室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法技术

本发明专利技术公开了室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，属于室内空气污染研究技术领域。本发明专利技术考虑了室外污染对室内甲醛浓度的影响，引入街道峡谷模型，建立了一套可以长期预测室内甲醛浓度的模型，并可以通过室内装修方案或室内通风策略，以降低室内甲醛浓度；同时基于室内甲醛浓度预测的结果，对室内甲醛浓度致癌风险进行了评价，通过预测长期的室内甲醛浓度变化状况，分析了不同情境下的室内甲醛健康风险；本发明专利技术能够方便人们在房间装修之前，根据装修方案和室外街道中甲醛污染状况，准确地预测装修之后的室内空气品质状况，进而评价对人类健康的影响。评价对人类健康的影响。评价对人类健康的影响。

【技术实现步骤摘要】
室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法


[0001]本专利技术涉及室内空气污染研究
，尤其涉及室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法。

技术介绍

[0002]进入新世纪以来，对生态环境的保护成为了我国在社会和经济发展中一个重要的问题。人们和社会对水环境、大气环境等问题的关注度不断升温；但是，人们在关注这些问题的同时，往往忽视了与人们生活关系最为密切的，对人体危害可能更大的一种环境问题——室内空气污染；室内空气质量状况是影响人类健康的重要因素之一，已经引起人们的高度关注，随着社会和经济的发展，当代建筑的密封性和室内装修程度越来越高，室内空气污染也越发严重，其中，甲醛是影响室内空气质量和人类健康的重要污染物，在2017年被列为一级致癌物，室内甲醛浓度可以作为反映室内空气质量状况指标之一。
[0003]目前，对室内甲醛浓度的研究主要集中室内甲醛净化、释放速率以及对人体健康的影响；室内甲醛浓度预测与评价的研究主要考虑室内建筑及装修材料对室内甲醛浓度的影响，忽略街道中机动车排放的甲醛对室内甲醛浓度的影响，因此如何在房间装修之前，根据装修方案和室外街道中甲醛污染状况，准确地预测装修之后的室内空气品质状况，是提升室内空气质量的最佳方法之一，为此我们提出了一种室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了方便人们在房间装修之前，根据装修方案和室外街道中甲醛污染状况，准确地预测装修之后的室内空气品质状况而提出的室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，包括以下步骤；
[0007]S1、根据现有的装修材料污染物释放量的研究进展，在1m3气候箱法的基础上，改进实验过程，缩短实验周期，降低检测成本，使用乙酰丙酮法测定不同室内装修材料甲醛释放速率；
[0008]S2、在步骤S1的基础上，通过文献搜集的方法，搜集并筛选未测定的室内装修材料甲醛释放速率；
[0009]S3、根据固态板材和液态乳胶漆不同的甲醛释放速率特性，分别通过幂函数模型和有理数衰减模型构建不同装修板材和乳胶漆的甲醛释放速率模型，以所得的甲醛释放速率模型拟合装修材料甲醛长期释放速率；
[0010]S4、综合考虑室内甲醛浓度的多种影响因素，构建室内甲醛浓度预测模型，考虑室内污染源、室外污染源和通风量对室内甲醛浓度的影响，将室内甲醛浓度预测模型分为甲醛释放速率模型、街道峡谷模型和通风模型；
[0011]S5、从模型模拟的准确性以及模型参数获取的方便性出发，确定SRI模型作为描述街道内污染物扩散的数学模型，以机动车甲醛排放强度作为主要研究对象，并通过实际测量实验来验证SRI模型的准确性，准确地预测街道两侧甲醛的浓度，为预测室内甲醛浓度提供可信的基础数据；
[0012]S6、选择经验模型作为预测室内通风率的方法，既要考虑风压和热压引导的自然通风，也要考虑由室内通风系统引导的机械通风，将二者结合，得出室内通风总量；
[0013]S7、根据室内污染物的质量守恒关系，在良好混合反应器模型的基础上，耦合室内污染物释放速率模型，导出预测室内甲醛浓度的数学模型，并通过实验验证室内甲醛浓度预测模型的准确性；
[0014]S8、对步骤S1-S7中提及的内容进行整理和总结，得出对室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法。
[0015]优选的，装修材料的甲醛释放速率不能通过实验室直接测得，需要通过一定的计算才能够得到；装修材料的甲醛释放速率计算方式如下所示：
[0016][0017]由公式(1)可得：
[0018][0019]推出：
[0020]E
·
S-C
·
Q＝0
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0021][0022]M＝S/V,N＝Q/V
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0023]将公式(5)代入公式(4)，得：
[0024]E＝C
·
N/M
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0025]式中：
[0026]t1、t2为时间(h)，E为甲醛释放速率(mg/(m2·
h))，S为装修材料面积(m2)， C为空气中甲醛浓度(mg/m3)，Q为每小时进入室内空气的量(m3/h)，M为承载率(m2/m3)：即装修材料面积与室内体积的比，N为空气交换率，即每小时室内空气置换的次数；
[0027]根据公式(6)可得，当空气交换率与承载率的比值为1时，装修材料的甲醛释放速率与室内空气中甲醛浓度数值相同。在实验中，设置的空气交换率与承载率均为1，因此，在本专利技术的实验中，测定的空气中甲醛浓度即为装修材料的甲醛释放速率。
