华北地区住宅通风与空气净化性能评估

发布时间：2020-03-22 19:29

【摘要】：通风通常被认为有助于提高室内空气品质,但是当室外空气受到污染时,情况可能并非如此。近年来发展中国家雾霾污染频发,室外颗粒物和其它大气污染物可通过各种通风路径传入室内,反而造成室内空气品质降低。在这种情况下,给室内通风的同时必须伴随使用空气净化。一个适宜的通风及净化方案不仅要确保达标的室内空气品质,而且应该具有良好的经济性。以往的通风和空气净化研究大多是基于室外空气洁净无污染的情况,尚未涉及使用空气净化措施后的室内空气品质、能耗以及经济性综合评估。本研究选用EnergyPlus软件来评估住宅各种通风和空气净化方案。首先给EnergyPlus软件添加空气净化模块,以预测采用空气净化后的室内污染物浓度,并开展了实验测试,对EnergyPlus软件计算的准确性进行了验证。然后以华北地区的典型住宅为模拟计算对象,利用经过验证的EnergyPlus软件对不同的通风和空气净化方案进行评估。这些方案包括自然通风无净化、自然通风+空气净化器、机械通风+过滤净化器、和混合通风+过滤净化器,评价参数包括通风量、空气温度、CO_2浓度、PM2.5浓度、空调系统能耗、空气净化能耗和运行费用等。还比较了机械通风的集中式和分散式系统,以及排风热回收装置的节能效果。此外,本论文还发展了基于需求控制的动态新风量和动态洁净空气量(CADR)的计算方法,以确保室内CO_2和PM2.5浓度恰好满足阈值,并分析了需求控制方案的节能效果。最后对我国五个气候区的通风和空气净化方案进行简要评估并提出了各个气候区经济适用的室内空气品质控制策略。研究结果表明加入空气净化模块的EnergyPlus软件经验证可以较为准确地预测通风量、室内PM2.5浓度、空气温度和空调能耗。在雾霾较严重的华北地区住宅室内必须采用空气净化措施以确保室内颗粒物浓度满足要求。自然通风结合需求控制的空气净化方案最经济节能,但是有时候室内通风量可能不足,出现CO_2浓度超标的情况,因此需进一步检测其它气态污染物是否符合要求。在机械通风模式中,独立控制开闭的分散系统具有较大的节能潜力,基于需求控制的机械通风以及混合通风模式可以进一步降低建筑能耗及运行费用。住宅机械通风系统若以控制室内CO_2浓度低于1000 ppm标准的设计风量运行,即使在全国五个气候区,热回收对运行费用的降低效果均不显著。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU834

【参考文献】

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本文编号：2595512