论文总字数：42872字

摘 要

在20世纪70年代，人们开始意识到可吸入颗粒物与健康问题之间的关系^[1]。据学者统计，现代社会中人们绝大部分时间都停留在室内，小孩和老人时间会更长^[2]，因此对室内PM2.5的特性研究便显得尤为重要。根据Hussein等^[3]建立的模型所得到的结论中显示，影响室内PM2.5浓度的关键特性是其沉积率、渗透系数以及房屋换气次数。本文就PM2.5的沉降系数与房屋换气次数之间的关系展开研究。研究分为前期理论分析，中期实验验证，后期误差分析三个过程。先通过理论分析，推导出无机械通风，无室内释放源，无二次悬浮情况下的沉降率与房间换气次数的关系式。再选取三个不同结构的房间进行实验，通过改变窗户开度调节房间换气次数。查阅资料得知渗透系数主要由颗粒物直径以及房间围护结构缝隙大小来决定^[4]，考虑到实验的实际情况，取近似值1。换气次数采用二氧化碳下降法测定。最终得到结论在自然通风且换气次数在0~5次/h的前提下，沉降率与换气次数成正相关，相关系数与围护结构特性有关。希望本文能通过探究室内PM2.5的沉降率与房间换气次数的关系，为室内PM2.5的治理提供一些新的思路。

关键词：PM2.5，沉降率，换气次数，室内空气洁净，二氧化碳示踪法

Abstract

In the 1970s, people began to realize the relationship between inhalable particles and health problems. According to scholars' statistics, most people spend most of their time indoors, and children and the elderly spend longer hours. Therefore, research on the characteristics of indoor PM2.5 is particularly important. According to the results obtained by the model established by Hussein et al., the key characteristics affecting indoor PM2.5 concentration are its sedimentation rate, permeability coefficient, and the number of house ventilation. This article studies the relationship between the sedimentation coefficient of PM2.5 and the number of air changes in a house. The study is divided into three stages: the previous theoretical analysis, the mid-term experimental verification, and the later error analysis. Firstly, theoretical analysis was conducted to derive the relationship between the settlement rate without room ventilation, no room release source, and the number of air changes in the room. Then select three rooms with different structures for experiment and adjust the room ventilation times by changing the window opening. According to the data, the permeability coefficient is mainly determined by the particle diameter and the gap size of the room envelope structure. Considering the actual situation of the experiment, an approximate value of 1 is used. The number of air changes was measured using a carbon dioxide drop method. The final conclusion is that under the premise of natural ventilation and ventilation times of 0 to 5 times/h, the settlement rate is positively correlated with the number of ventilations, and the correlation coefficient is related to the characteristics of the envelope structure. It is hoped that this paper can provide some new ideas for indoor PM2.5 governance by exploring the relationship between indoor PM2.5 sedimentation rate and room ventilation times.

KEY WORDS: PM2.5, deposition effect, ventilation frequency, indoor air purification, carbon dioxide tracer

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 2

1.1 引言 2

1.2 室内PM2.5沉降率研究现状 2

1.3 本文的研究目的和主要研究内容 3

第二章 实验原理及方法 4

2.1 沉降率计算及方法 4

2.2 换气次数计算方法 5

2.4.1 选择计算换气次数方法 6

2.4.2 换气次数计算公式 6

2.3 实验仪器以及测点布置要求 7

2.4 仪器校准 7

2.4.1 PM2.5校准 7

2.4.2 CO2校准 9

第三章 实验过程 11

3.1 实验步骤 11

3.2 换气次数计算 11

第四章 误差计算及分析 15

4.1 误差传递公式推导 15

4.2 误差计算 15

4.3 误差分析 17

4.4 实验中遇到的问题及反思 19

第五章 结论与展望 20

5.1 结论 20

5.2 展望 20

致谢 22

参考文献 23

附录 25

绪论

引言

随着经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，人们对自身健康情况的关注度也随之提高。而经济的发展往往伴随着环境的污染，其中离我们生活最近的，也是最直观的，便是空气污染。从2011年入秋开始，包括京沪在内的我国多地持续出现“大雾”天气，严重影响了居民的日常生活，引发了网民对空气质量问题给健康带来的担忧^[5]。同年11月，环保部公布《环境空气质量标准》征求意见稿，将PM2.5、臭氧纳入常规空气质量评价^[6]。“PM2.5”一词也从这时开始正式进入民众视野。从此，“PM2.5”一词屡次出现在政府工作报告中，并成为民众关注的热点。

PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，又称细颗粒物，是大气污染物的重要指标之一。由于PM2.5粒径较小，所以它能够在大气中悬浮很长时间。其更大的比表面积使其更易于富集空气中的有机污染物、酸性氧化物、有毒重金属、细菌和病毒，于2013年被认定为一级致癌物。据统计，在现代社会中，人们绝大部分时间都停留在室内，建筑室内环境对于人们的健康更加重要。同时，相比于室外环境，建筑物内的环境治理见效更快。因此对室内PM2.5的特性研究便显得尤为重要。在居民住宅中，渗透风是室内空气主要的换气方式，尤其是当为了维持室内舒适度开空调和供暖时。渗透是室外空气和颗粒物进入室内的主要通道，对室内颗粒物个数的增长做出很大的贡献。颗粒物在室内的沉降可以改善室内空气品质，许多学者已经通过理论和实验研究过室内颗粒物沉降的影响因素，比如家具的数量和性质，内部表面的体积比，建筑物内表面覆盖物，室内的气流强弱和方向，地面与空气间的温差，颗粒自身物理特性稳定性和测量方法等因素都可能影响测量的沉积速率。本文将就PM2.5的沉降率与房屋换气次数之间的关系进行实验，探究二者间的关系。

室内PM2.5沉降率研究现状

室内环境中的PM2.5可以通过一系列物理和化学过程如渗透、渗出、沉降、凝结、再悬浮和形成来改变室内的颗粒浓度。Sverak等^[7]指出室内颗粒的沉积作用是减少悬浮在室内空气中颗粒的主要机制，对室内环境有着重大影响。颗粒沉积到室内表面后可以显著降低室内人员的颗粒物吸入量，提升室内空气质量^[8]。沉积过程作为减少室内PM2.5浓度的主要机制，加深对其的理解有助于改善室内环境，从而对室内人体健康产生积极的影响^[9]。因此，颗粒沉积现象提供了治理室内环境中悬浮颗粒物的重要信息。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：42872字