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据环保部的统计数据,2013年上半年,中国74座主要城市的空气质量不达标天数几乎占到了一半,而其中京津冀地区的污染最为严重,“重度污染”天数高达26%。大气PM2.5污染控制和治理过程将是长期的过程。现代生活使人们每天在建筑室内的时间已接近80%,在今后一段相当长的时期内,如何控制建筑室内PM2.5的污染,并给出更为科学而切实可行的控制方法和应对措施,将成为社会和民众日益关注的“热点”和“焦点”问题。 解决室内PM2.5污染控制的通风过滤应对方法问题,首先需解决室内PM2.5污染来源问题,进而解决PM2.5污染的去除问题,最后解决通风过滤系统应对方法问题。 对于污染来源问题,我国现在国标中没有规定PM2.5室内外设计浓度,PM2.5室外设计浓度多采用日均值或根据污染等级进行假定,存在很大的局限性,室内设计参数只能参考国外标准或我国行业标准。我国现在还缺乏渗透机理相关影响因素的实测研究,缺乏适合我国污染现状的预测模型。 对于PM2.5污染的去除问题,国内外的过滤器标准规定的主要是计数效率,但PM2.5控制的是计重效率,按现有过滤器标准还不能进行PM2.5控制的过滤器选型,急需给出PM2.5的过滤器计重效率。 对于通风过滤系统应对方法问题,国内外现有的计算方法比较复杂,对于一个房间的计算还可以,对于整个建筑或区域性通风空调系统是难以实现的,急需空调过滤系统的PM2.5污染控制设计计算方法。 为此,在上述问题的背景下,本文基于实测研究,首先重点分析了室内外的污染现状,渗透条件下办公建筑室外PM2.5污染对室内的相关影响因素,再探讨了渗风作用下室内PM2.5浓度预测模型,过滤器对PM2.5的计重效率与计数效率以及通风过滤系统设计计算方法等方面进行了研究: 首先,本课题组于2013年7月~2014年6月对北京地区一临街办公建筑的室内外PM2.5质量浓度变化规律进行了为期一年的实时监测与调研,分析研究了办公时间段室内外PM2.5浓度变化特性的影响规律,揭示了在建筑外窗关闭条件下,不同季节室外气象参数变化对PM2.5通过建筑外窗进入建筑室内环境的渗透特性及其浓度水平变化的影响规律,为渗风作用下室内PM2.5传输与控制理论分析研究提供了基础数据。通过对室外大气环境PM2.5浓度参数进行统计分析,提出“不满足天数”,“不满足小时数”的方法,解决PM2.5污染控制的室外设计参数问题。 其次,通过对比分析室内颗粒物浓度预测的建模方法,选取适合的建模统计方法并结合数理统计学方法,建立渗透通风作用下室内PM2.5浓度水平预测模型,对其进行了参数分析和模型验证,证明了模型的有效性。进一步得出了渗透换气次数的计算模型。 第三,针对现有通风系统中过滤器效率、选型、配置等存在的一系列问题,搭建通风机组PM2.5过滤性能实验台,重点研究分析了常用过滤器及过滤器组合对PM2.5的过滤效率及其影响因素,进一步分析了过滤器计重效率与计数效率之间的相关性,以期能为相关人员提供一些有益的参考,为合理配置通风过滤系统以及控制策略提供一定的理论基础。 最后,基于上述实验结果和理论模型,提出了大型公共建筑空调过滤系统应对PM2.5污染控制设计计算方法,根据不同通风过滤系统特点,提出科学合理的配置过滤器参数的计算方法,并做了案例分析及节能探讨。 本文提出的公共建筑空调过滤系统应对PM2.5污染控制设计计算方法,为人们提供一套可根据室外空气质量状况有效控制建筑室内空气质量的方法和防治手段,提出科学合理的通风过滤系统应对方法。