一种基于人体呼出CO2测量多区建筑通风量的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于人体呼出CO2测量多区建筑通风量的方法，包括放置CO2浓度测试仪器，绘制空间平面图；记录居住人员个人信息，记录测试空间的各门窗开闭情况；CO2浓度测试仪器持续工作24小时以上；把空间分为一个或多个区；计算各区体积；根据居住人员身高体重，活动类型，计算各区人体呼出的CO2量；假定各区通风量初始值；变换各区假设的通风量，拟合CO2浓度曲线，得到最终各区通风量结果。以往示踪气体测试建筑通风量的方法，在经济和实用性上具有一定局限性；以往以CO2为示踪气体的方法只局限于单区建筑。本发明专利技术采取有效的假设，进行的建筑通风量计算可应用于多区的空间，解决的多区空间通风量的计算问题，能够简单方便又快速有效的测量计算多区空间的实时通风量大小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属建筑测量
，具体涉及一种。
技术介绍
目前对于建筑通风量的测量和计算多采用示踪气体技术。示踪气体技术是根据示 踪气体质量守恒方程来计算建筑通风量。根据示踪气体的释放和监测形式该技术可分为三 类：（1)示踪气体恒定释放法；（2)示踪气体衰减法；(3)示踪气体恒定浓度法。示踪气体恒 定释放法是将示踪气体以恒定的速度不断释放到测试空间中，监测和记录气体浓度，用以 计算通风量。示踪气体衰减法是将一定量的示踪气体释放到测试空间中，气体在该空间中 浓度混合均匀后，记录初始浓度及浓度的衰减，用以计算通风量。示踪气体恒定浓度法是将 示踪气体不断注入到测试空间中，监测并控制空间中该气体浓度保持恒定，记录气体浓度 及释放量，用以计算通风量。 常用的示踪气体主要有SF6, CF4, 0)2等。使用SF6, CFjt为示踪气体的方法花 费高，监测仪器不便携，不能进行实地的长时间监测。使用人体呼出的co2作为示踪气体 的方法，花费低，且气体在空间长期存在，测量仪器便携，可测量实时通风量，测量方便灵 活。丹麦技术大学的Petra Stavova博士利用人体呼出的C02作为示踪气体发展了单区模 型用以测量和计算住宅建筑的通风量（Stavova P. 2004. A method for air change rate measurements in dwellings based on carbon dioxide produced by people. Master Thesis，Technical University of Denmark，Denmark^ 但该方法有其局限性，不能用于测 量C02浓度分布不均匀的多区建筑。因此有待开发新的测量技术和方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于人体呼出C02测量多区建 筑通风量的方法，克服现有技术中测量C02浓度分布不均匀的多区建筑具有局限性的问 题。 本专利技术的技术方案是：一种基于人体呼出C02，该方法 包括如下步骤： (1)放置co2浓度测试仪器，绘制空间平面图，标注房间尺寸； (2)记录居住人员个人信息（如身高、体重）、活动情况及时间、睡觉时间，记录测 试空间的各门窗开闭情况； (3)待C02浓度测试仪器工作24小时以上（或更长时间，取决于仪器的存储空 间），取回仪器，录入co 2浓度数据； (4)把空间分为一个或多个区； (5)根据测试所得的房间尺寸，计算各区体积；根据居住人员身高体重，活动类 型，利用公式，计算各区人体呼出的co2量； (6)假定各区通风量初始值； (7)变换各区假设的通风量，拟合0)2浓度曲线，得到最终各区通风量结果。 所述步骤⑴中，放置0)2浓度测试仪器的方法为，在人员经常活动的房间放置C02 浓度测试仪器，例如卧室，客厅，书房等，测试之前，应先对测试仪器进行校正；设定测量间 隔时间（一般为1分钟）。仪器的放置位置应在垂直地面以上1-1. 5m内，避免放在人员头 部正上方。放置位置避免窗户、门等进风区，避免空间内通风不畅的死角区（如屋角）。在 此同时，测量室外〇) 2浓度20-30分钟，作为C02背景浓度参考值。 所述步骤（4)中，把空气分为一个或多个区的方法为，根据空间类型及测试所得 的〇)2浓度曲线，把空间分为一个或多个区。当空间内门全开，且各房间co2浓度值与整个 空间co 2浓度平均值的逐点差值最大不超过10%时，整个测试空间可视为单区；否则，根据 房间功能和〇)2浓度值将整个空间分为多区。 所述步骤（5)中，计算各区人体呼出的C02量计算方法为，根据居住人员身高体 重，活动类型，计算各区内人员产生的〇) 2量。