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学校教室空气污染物的扩散传播特性研究

作　者: 申晓宇
导　师: 解晓健
学　校: 南京师范大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 教室空气品质新风量自然通风数值模拟
分类号: TU834
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

学校教室内人员的工作、学习效率以及心理、生理的健康均与室内空气品质有关。人们已经意识到研究并改善教室室内空气品质的重要性和迫切性。而我国大部分教室建筑结构类似,教室内人员密度较高,通风方式简易,主要依靠自然通风,如果不注意开门窗通风的话,容易导致室内空气品质下降。学校教室室内空气品质的好坏对教师、学生的生理心理健康都具有重要意义。本文首先对南京市某高校教学楼教室内的空气品质进行实验研究,辅之以简单调查问卷。对该教学楼不同教室不同季节教室内二氧化碳浓度(CO2)进行连续监测,分析教室位置朝向、廊窗方式、上座率、门窗开启等因素对空气品质的影响,提出改善教室空气品质的对策与建议。然后在此基础上,以人呼出的CO2作为示踪气体,分析教室内不同时段不同通风状态下的CO2浓度变化,依据质量守恒原理估算了自然通风教室获得的新风量。本文还依据国家标准对暑假装修过的幼儿园进行了空气质量检测。最后,用Fluent流体力学模拟软件对教室内的空气流动和污染物的扩散进行数值模拟,分析室内上座率(人员密度)、不同通风状态(窗口开启数量、位置)对教室气流组织和污染物浓度扩散的影响。研究结果表明：由于通风不足,秋冬季高校教室内CO2浓度平均值比夏季有明显上升；为保证人体舒适度秋冬季多采用开启廊窗通风,秋冬季开启教室廊窗对CO2浓度值没有明显影响,无法有效改善室内空气质量；不同的外窗形式对CO2浓度值有较大影响；室内人员密度过大和通风不足是造成CO2浓度值偏高的主要因素；不同通风状态对教室新风量有较大影响；对装修后幼儿园进行检测,甲醛和挥发性有机物(TVOC)是主要污染物；教室人员密度和通风状态(窗口开启数量、位置)对室内气流分布和CO2浓度扩散具有较大影响。通过本文的研究成果对南京高校室内空气品质状况可以有初步了解,为改善高校教学楼教室室内空气品质提供参考依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第1章绪论  8-14
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 研究概况  9-11
    1.2.1 国外教室空气品质、新风量研究现状  9-10
    1.2.2 国内教室空气品质、新风量研究现状  10-11
  1.3 室内空气污染特点  11-12
  1.4 本文主要研究内容  12
  1.5 本文主要研究方法  12-14
第2章南京某高校教室室内空气品质调查  14-51
  2.1 测试教学楼概况  14-15
  2.2 测试项目与所用仪器  15
  2.3 测试方法及程序  15-17
  2.4 实验结果分析和讨论  17-48
    2.4.1 学校教室上课期间CO_2浓度分析  19-22
    2.4.2 上座率(教室人均面积)不同对室内CO_2浓度影响  22-24
    2.4.3 内廊式、外廊式教室廊窗对室内CO_2浓度影响  24-28
    2.4.4 外窗形式对室内CO_2浓度影响  28-29
    2.4.5 不同通风方式对室内CO_2浓度、新风量影响  29-46
      2.4.5.1 春季教室CO_2浓度测定及新风量计算  30-37
      2.4.5.2 秋季教室CO_2浓度测定及新风量计算  37-46
    2.4.6 特殊功能教室数据分析  46-48
      2.4.6.1 自习教室  46-47
      2.4.6.2 机房教室  47
      2.4.6.3 考试教室  47-48
  2.5 主观问卷调查结果分析  48-49
  2.6 改善教室空气质量措施  49-50
    2.6.1 控制污染源  49-50
    2.6.2 改善通风方式  50
  2.7 本章小结  50-51
第3章南京幼儿园装修污染检测  51-57
  3.1 室内环境污染控制规范  51
  3.2 主要空气污染物的来源及对人体的危害  51-52
  3.3 测试方法与所用仪器  52-53
  3.4 测试结果与分析  53-56
  3.5 本章小结  56-57
第4章教室内空气污染物模拟计算  57-70
  4.1 数学模型  57-58
    4.1.1 湍流模型  57
    4.1.2 控制方程  57-58
  4.2 计算模型  58-59
  4.3 Fluent软件  59-60
  4.4 边界条件  60
  4.5 模拟工况  60-61
  4.6 教室典型情况  61-64
    4.6.1 温度场和速度场分布  61-62
    4.6.2 CO_2浓度场分布  62-64
  4.7 教室内人员密度对污染物浓度分布影响  64-66
    4.7.1 温度场和速度场的对比  64-65
    4.7.2 CO_2浓度场的对比  65-66
  4.8 不同通风方式对室内空气品质影响  66-69
    4.8.1 温度场和速度场的对比  66-68
    4.8.2 CO_2浓度场的对比  68-69
  4.9 本章小结  69-70
第5章结论及展望  70-73
  5.1 结论  70-72
  5.2 展望  72-73
附录  73-74
参考文献  74-79
在读期间发表的学术论文及研究成果  79-80
致谢  80

学校教室空气污染物的扩散传播特性研究

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