[0028]优选的，所述S3中装修板材的甲醛释放效率的幂函数模型具体形式为：
[0029][0030]式中，E为甲醛释放速率，a和b为常数，t为甲醛释放时间(h)；
[0031]所述液态装修材料的甲醛释放效率的有理数衰减模型具体形式为：
[0032][0033]在公式(8)中，E表示甲醛释放速率，mg/(m2·
h)；E0表示最大释放速率， mg/(m2·
h)；d为常数；t为时间，h。
[0034]优选的，所述步骤S5中所提到的机动车甲醛排放强度计算方程如下式所示：
[0035][0036]式中，Q为机动车甲醛排放强度，mg/(m
·
s)；EF为机动车甲醛排放因子， mg/(Km
·
辆)；为1小时的车流量。
[0037]优选的，所述步骤S7中预测室内甲醛浓度的数学模型的方法为：
[0038]假设室内气态污染物在瞬间充分混合，则室内气态污染物的质量守恒可以用下式表示：
[0039][0040]公式(10)中，C
i
表示室内气态污染物浓度；t表示时间；q
f
表示通过过滤装置进入室内的通风量；V表示室内空气的体积，即室内的空间体积；C
o
表示室外大气中污染物的浓度；F
f
表示过滤装置对某种污染物的净化效率；q
c
表示室内空气循环通风量；F
c
表示室内空气循环系统中过滤装置对某种污染物的净化效率；q
s
表示通过自然通风进入室内的通风量；S
i
表示某种污染物室内的释放速率； R表示室内某种污染物的消失速率，包括吸附、降解以及与其他物质的化学反应等；其中，F
f
＝(C
i-C
o
)/C
i
，同理可得F
c
，对于一般建筑而言，循环系统与新风系统使用同一个过滤装置，所以有F
f
＝F
c
；
[0041]在公式(10)的右端，第一项表示通过通风装置进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，其特征在于：包括以下步骤；S1、根据现有的装修材料污染物释放量的研究进展，在1m3气候箱法的基础上，改进实验过程，缩短实验周期，降低检测成本，使用乙酰丙酮法测定不同室内装修材料甲醛释放速率；S2、在步骤S1的基础上，通过文献搜集的方法，搜集并筛选未测定的室内装修材料甲醛释放速率；S3、根据固态板材和液态乳胶漆不同的甲醛释放速率特性，分别通过幂函数模型和有理数衰减模型构建不同装修板材和乳胶漆的甲醛释放速率模型，以所得的甲醛释放速率模型拟合装修材料甲醛长期释放速率；S4、综合考虑室内甲醛浓度的多种影响因素，构建室内甲醛浓度预测模型，考虑室内污染源、室外污染源和通风量对室内甲醛浓度的影响，将室内甲醛浓度预测模型分为甲醛释放速率模型、街道峡谷模型和通风模型；S5、从模型模拟的准确性以及模型参数获取的方便性出发，确定SRI模型作为描述街道内污染物扩散的数学模型，以机动车甲醛排放强度作为主要研究对象，并通过实际测量实验来验证SRI模型的准确性，准确地预测街道两侧甲醛的浓度，为预测室内甲醛浓度提供可信的基础数据；S6、选择经验模型作为预测室内通风率的方法，既要考虑风压和热压引导的自然通风，也要考虑由室内通风系统引导的机械通风，将二者结合，得出室内通风总量；S7、根据室内污染物的质量守恒关系，在良好混合反应器模型的基础上，耦合室内污染物释放速率模型，导出预测室内甲醛浓度的数学模型，并通过实验验证室内甲醛浓度预测模型的准确性；S8、对步骤S1-S7中提及的内容进行整理和总结，得出对室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法。2.根据权利要求1所述室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，其特征在于：装修材料的甲醛释放速率不能通过实验室直接测得，需要通过一定的计算才能够得到；装修材料的甲醛释放速率计算方式如下所示：由公式(1)可得：推出：E
·
S-C
·
Q＝0
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(3)M＝S/V,N＝Q/V
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(5)将公式(5)代入公式(4)，得：E＝C
·
N/M
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(6)式中：
t1、t2为时间(h)，E为甲醛释放速率(mg/(m2·
h))，S为装修材料面积(m2)，C为空气中甲醛浓度(mg/m3)，Q为每小时进入室内空气的量(m3/h)，M为承载率(m2/m3)：即装修材料面积与室内体积的比，N为空气交换率，即每小时室内空气置换的次数；根据公式(6)可得，当空气交换率与承载率的比值为1时，装修材料的甲醛释放速率与室内空气中甲醛浓度数值相同。在实验中，设置的空气交换率与承载率均为1，因此，在本发明的实验中，测定的空气中甲醛浓度即为装修材料的甲醛释放速率。3.根据权利要求1所述的室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，其特征在于：所述S3中装修板材的甲醛释放效率的幂函数模型具体形式为：式中，E为甲醛释放速率，a和b为常数，t为甲醛释放时间(h)；所述液态装修材料的甲醛释放效率的有理数衰减模型具体形式为：在公式(8)中，E表示甲醛释放速率，mg/(m2·
h)；E0表示最大释放速率，mg/(m2·
h)；d为常数；t为时间，h。4.根据权利要求1所述的室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，其特征在于：所述步骤S5中所提到的机动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈贺，张岩，王淑娟，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：