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空气质量(收集5篇)

时间: 2025-09-26 栏目:办公范文

空气质量篇1

一、工作目标

(一)全年环境空气质量优良天数达到300天以上;

(二)2012年一季度环境空气质量优良天数力争不少于70天。

二、时间安排

三、组织领导

2011年秋冬季环境空气质量保障工作由区环境空气质量管理领导小组统一领导,领导小组办公室(设在环保分局)负责组织协调。各成员单位具体实施。

四、工作职责与任务分工

(一)区环境空气质量管理领导小组办公室

1、负责组织实施《市区2011年秋冬季环境空气质量保障方案》,协调解决大气污染防治工作中的突出问题,定期检查并通报工作进展情况。

2、负责对全区范围内的环境卫生进行巡查督办。重点督促协调各乡街和相关部门做好对扬尘污染源的整治工作。

(二)环保分局

1、每月对全区环境空气中主要污染物浓度及道路扬尘污染情况进行监测,并公布监测结果。

2、加强工业粉尘、燃煤烟尘、二氧化硫排放企业的运行监管,确保除尘、脱硫设施正常运行,污染物达标排放;严厉查处主要交通干线两侧燃煤设施及建成区内燃煤锅炉冒黑烟问题。

3、负责对全区工业用煤单位的用煤煤质情况进行专项监督检查。

4、负责秸秆禁烧督查工作的统一监督管理,组织实施秸秆禁烧的现场检查和执法。

(三)区市容园林局

1、负责对所管辖范围内出土、拆迁工地出入口自动冲洗设施的安装、使用情况进行监督检查。

2、负责做好道路保洁工作,确保所管辖范围道路不积尘,有效提升道路保洁质量。除雨天或者低温天气外,城区主要道路至少每日冲洒1次,以减少道路扬尘污染,必要时按照区环境空气质量管理领导小组办公室的要求增加道路冲洗频次。

3、负责组织实施渣土清运车辆专项整治行动。

4、负责对全区园林绿化施工工地的扬尘污染防治措施进行落实。

5、加强道路保洁人员教育,杜绝露天焚烧落叶、垃圾行为。

6、负责落实企业“门前”三包责任,加强对临街墙立面、门头改造施工过程中的扬尘管理。

(四)区建住局

1、负责对全区建筑施工工地内部各项防尘措施落实情况进行监督管理。

2、负责对全区商品混凝土搅拌站、预制砂浆企业内部各项防尘措施落实情况进行监督管理。

3、对一年内有三次以上(或同时有三个以上承建项目)严重违反大气污染防治相关规定的建筑施工单位,暂停其投标资格并取消项目经理资质。

4、对一年内有三次因扬尘污染问题被查处的商品混凝土搅拌站和预制砂浆企业,应限期停产进行整改,整改不到位的不得恢复生产。

(五)区城管执法局

1、负责督促全区各类施工工地围挡设置不规范、驶出施工工地车辆车轮带泥上路污染路面、拆除房屋和清运建筑垃圾未采取湿法作业以及渣土清运车辆沿途抛撒等问题进行监督管理和依法查处。

2、负责对驶出商品混凝土搅拌站、预制砂浆企业以及各类储煤场所的车辆污染路面问题进行监督管理和依法查处。

(六)区交通运输局

1、加强所属公路的清扫保洁工作及洒水作业,不断提升保洁质量。

2、负责对所属公路养护、道路保洁人员做好宣传教育,坚决杜绝在各级公路沿线焚烧落叶和垃圾。

3、负责做好营运车辆排气污染的监督管理工作,并负责对机动车排气污染维护治理单位日常维护活动的监督管理,确保维护治理的机动车达标排放。

(七)公安分局

1、负责对建筑垃圾和渣土清运车辆违反相关交通法规的行为进行查处。

2、负责运行状态下“冒黑烟”车辆的查处工作。

3、配合区市容园林、城管执法等部门对建筑垃圾和渣土清运车辆进行整治。

(八)区城改办

1、负责对所属城改施工工地内部各项防尘措施落实情况进行监督管理。

2、负责对城改拆迁及建设过程中的扬尘污染防治工作进行规范。

(九)区经贸局

1、负责对全区煤炭交易市场的防尘措施进行监督管理,确保不进行作业的煤堆均能采取覆盖、喷淋等防尘措施,凡驶出车辆必须洗净车轮。

2、对各类废旧物资回收加工场所监督检查,杜绝废旧物资回收加工中焚烧废气超标排放现象。

(十)区水务局

负责对全区采砂场、贮存点扬尘防治工作进行监督管理。

(十一)各乡街

1、负责做好辖区范围内的垃圾、秸秆、树叶的禁烧工作。

2、积极配合相关部门做好辖区范围内的环境空气质量保障工作。

(十二)区监察局

负责对各乡街及区环境空气质量管理领导小组各成员单位落实本实施方案情况进行督查。

五、工作措施

(一)当区环境空气自动监测站API指数达到或超过90时,由区环境空气质量管理领导小组办公室下达“环境空气质量预警单”,督促各成员单位立即采取有效措施遏制API指数上升趋势。

