物存在。项目选取中央空调系统中优势微生物枝孢属和青霉属真菌作为代表性真菌，开展基于微生物环境热湿响应/温热控制的生物生长繁殖实验研究，通过热湿响应实验对不同环境下真菌生长繁殖的主效应因素进行分析。基于实验数据，分别采用Logistic方程、Gompertz方程以及平方根方程构建中央空调系统真菌类微生物生长繁殖数学模型，并对模型的准确性和可行性进行了验证。为对中央空调系统真菌颗粒物繁殖扩散全过程进行解析，项目通过实验构建了真菌孢子释放模型，并选取典型粒径生物颗粒物，对中央空调系统真菌颗粒物的扩散过程进行数值模拟。并利用WUFI-BIO软件，进行了空调机组内真菌污染的预测。.本项目对中央空调系统微生物污染问题从污染实态、热湿响应、预测模型等方面进行了理论研究。共发表科技论文15篇，其中SCI收录1篇，EI收录6篇，ISTP收录2篇，获批实用新型专利1项，获得辽宁省自然科学学术成果奖一等奖1项，编写出版研究生教材1部，培养硕士研究生2名。项目各项支出与预算基本相符。