一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统及实现方法技术方案

本发明专利技术具体涉及一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统及实现方法，该实现方法包括：穿透模块，用于根据建筑物的不同通风工况，分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的质量；沉降模块，用于根据室内空间设计、人员活动和通风条件，计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；室内颗粒物质量计算模块，用于根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；人体颗粒物浓度暴露量计算模块，用于根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。通过本发明专利技术提供的技术方案，能实现建筑物室内颗粒物质量浓度的计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颗粒物浓度计算
，具体涉及一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统及实现方法。
技术介绍
近年来，大气环境污染严重影响了我国居民的正常工作生活和身心健康。营造良好的建筑室内人居环境可以在室外环境污染严重的情况下，有效降低颗粒物暴露对人员健康造成的危害。在建筑设计和实际控制过程中，如何准确模拟室内颗粒物的污染情况，需要专业的数值计算软件进行模拟分析，提供具体可参考的数据。目前多数研究是针对室外环境颗粒物或室内颗粒物捕集装置的相关研究，国内尚未检索到专门针对建筑室内颗粒物环境污染的数值计算模拟软件。现有研究不能很好地实现建筑室内颗粒物环境的动态逐时模拟，无法系统展现室内颗粒物的动态穿透、沉降效率和行为。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统及实现方法，实现建筑物室内颗粒物浓度的计算。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统，包括：穿透模块，用于根据建筑物的不同通风工况，分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的质量；沉降模块，用于根据室内空间设计、人员活动和通风条件，计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；室内颗粒物质量计算模块，用于根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；人体颗粒物浓度暴露量计算模块，用于根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统的实现方法，包括：步骤S1、穿透模块分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的浓度；步骤S2、穿透模块分别计算出不同通风工况下通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的单位体积内的颗粒物质量；步骤S3、沉降模块根据室内空间设计、人员活动和通风条件，依据实验结果和经验公式计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；步骤S4、室内颗粒物质量计算模块根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内单位体积内的颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；步骤S5、人体颗粒物浓度暴露量计算模块根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。优选地，所述步骤S1具体包括：步骤S11：根据公式计算通过建筑物围护结构缝隙进入室内的颗粒物浓度CEin，其中，为建筑物外窗缝隙的穿透系数，根据建筑物外窗内外侧的平均颗粒物浓度检测值确定；f(di)为粒径为di的颗粒物的浓度分布函数，0.001≤f(di)≤1，为已知量；Cout为室外颗粒物的浓度，为已知量；步骤S12：根据公式计算通过通风管道进入室内的颗粒物浓度CDin，其中，为通风管路的穿透系数，根据通风管道的几何尺寸和气流组织变化规律确定；步骤S13：根据公式计算通过过滤装置过滤后室内的颗粒物浓度CFin，其中，为过滤装置的穿透系数，根据过滤装置对不同粒径的颗粒物的补集效率随气流组织、容尘量的变化情况确定。优选地，所述步骤S2包括：步骤S21、若通过建筑物围护结构缝隙进入室内的风量为QEin，则通过建筑物围护结构缝隙进入室内的单位体积内的颗粒物质量MEin＝QEinCEin；步骤S22、若通过通风管道进入室内的风量为QDin，则通过通风管道进入室内的单位体积内的颗粒物质量MDin＝QDinCDin；步骤S23、若通过过滤装置过滤后室内的风量为QFin，则通过过滤装置过滤后室内的单位体积内的颗粒物质量MFin＝QFinCFin。优选地，所述步骤S2还包括：步骤S24、在渗透通风且无通风过滤装置的房间内，室内单位体积内的颗粒物质量Min1＝MEin；步骤S25、在渗透通风且具有新风过滤装置的房间内，室内单位体积内的颗粒物质量Min2＝MEin+MFin；步骤S26、在渗透通风且具有中央空调和新风过滤装置的房间内，室内单位体积内的颗粒物质量Min3＝MEin+MDin+MFin；步骤S27、在渗透通风且具有新风过滤装置和回风过滤装置的房间内，室内单位体积内的颗粒物质量Min4＝MEin+MDin+MFin。优选地，所述室内颗粒物逐时质量分布值为：Mr=Σi=0.001i=10f(di)Cout(QdiEPdiE+QdiDPdiD+QdiFPdiF)QdrrΣi=0.001i=10g(di)Cr-QdiexΣi=0.001i=10h(di)Cex]]>其中，Mr为室内可吸收颗粒物源的稳定质量，Cout为室外颗粒物浓度，Cr为室内颗粒物源的浓度，Cex为由室内排出室外部分的颗粒物浓度，g(di)为室内源的粒径分布函数，为围护结构渗透通风量，为通风管道通风量，为新风系统通风量，为室内空间体积，为排风量，h(di)为室内τ时刻排风室内颗粒物浓度。