(二)区环境空气质量管理领导小组各成员单位要结合各自工作职责,立即开展扬尘污染大检查,对检查中发现存在扬尘污染问题的各类施工工地,一律要求停工整改,整改达标并通过验收后方可继续施工。

(三)对无法达到我区工业企业用煤煤质要求的储煤单位,一律责令用煤单位限期更换,并对供煤单位进行处罚,必要时清出我区市场。

(四)由公安分局牵头,区环保、交通等部门配合,对“冒黑烟”机动车进行集中整治。

六、工作要求

(一)各成员单位要统一思想,提高认识,把秋冬季环境空气质量保障工作作为落实科学发展观和构建和谐的一项重要举措,切实抓紧抓好,抓出成效。

空气质量篇2

关键词质量流量计;空气浮力;修正

中图分类号P21文献标识码A文章编号1674-6708(2011)46-0197-02

0引言

近年来,虽然各大企业都已认识到质量流量计测量出的是介质“真空中的质量”,但某些企业还依然按照它直接测量的结果进行贸易交接,而不进行任何修正,这是与我国贸易计量采用“空气中的重量”的规定相违背的。这样会直接导致买方的经济损失,有失计量交接公平、公正的基本原则。因此,如何科学理解空气浮力对质量流量计测量值的影响,并正确对其测量值进行修正是值得研究和解决的实际问题。

1质量和重量的区别与联系

由于历史的原因,人们日常生活习惯中往往会将重量与质量的概念相互混淆,实际上,重量与质量并非同一概念。

1.1质量与重量的概念

为避免人们对“重量”一词在使用中的含混不清现象,1901年“第3届国际计量大会”对于质量、重量和加速度特别声明如下。

1)千克(公斤)是质量的单位,它等于国际千克原器的质量;

2)重量表示的量与力的性质相同;物体的重量是该物体质量与重力加速度的乘积;

1.2空气中的重量与空气中的质量

“空气中的重量”是指物体在空气中所受到的重力和空气浮力的合力。质量是物体固有的一种物理属性,物体的质量在任何地方、任何环境条件下不应发生变化。

由于在实际贸易质量计量过程中,测量物体“真空中的质量”是一件很难做到的事,既不经济又不科学,因此就引入了“空气中的质量”这一概念,它等于“空气中的重量”与当地的重力加速度之比。

1.3真空中的质量与空气中的质量

将油品在真空中的质量换算到空气中重量的换算系数来源于等臂天平,在天平一端放入质量为m1的被称油品,另一端放入质量为m2的平衡砝码,等臂天平的臂长分别为a和b,即a=b,设油品的密度为,砝码的密度为,空气的密度为m,油品的体积为a。根据天平两端平衡的条件有:

2为什么要对质量流量计测量值进行空气浮力修正

目前国内各大、中型石油化工企业中,用于液体原料和产品进、出厂“数量把关”的科里奥利质量流量计已占到75%以上。因此,如何正确使用质量流量计对供、需双方的利益都是至关重要的。

1)以质量法检定流量计为例,对“JJG1038-2008科里奥利质量流量计检定规程”所规定的计算公式进行分析。

根据检定规程要求,选用质量法检定质量流量计时,可以由公式(3)计算。

式中:为第i检定点第j次检定装置测量的累积质量流量;

(MI)ij为衡器的质量示值;

ρ为检定用流体的密度;

ρm为装置检定用标准砝码密度;

ρa为空气密度。

由式(1)和式(3)可知,式(3)中的正好是式(1)中F的倒数。

由式(3)可知,给(MI)ij乘以空气浮力修正系数F的倒数1/F时,即可得到其真空中的质量,这样就可以直接和质量流量计实际测量出的流量进行比较,以它检定的科里奥利质量流量计,显示的质量仍然是真空中的质量。

2)再以容积法检定质量流量计为例,通过流量计的流体在标准量器处的体积值VS以式(4)计算:

然后按式(5)计算标准量器测得的质量ms:

笔者认为完全可理解成:

式中:VS为修正后的标准容器测得的体积值;

V1为检定时标准容器读得的体积值;

β为标准器的体积膨胀系数;

为检定时标准器内的液体温度;

为第i检定点第j次标准器测得的质量或总量;

为第i检定点第j次检定时标准器测得的体积;

为第i检定点第j次检定时标准器处的流体密度值;

由此可见,使用容积法检定过的质量流量计,其测量值也是真正的()的质量,也没有考虑到“商业质量”的因素。

3如何对质量流量计测量值进行空气浮力修正

“GBT9109.5-2009石油和液体石油产品油量计算动态计量”和“SY-T628-2007用科里奥利流量计测量液态烃流量”均对质量流量计空气浮力修正方法进行了规定,在日常计量交接过程中,可使用式(7)的计算方法进行修正。

式中:为空气中的质量;

为真空中的质量;

Fa为真空中油品的质量换算到空气中质量的换算系数(简称空气浮力修正系数);

为油品在工况下的密度(kg/m3),为了简化计算,可取流量计指示的平均密度,或双方约定采用实验室测定的标准密度值。

为当地大气密度(kg/m3),一般情况下取1.2kg/m3,当双方约定海拔高度对大气密度影响不能忽略时,可按下式计算:

(7-2)

式中:为交接地点海拔高度m,根据当地气象部门提供数据。

“GB/T9109.5-2009石油和液体石油产品油量计算动态计量”在附录中列出了介质在不同密度下的空气浮力修正系数Fa表,在实际计算中可以直接查表得到。

4结论

用质量流量计进行计量交接时,根据国际惯例和我国法定要求应进行空气浮力修正,本文提出的空气浮力修正方法是科学合理的方法,空气浮力影响幅度与计量点海拔高度(或大气压)有直接关系,因此,应注意空气浮力影响修正的必要性。

参考文献

[1]GB/T1885-1998《石油计量表》产品部分[M].中国标准出版社,1999,1.