计算每一个人的0)2产生量时，把人员身高量 减去3cm和体重减去5kg之后计算得到的0) 2作为最小C02产生量，把人员身高量加上3cm 和体重加上5kg之后计算得到的0) 2作为最大CO 2产生量，在最终拟合时，CO 2产生量在最大 值和最小值之间变化，最终得到一个最为合适的C02产生量，如此用以避免身高体重的错误 报告。人体呼出的C0 2量计算公式为： 式中，R表示人员呼吸比，通常取0. 83 ;H表示人员身高；W表示人员体重；M表示人 员代谢率。 所述步骤（7)中，通风量计算方法为，把从窗和门通过的气体视为单向流动，根据 示踪气体质量守恒公式，计算各区每个间隔时间的C0 2浓度变化量： 式中，Ac是每个间隔时间内所计算空间的C02浓度变化量；At是间隔时间；Vz_ 是所计算空间的体积；F是0)2释放量；N是所计算空间的通风量；(：_表示室外CO 2浓度值； K，是以门相通的隔壁空间的空气流向所计算空间的量，下标从1到n表示相邻的1到n 个空间；(^是At时间段开始时以门相通的隔壁空间的C02浓度值，下标从1到n表示相邻 的1到n个空间；c是At时间段开始时所计算空间的C02浓度值。其中，F可由公式（1) 计算而得。 根据最小二乘法，变换各区假设的通风量，使得co2浓度测量值和co2浓度计算值 达到最优拟合，此时的计算过程中所假定的通风量即为最终各区的通风量结果。 本专利技术的有益效果为：以往利用SF6、CF4示踪气体测试建筑通风量的方法，在经 济和实用性上具有一定局限性；以往以C02为示踪气体的方法只局限于单区建筑。本专利技术 在考虑了空间的风压及热压后，采取有效的假设，在此基础上进行的建筑通风量计算可应 用于多区的空间，解决的多区空间通风量的计算问题，能够简单方便又快速有效的测量计 算多区空间的实时通风量大小。【附图说明】 图1本专利技术多区建筑通风量测试及计算方法的流程图； 图2本专利技术气体在二区建筑空间流动的二区模型示意图； 图3本专利技术气体在三区建筑空间流动的三区模型示意图。【具体实施方式】 本专利技术的最佳实施方式在于计算晚上睡眠期间多区建筑通风量。在此期间人员 co2产生率、门窗开闭情况处于恒定状态，在室外气候条件没有突变的情况下，认为建筑通 风量是一个定值。 为使本专利技术的技术方案更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描 述。具体测试和计算流程图见图1。 首先要描述的是本专利技术中获取0)2浓度实地测试数据的测试方法，具体测试方法 包括如下步骤，流程参见图1 : 1)在人员经常活动的房间放置C02浓度测试仪器，例如卧室，客厅，书房等，测试之 前，应先对测试仪器进行校正，设定测量间隔时间（一般为1分钟），仪器的放置位置应在垂 直地面以上1-1. 5m内，避免放在人员头部正上方。放置位置避免窗户、门等进风区，避免 房间角落等死角区。在此同时，测量室外〇)2浓度20-30分钟，作为0) 2背景浓度参考值。 2)绘制待测空间平面图，标注空间尺寸。 3)记录建筑室内人员个人信息（如身高、体重）、活动安排及对应的时间，记录测 试空间的各门窗开闭情况。 4)待0)2浓度监测完毕后，取回仪器，下载和保存CO 2浓度数据。 其次要描述的是利用0)2数据计算通风量的方法。图1中给出了本专利技术的多区建 筑通风量计算方法的流程图，包括： 1)根据空间类型及测试所得的0)2浓度曲线，把空间分为一个或多个区。当空间 内门全开，且各房间C0 2浓度值与整个空间C02浓度平均值的逐点差值最大不超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人体呼出CO2测量多区建筑通风量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)放置CO2浓度测试仪器，绘制空间平面图，标注房间尺寸；(2)记录居住人员个人信息、活动情况及时间、睡觉时间，记录测试空间的各门窗开闭情况；(3)待CO2浓度测试仪器工作24小时以上，取回仪器，录入CO2浓度数据；(4)把空间分为一个或多个区；(5)根据测试所得的房间尺寸，计算各区体积；根据居住人员身高体重，活动类型，利用公式，计算各区人体呼出的CO2量；(6)假定各区通风量初始值；(7)变换各区假设的通风量，拟合CO2浓度曲线，得到最终各区通风量结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙越霞，侯静，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12