优选地，人体颗粒物浓度暴露量为：E＝FINF·Cout+Cig+Cpc，其中，E是总暴露量；Cig是室内颗粒物发生源浓度，根据实验数据得到；Cpc是人员活动发生的颗粒物浓度，根据实验数据得到；FINF为渗透系数，a为换气次数，根据室外环境、围护结构、室内环境和人员行为确定；p为穿透系数，根据室外环境、围护结构、室内环境、人员行为、颗粒物粒径、颗粒物化学成分和颗粒物所带电荷量确定；k为沉降系数，根据室内环境、人员行为、颗粒物粒径、颗粒物化学成分和颗粒物所带电荷量确定。本专利技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：由上述技术方案可知，本专利技术提供的这种建筑物室内颗粒物浓度计算系统，穿透模块能够根据建筑物的不同通风工况，分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的质量；沉降模块能够根据室内空间设计、人员活动和通风条件，计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；室内颗粒物浓度计算模块能够根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；人体颗粒物浓度暴露量计算模块能够根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量，相比现有技术，能实现建筑物室内颗粒物质量浓度(单位体积内颗粒物质量)的计算。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统的示意框图；图2为本专利技术一实施例提供的一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统的实现方法的流程示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。参见图1，本专利技术一实施例提供的一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统100，包括：穿透模块101，用于根据建筑物的不同通风工况，分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的质量；沉降模块102，用于根据室内空间设计、人员活动和通风条件，计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；室内颗粒物质量计算模块103，用于根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；人体颗粒物浓度暴露量计算模块104，用于根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。需要说明的是，本文中的室内颗粒物质量守恒方程为：Mr＝M穿透+M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统，其特征在于，包括：穿透模块，用于根据建筑物的不同通风工况，分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的质量；沉降模块，用于根据室内空间设计、人员活动和通风条件，计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；室内颗粒物质量计算模块，用于根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；人体颗粒物浓度暴露量计算模块，用于根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。

【技术特征摘要】
1.一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统，其特征在于，包括：穿透模块，用于根据建筑物的不同通风工况，分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的质量；沉降模块，用于根据室内空间设计、人员活动和通风条件，计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；室内颗粒物质量计算模块，用于根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；人体颗粒物浓度暴露量计算模块，用于根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。2.根据权利要求1所述的一种建筑物室内颗粒物浓度计算系统的实现方法，其特征在于，包括：步骤S1、穿透模块分别计算出通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的颗粒物的浓度；步骤S2、穿透模块分别计算出不同通风工况下通过建筑物围护结构缝隙、通风管道和过滤装置后进入室内的单位体积内的颗粒物质量；步骤S3、沉降模块根据室内空间设计、人员活动和通风条件，依据实验结果和经验公式计算室内不同气流组织形式下不同粒径的颗粒物的沉降量；步骤S4、室内颗粒物质量计算模块根据室内颗粒物质量守恒方程及穿透模块输出的室内单位体积内的颗粒物质量和沉降模块输出的室内颗粒物沉降量，计算出室内颗粒物逐时质量分布值；步骤S5、人体颗粒物浓度暴露量计算模块根据颗粒物的渗透系数，计算人体颗粒物浓度暴露量。3.根据权利要求2所述的建筑物室内颗粒物浓度计算系统的实现方法，其特在于，所述步骤S1具体包括：步骤S11：根据公式计算通过建筑物围护结构缝隙进入室内的颗粒物浓度CEin，其中，为建筑物外窗缝隙的穿透系数，根据建筑物外窗内外侧的平均颗粒物浓度检测值确定；f(di)为粒径为di的颗粒物的浓度分布函数，0.001≤f(di)≤1，为已知量；Cout为室外颗粒物的浓度，为已知量；步骤S12：根据公式计算通过通风管道进入室内的颗粒物浓度CDin，其中，为通风管路的穿透系数，根据通风管道的几何尺寸和气流组织变化规律确定；步骤S13：根据公式计算通过过滤装置过滤后室内的颗粒物浓度CFin，其中，为过滤装置的穿透系数，根据过滤装置对不同粒径的颗粒物的补集效率随气流组织、容尘量的变化情况确定。4.根据权利要求3所述的建筑物室内颗粒物浓度计算系统的实现方法，其特在于，所述步骤S2包括：步骤S21、若通过建筑物围护结构缝隙进入室内的风量为QEin，则通过建筑物围护结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清勤，王军亮，范东叶，龚延风，
申请(专利权)人：王清勤，王军亮，
类型：发明
国别省市：北京;11