[2]国家质量监督检验检疫总局.JJG1038-2008科里奥利质量流量计检定规程[M].中国计量出版社,2008,8.

[3]国家质量监督检验检疫总局.GB/T9109.5-2009石油和液体石油产品油量计算动态计量[M].中国标准出版社,2009,7.

空气质量篇3

1.1研究区概况和采样点布设

本文选择武夷学院校园的空气负氧离子为研究对象。武夷学院位于海峡西岸经济区绿色腹地,坐落在“世界文化与自然遗产地”———武夷山市。校园依山傍水,湖光山色,鸟语花香,四季如画,被授予“全国绿化模范单位”、多次获得福建省省级“花园式单位”“园林单位”等荣誉称号。现校园占地面积2千余亩,在校师生万余人。采样点布设按校园不同功能区划分,主要划分为四个:生活区、景观区、活动区和教学办公区。具体分别为学校食堂门口(学生生活区内,人流量大,空气对流较差)、校内茶园(茶山地势较高、人流量最少,空气流通好)、学校操场(周边绿化好、人流量一般,空气流通好)和聚贤楼(用于教学办公楼,位于天心湖旁和校园主干道旁,人流量一般,空气对流一般)。

1.2测量仪器及方法

测量采用日本原产(负离子协会推介产品)KEC-900型空气正、负离子测试仪。仪器使用重要参数如下:空气流速:200cm/s;测定范围:10ions/cc-1999000ions/cc;湿度≤99%R.H(不凝结水);工作温度:-20°C-60°C等。由于空气负氧离子浓度瞬时变化较大,测量时将仪器置于支架上,离地面约30cm,并在每个观测点按东、西、南、北四个方向瞬间分别读数,取四个方向的平均值作为此观测点的负氧离子值。所测数据用Excel软件处理。

2结果与分析

2.1不同功能区负氧离子浓度水平

选择四个不同功能区(见上文),于2014年5月5日至8日连续四个晴天进行负氧离子浓度测定,时段为7:00至19:00,每次测定持续20min,取平均值进行研究。从图中可以看出负氧离子浓度水平为:后山茶园>学校操场>聚贤楼>学校食堂。结合具体采样点自然和人类活动环境进行分析,学校食堂在人流量大,空气对流较差等环境影响下负氧离子浓度水平为功能区最低;后山茶园地势较高、人流量最少,空气流通好,其负氧离子浓度水平为功能区最高;学校操场和聚贤楼人口密度和空气对流情况介于上述二者中间,负氧离子浓度水平也介于中间。可见反映了不同功能区负氧离子浓度受人类活动力度、海拔高度、空气流通状况、动态水体和植被分布等综合因素影响。这与负氧离子浓度空间分布不均匀,由市中心向郊区逐渐增大,随海拔高度的增加而增加等研究结果一致。

2.2天气变化和日变化对后山茶园负氧离子浓度影响

为了进一步研究空气中负氧离子浓度受天气变化和日变化的影响,选择了校园人类活动强度最弱的后山茶园为研究对象,进行晴天、阴天、小雨和暴雨四个不同天气条件,以及7:00-8:00、13:00-14:00和18:00-19:00三个日不同时刻的负氧离子浓度测量。测量结果如图2所示。具体分析如下:

(1)从不同天气条件来看,负氧离子浓度水平为:暴雨天>小雨天>雨后阴天>晴天。雨天条件下负氧离子浓度更高的主要作用机理是:水的Lenard效应使水分子裂解,暴雨的跌撞等自然过程中的水自上而下,在重力的作用下高速运动,使水分子裂解,产生大量空气负离子,并且空气湿度高时,负氧离子O2-易与水分子结合,形成负氧离子团簇O2-•H2O,这种团簇对负氧离子的寿命具有较大的影响。但文中阴天条件下负氧离子浓度高于晴天的这一结果与曾曙才等的研究不一致,主要原因可能与选择测定的阴天出现在雨天后还是紧继晴天后有关。本项目选择雨天后的阴天天气进行测定,在雨后的湿度影响下,阴天的负氧离子浓度会有所增加。表明了空气负离子浓度与相对湿度之间存在正相关,与已有研究结果一致。

(2)从日不同时刻观察,负氧离子浓度水平在晴天、阴雨天基本上为:上午>傍晚>中午,可见负氧离子浓度水平有明显的日变化特征。主要因为中午气温高,负离子浓度与气温存在指数负相关,这与已有研究结果相同。但是暴雨天气下,由于不同时间段雨量的不稳定变化,当中午雨量占日雨量明显优势时,其负氧离子也呈现日时段的最大值,关于该方面尚未见报道。该变化体现了空气负离子浓度的最主要气象因子是空气相对湿度,其次是光照强度,最小为气温。这与已有研究结果一致。

2.3校园空气质量评价

世界卫生组织(WMO)规定清新空气的负氧离子标准浓度为1000-1500个•cm-3,并以400个•cm-3作为旅游区空气负氧离子的临界浓度。目前国内尚未形成负氧离子浓度与空气质量和人体健康的统一标准,本文参考文献中常用标准进行校园空气质量评价。结合以上标准对武夷学院校园晴天条件下空气清新程度和与健康的关系进行评价。可见该校园整体空气质量等级可以稳定达到四级或者三级,空气较清新或清新,有利于增强人体免疫力、抗菌力或杀灭、减少疾病传染。同时该结果是在晴天条件下测定的相对保守评价。如果是雨天或者暴雨天随着负氧离子浓度增加,空气更加清新(可达到一级空气质量),对人体有利度增加,甚至具有治疗和康复功效。可见,武夷学院校园整体空气质量可以与国内大多公园、湖泊、森林、乡村、田野、旅游区等相媲美。这样的空气质量与武夷学院校园位于旅游城市、校内人均占地大(2千余亩,约1万5千名在校师生)、建筑物间距大、楼层低(最高为五层)、空气流通好、绿化面积高以及依山傍水等整体生态环境有关。

3结论与讨论

(1)校园不同功能区负氧离子浓度水平排序为:后山茶园>学校操场>教学区>学校食堂。反映了不同功能区负氧离子浓度受人类活动力度、海拔高度、空气流通状况、动态水体和植被分布等综合因素影响。

(2)研究空气中负氧离子浓度受天气变化和日变化的影响:负氧离子浓度水平为:暴雨天>小雨天>雨后阴天>晴天;上午>傍晚>中午。表明了空气与相对湿度之间存在正相关,与气温存在指数负相关。

(3)武夷学院校园整体空气质量等级可以稳定达到四级或者三级,空气较清新或清新,有利于师生健康。这样的空气质量与武夷学院校园整体良好生态环境有关。

(4)影响空气负氧离子浓度的因素很多,本文是在自然和人为综合影响下测定的,建议今后做室内模拟实验分析气象单因子(气温、湿度、风向、风速、光照等)影响,明确其影响机理,为提高空气中的负氧离子浓度,改善环境质量提供依据和方法。

空气质量篇4

关键词:空气质量流量计;诊断

中图分类号:U47文献标识码:A

1概述

发动机空气流量传感器安装在空气滤清器和节气门之间,偶尔它能“插入”到空气滤清器壳体内或装在进气通道中的传感器管段中。用来测定吸进发动机中空气的体积流量(m3/h)。现在测量负荷的传感器被优先选用,热线式和热膜式空气质量流量计都属于“热式”负荷传感器。这两种型式的空气质量流量计的工作原理相同。一个电热元件安装在进气空气流中,它被吸入的空气流冷却。由控制回路调整加热电路中电流的大小,使受热的热线(热膜)与吸入的空气之间温度的差值调整为一个常量。因此就可以通过测量维持恒定温度差的加热电流的大小,来反映实际流人的空气质量的大小。这种原理的空气质量流量计,能够自动补偿空气密度变化带来的影响,而这也是确定流入空气从电热元件吸收热量多少的重要方法之一。HFM2、HFM5、HFM6、HFM7与HFM7-1P热膜式空气质量流量计,其测量精确度比以往的空气质量流量计有了很大提高,如图1HFM5热膜式空气质量流量计所示:测量逆向气流,监测的精确性进一步提高,从而保证发动机最佳运行特性和最佳动力性,实现更低的燃油消耗、更低的排放水平。

2、空气质量流量计的诊断

空气质量流量计与发动机控制单元(如图2)空气质量流量计与发动机控制单元系统图如图所示。空气质量流量计上有三个端子和四个端子两种。它们共同的特点是电源系统都供给空气质量流量计电压12V;及空气质量流量计把计算出来的进气量以电压的形式通过导线传给发动机控制单元;为了防止干扰,空气质量流量计与发动机控制单元直接通过导线连接构成回路即信号回路采用双线制。不同点三线没有发动机控制单元供空气质量流量计的5V基准电压。

通过空气质量流量计与发动机控制单元系统图,就能得出空气质量流量计的工作范围:

1)空气质量流量计没有12V的电源电压的故障。

2)空气质量流量计没有5V的基准电压的故障。

3)空气质量流量计本身的故障

4)空气质量流量计与发动机控制单元之间线束的故障。

5)发动机控制单元的故障。

为了达到提高维修效率和一次修复率的目的,特设计如图3(故障诊断流程图)。以下就用卡罗拉、帕萨特车型进行详细分析:

2.1观察症状

空气质量流量计出现故障主要症状表现在:故障灯亮、发动机怠速不稳、抖动(怠速不良)、喘抖/加速不良(操纵性能差)、刚刚起动后发动机失速等。在进行检测前,应仔细辨认发动机的故障症状。有时还能发现尾气冒黑烟或闻到刺鼻的味道。当看见发动机故障灯亮时,应连接仪器读取故障码。

2.2读故障代码

只要出现故障代码,则说明控制单元已经辨别出传感器的信号已经超出规定值的阈值范围。

故障代码必须理解其故障含义,检查应有针对性。

当出现质量或体积空气流量电路低输入的故障含义时,应直接检查空气质量流量计的电源电路。如图4(卡罗拉空气质量流量计电路图)所示。用试灯分别检查3号端子电源12V和4号端子传感器到ECM的接地情况。如图5(帕萨特空气质量流量计电路图)所示。用试灯分别检查2号端子电源12V和3号端子传感器到ECM的接地情况。用万用表检查4号端子基准电压5V。在保证电源没有任何问题后,就要检查元件及信号线的情况。

元件的检测。卡罗拉车型,只需元件供上12V的电源,测量5号端子的电压,帕萨特车型,电源要连接12V和5V。用万用表测量5号端子的电压,如果没有电压,说明元件损坏,只要有电压,说明元件输出信号。接下来就是信号线及各个端子了,用万用表检查导线通断后及信号线对地短路。

当出现质量或体积空气流量电路高输入含义时,这时在电源方面,无需考虑正极,只需测量元件的接地线情况。元件的检测与上述操作一致,只不过检测信号电压时,看电压是否大于等于5V,大于等于5V说明元件内部对电源短路,元件已损坏。小于5V,则元件是好的。接下来就是信号线及各个端子了,用万用表检查导线通断后及信号线对电源短路。

我们将元件、线束包括各连接端子都检查后,发现没有问题,按排除法只有控制单元有问题了,只能更换控制单元。

2.3分离隔离对比法

当故障灯没有亮,调取故障代码又没有的情况下,这说明控制单元接收到空气质量流量计的电信号。此故障症状又非常像空气质量流量计故障,比较简单而且非常直观的方法就是分离隔离对比法。当隔离元件时,发动机控制单元检测出元件故障,当动机能通过转速传感器及节气门位置传感器信号替代空气质量流量计信号工作。

将空气质量流量计的连接端子拔下,观察发动机在故障非常明显工况下的症状。症状明显缓解,就说明空气质量流量计的错误信号导致发动机出现故障。如果配件充足,还可以采用更直观的替换对比法。

判断出元件故障范围时,应进行数值验证,这样可以减少误判的可能性。传感器的错误信号可以通过两种检测手段获得。

1)读取静态实际值

在发动机症状比较明显的情况下,读空气质量流量计的实际值是没有多大价值的。因为这时进气道内空气波动很大,所以导致实际值一直在变化。以这时的数据为依据,这肯定是站不住脚的,会导致误判。

空气质量流量计有参考价值的应是静态实际值,这时进气道内的空气是静止的。同时这也是空气质量流量计信号的起点。卡罗拉发动机不运转,点火开关置于ON(IG)位置30秒钟后,MAF实际值应低于0.23g/s。如图6(卡罗拉空气实际值)所示。

2)读取动态实际值

如表1(发动机在各个工况下正常实际值)所示。在发动机的运转比较平稳的工况下读取实际值与表中的实际值进行对比。实际值相差较多就可判断发动机控制单元接收了错误的信号。

如图7(卡罗拉空气量与发动机转速实际值)所示。连续监测实际空气质量和发动机转速。利用纵坐标可以看清在不同的转速下实际空气质量。只有这样才能判断出空气质量流量计信号的准确性。

当空气质量流量计的连接端子拔下,发动机的故障症状没有明显变化。说明空气质量流量计没有发出错误信号。如果继续判断是空气质量流量计故障,则只可能是线束、控制单元或包括连接端子有故障。

排除故障后,应进行修复后的验证,系统正常后,应再次读故障码,包括在维修时涉及到得其它系统的故障码,必须消除。

结语

通过设计合理完整的诊断流程,以故障症状入手,充分利用现有检测设备,尽可能少的拆解步骤,提高了诊断效率及准确率。大量减少了不必要的拆解步骤,无论是在教学中还是在生产实践工作中,将起到很好的指引作用。使一些盲区及疑难杂症迎刃而解。培养应用设备分析问题的能力。

参考文献

[1]朱军.汽车故障诊断方法[M].北京:人民交通出版社,2008.

[2]吴森.汽油机管理系统[M].北京:北京理工大学出版社,2002.

空气质量篇5

关键词室内空气品质评价标准计算流体力学

室内是城市中大多数人工作与生活的场所,人们在室内的时间约占总时间的80%以上,所以人们的日常生活、身心健康、工作效率等均与室内环境状况有关。随着人们生活水平的提高,居住环境的改善,家庭装修变得异常火热。根据中国建筑装饰协会的统计数据,我国新建住宅装修率达到了95%以上。而有机合成材料在室内装饰及设备用具方面的广泛应用,致使室内挥发性有机化合物(VOC)气体大量散发,严重恶化了室内空气品质。此外,由于20世纪70年代的全球能源危机,能源消耗面临严峻的考验,现代建筑物密闭程度增加,新风量不足,使室内空气污染物不容易扩散,增加了室内人群与污染物的接触机会,出现了由于建筑本身不环保不卫生而导致的“病态建筑综合症”(SickBuildingSyndrome,SBS)。世界卫生组织(WHO)估计[1],世界上有将近30%的新建和整修的建筑物受到SBS的影响,大约有20%~30%的办公室人员常被SBS症状所困扰。因此,继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后,现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。

1室内空气品质与舒适性

空气品质是描述空气质量好坏的概念,它是指空气的温度、湿度、气流速度、洁净度等空气指标的综合效应。舒适性是指人在温和环境中的热感觉,当感觉不冷不热时,这个环境就是舒适的环境;反之当感觉到热或者冷时,这个环境就是不舒适的。人的健康、自身感觉及工作能力在很大程度上取决于室内的舒适状况。换句话说,舒适性是人体对空气环境的满意程度,是人体对空气品质的主观反映。室内的气流直接影响室内的温度场、速度场和污染物的分布[2],这些量关系到室内人员的舒适感,随着人们生活水平的日益提高,如何创造舒适的室内环境越来越受到人们的重视。

通过室内舒适性和空气品质的研究,可看出它们有着本质的、密切的联系。如影响舒适性的主要因素——空气温、湿度影响着人对室内空气品质的感觉。丹麦技术大学新的综合性研究证明[3],感知的空气品质受到空气湿度和温度的强烈影响。实验表明,保持适当低的湿度以及全身热舒适性中所要求温度范围下限的温度是有利的,这样可以减少病态建筑综合症的发生。气流组织形式不仅对舒适性有作用,而且可提供高品质的室内空气。合理的空气流动有助于创造舒适的室内环境,同时还能稀释室内空气中的污染物浓度,或及时排除室内污染物。较高的洁净度,即污染物(尘、菌、CO2、NH3、氡、甲醛等)对舒适性也有着至关重要的影响,而且这种影响在一定程度上超出了温、湿度的影响。舒适性和空气品质的研究往往是同时展开的。

2室内空气品质与通风效率

室内通风或空气调节的意义主要体现在以下两个方面:(1)为室内人员提供呼吸所需要的新鲜空气、稀释和去除室内气味、污染物,改善和维持良好的室内空气品质。(2)除去室内的余热余湿,为室内人员创造舒适宜人的室内环境。随着人们对室内空气品质要求的不断提高,通过通风来改善室内空气品质已成为一个重要的手段。

通风效率(VentilationEfficiency)表示送风排除室内余热及有害物的迅速程度,它从整体上反映一个通风系统新风的有效利用情况,是衡量通风系统有效性的主要指标[4,5],对保证室内空气品质满足舒适性要求有重要的使用价值。通风的有效性主要是指:供给足够的新风量,恰当的送风量,理想的送排风布局,提高通风效率[6]。发挥通风有效性,既要注重新风的量,更要注重新风的质。合理确定新风口的位置,采集高品质的新风,尽量减少或者消除新风处理、传递和扩散中的污染。然而,在有关空气品质的研究中,国内大多数的工作是以整个房间为控制体,忽略了通风效率与室内污染物浓度的关系。

在通风房间内,新风量和风口位置、送风特性决定着室内空气的温度、相对湿度以及污染物的分布。因此有效的通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,控制室内空气污染物水平,保证实现健康建筑有着重要的意义。

3室内空气品质评价方法及标准

室内空气品质的定义在近20年中经历了许多变化,最初,人们把空气品质几乎等价为一系列污染物浓度的指标。1989年,丹麦科技大学的FANGER教授在空气品质会议上提出了室内空气品质的定义:品质反映了满足人们要求的程度,如果人们对空气满意就是高品质,反之就是低品质[7];英国的CIBSE(CharteredInstituteofBuildingServicesEngineers)认为如果室内50%以下的人能感觉到任何气味,20%以下的人感觉到不舒服,10%以下的人感觉到粘膜刺激,而且5%以下的人在不足2%的时间内感到烦躁,则可认为此时的室内空气品质是可接受的[8]。这两种定义都将室内空气品质完全变成了人们的主观感受。

近年来,美国ASHRAE(AmericanSocietyofHeating,Refrigerating,Air-ConditioningEngineers)标准62-1989R中,提出了“可接受的室内空气品质”(AcceptableIndoorAirQuality)和“感受到的可接受的室内空气品质”(AcceptablePerceivedIndoorAirQuality)等概念[9]。可接受的室内空气品质是:空调房间中绝大多数人没有对室内空气不满意,并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度。感受到的可接受的室内空气品质是:空调房间中绝大多数人没有因为气味或刺激而表示不满。在这一标准中,考虑到客观指标和人的主观感受两方面的内容,从而使该标准,较为科学和全面。

2003年我国实施了“GB/T18883—2002室内空气质量标准”,将室内空气质量定义为:室内空气应无毒、无害、无异常嗅味,并规定了一系列与人体健康有关的物理、化学、生物、放射性等污染物的限量值。

3.1室内空气品质标准

随着室内空气品质定义的不断完善,各国也相应的出台了一些室内空气品质标准。

3.1.1我国的IAQ标准

要对室内空气品质进行评价,必须建立相应的评价标准。通过近20年的努力,我国初步建立起一套关于IAQ的评价系统。表1大体总结了我国政府公布并实施的相关法规。

表1我国IAQ评价标准

相关标准主要内容

民用建筑工程室内

环境污染控制规范

GB50325—2001强制性国家标准

根据使用功能和个人暴露时间,民用建筑划分为两类,分别确定其控制要求,建立包括辐射性氡、甲醛、氨、苯、TVOC在内的5种化合物的限值

室内空气质量标准

GB/T18883—2002应用于民用建筑和办公建筑,规定了有关化学、物理、生物、放射性的19种

控制指标

GB50325—2001、GB/T18883—2002等国标提出了一套室内空气质量的控制指标,对于进行室内空气质量评价,改善室内环境具有重要的意义。

3.1.2国内外IAQ标准的比较

世界各国对IAQ已有深入研究,但目前除我国外,还没有一个国家系统地制订出IAQ标准,主要原因在于IAQ管理及实际操作中的困难性。部分国家和地区制订的IAQ相关标准有:加拿大的居民室内质量指引、办公楼空气质量技术指南、公共楼房过滤细菌污染认识与管理指南;日本的楼房卫生保养法、楼房卫生条例、办公楼卫生条例[10];新加坡的办公楼良好室内空气质量指引、楼房控制法规、机械通风工作守则;韩国的公共卫生法;美国的可接受的IAQ通风标准[11];中国香港的办公室及公共场所室内空气质量管理指引等。

比较我国与其他国家地区的IAQ标准,可以总结出如下特点:

(1)目前世界各国制订IAQ相关标准的目的不同,内容不统一,而且多为推荐标准,总体上可以归纳为5类:空气污染卫生基准、职业安全标准、公共场所IAQ标准、居民住宅IAQ指导标准、暖通空调的行业标准(HVAC)。

(2)与发达国家相比,我国IAQ标准基于我国室内空气的特点包含的指标较多。

(3)发达国家的机械通风行业标准一般包括IAQ标准,而我国则在IAQ标准中包含一些暖通方面的指标。

(4)由于各国国情不同,室内污染特点不同,人种、体质特性不同,因此,各国IAQ标准值是有差别的。

3.2室内空气品质评价

随着人们对室内空气品质认识的逐渐深入,对室内空气品质的评价也越来越科学全面。室内空气品质评价是人们认识室内环境的一种科学方法,它是随着人们对室内环境重要性认识不断加深而提出的新概念。

室内空气品质评价是对某个具体环境的各环境要素进行比较分析,分析其室内空气质量的主要影响因素,预测其在一定时期内的变化趋势,评价其对人群工作、生活的适宜程度,并提出经济可行的控制治理措施。室内空气品质评价的目的在于:(1)掌握室内空气品质的状况及其变化趋势,以便展开室内污染的预测工作;(2)评价室内空气污染对健康的影响,以及室内人员接受的程度,为制订室内空气品质标准提供依据;(3)弄清污染源(如建材、涂料等)与室内空气品质状况的关系,为建筑设计、卫生防疫、控制污染提供有力依据。

当前,室内空气品质评价一般采用量化监测和主观调查相结合的手段[12-13],而评价标准也从单纯的客观标准逐渐发展到与主观感受相结合。现将国内外评价室内空气品质一些较为成熟的评价方法和评价指标做一简要介绍。

3.2.1主观评价和客观评价相结合的综合评价方法

这一评价过程主要有3条路径,即客观评价、主观评价和个人背景资料[13,14]。

客观评价就是直接用室内污染物指标来评价室内空气品质的方法,即选择具有代表性的污染物作为评价指标,全面、公正地反映室内空气品质的状况。国际上通常选用CO2、CO、HCHO、可吸入性微粒、NOX、SO2、室内细菌总数,加上温度、相对湿度、风速、照度以及噪声共12个指标来定量地反映室内环境质量。这些指标可以根据具体对象适当增减,我国国标中有19个评价指标。

主观评价主要是通过对室内人员的询问得到的,即利用人自身的感觉器官进行描述和评判工作。这些评价用国际整理的调查表方法来规范和量化,主要归纳为4个方面的内容:在室者和来访者对室内空气不接受率,对不佳空气的感受程度,在室者受环境影响而出现的症状及其程度。

个人背景调查中一部分是排他性调查,另一部分是个人资料调查,主要用以排除非室内空气品质因素所引起的干扰以及潜意识对评价的影响,以有助于作出正确判断。

最后综合以上3条路径的资料,通过统计分析,来评价室内空气品质。根据要求,可评定室内空气品质的等级、作出仲裁、提出咨询意见或提供整改对策与措施。

3.2.2olf-decipol定量空气污染指标

丹麦的Fanger教授提出用感官法定量描述污染程度[15]。他采用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:1olf为一个“标准人”的污染物散发量,其他污染源也可用它来定量。并用decipol来定量空气品质。1decipol表示用10L/s未污染的空气稀释1olf污染后所获得的室内空气品质。同时结合IAQ主观评价指标PDA(预期不满意百分比)来评价室内空气品质。

3.2.3空气耗氧量COD

空气耗氧量是由前苏联学者于20世纪80年代提出的。空气耗氧量是指利用有机物的被氧化特性,通过一定的方法测定室内VOC(VolatileOrganicCompound)被氧化的空气耗氧量,以表征室内VOC的总浓度。其原理是基于空气污染物中的有机物可被重铬酸钾—硫酸液完全氧化;根据有机物被氧化时消耗的氧气量即可推算出空气耗氧量的含量[16]。

据测定,COD随室外空气污染与室内污染来源如人群活动、吸烟、臭源的程度不同而变化,且与室内空气品质的其他指标如CO2、空气负离子、甲醛、微生物均有明显的相关性,说明它是综合性很强的室内空气污染指标,和其他指标既有联系,又具有本身的相对独立性(反映室内有机物的浓度),为VOC定量评估及室内空气品质的评价提供了有利条件。

3.2.4CFD技术

随着计算机技术、数值模拟技术的发展,利用计算流体力学CFD(ComputationalFluidDynamics)对室内空气流动进行数值模拟的方法应运而生。CFD数值模拟法是通过计算机数值计算和图像显示,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。它可以模拟室内空气中气流的运动状态和污染物在空气中的分布状况。简单地说,该方法就是在计算机上虚拟地做实验,依据室内空气流动的数学物理模型,将房间划分为小的控制体,把控制空气流动的连续的微分方程组离散为非连续的代数方程组,然后结合实际的边界条件在计算机上进行数值求解。只要划分的控制体足够小就可认为离散区域上的离散值代表整个房间内空气分布情况[17]。其理论依据是质量、动量以及能量三大守恒定律[18-20]。

4CFD技术在室内空气研究中的应用

CFD在暖通空调工程中的应用始于1974年,由于数值模拟方法具有周期短、费用低、并且能够预先进行等特点,因此目前被看成是室内空气品质评价最有希望的一种有效工具。国外在这方面发展较快,目前国内也有一些大学或科研机构在对此进行研究。从国内外研究动态来看,目前的相关研究还较多局限于边界形状比较规则的定常室内气流特性和气流品质问题。同时,对室内湍流流动的影响的研究还不深刻。

利用CFD技术研究室内空气品质问题,主要是通过求解偏微分方程,得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气龄等参数,从而评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等[21],并可结合人体舒适的评价标准,来考察舒适性在室内的分布情况,因此近10年来得到了长足的发展。随着计算机运算速度的提高、计算流体模型的完善,数值模拟方法将会成为室内空气客观评价的有效工具,并在模拟室内空气的流动特性方面发挥巨大的作用。

笔者认为,目前用CFD模拟室内空气状况还存在以下问题:

(1)目前,国内外对于室内空气的研究主要集中在对室内通风状况及气流分布情况的研究、热舒适度(温度场)等方面的研究,而对于室内相对湿度和洁净度即室内污染物浓度的研究则不够深入;

(2)现阶段对室内空气的研究大部分是对房间通风的研究,对带有净化器的房间的模拟还较少。随着人们生活水平的不断提高,净化器走进普通居民家中也将成为一种趋势,研究净化器的工作对室内空气的影响有实际意义。

屈伟等[22]应用FLUENT数值模拟法结合污染物检测评价法,模拟了某办公室(见图1)密闭若干小时和通风一定时间后,房间内甲醛浓度的变化。这是与《室内空气质量标准》(GB/T18883—2002)中所要求的状况完全一致的模拟。

图1办公室的几何模型

a房间密闭6hb密闭12h之后通风3min

图2距地板1.2m处甲醛浓度分布图

图2为距地面高度1.2m处的甲醛浓度分布图,a、b两图分别显示了房间密闭6、12h后通风3min的甲醛浓度分布情况。

图3中a、b两图分别为房间内B点在密闭和密闭12h后通风情况下的浓度随时间的变化趋势。

a房间密闭工况b密闭12h之后通风工况

图3B点甲醛浓度随时间的变化

通过模拟室内甲醛浓度的变化情况,使实际监测工作者对室内污染物的分布、扩散、房屋密闭时间、采样不均匀性等诸多方面有了更进一步的认识。

由于污染物的浓度在房间内不是均匀分布的,因此要根据现场情况结合室内空气流体力学的模拟结果合理地选择采样点,并要严格遵守国标规定的房间密闭时间。本实验还探索建立了与实验检测相似的模型,数值模拟的结果可以从时间、空间的不同角度反映出一个先密闭后通风的办公室中污染物的变化规律,这是实验检测难以做到的,为实验研究提供了理论依据。

5展望

随着计算机技术的迅速发展和CFD软件的不断开发与完善,用CFD计算模拟室内任意一点的污染物浓度及室内空气整体的状态和趋势已经越来越受到人们的青睐。研究室内污染物分布规律对开发经济有效的技术措施,控制工作区空气品质具有重要的理论意义和实用价值。

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