新装修室内甲醛散发的数值模拟及植物净化甲醛的研究

发布时间：2019-08-17 12:11

【摘要】：近年来,随着生活质量的提高和“装修热”的兴起,人们所使用的建筑装饰装修材料越来越多。这些材料在室内相对封闭的空间中形成了对人体有害的各种污染,其散发的污染物主要有甲醛、苯、氨和总挥发性有机化合物。其中,甲醛以其对人体毒害程度之大和在经过装饰装修的室内超标量之惊人以及其在室内散发的长期性引起了国内外研究人员的共同关注。本文基于CFD模拟技术,对一个刚经过装饰装修的实际住宅内甲醛的分布和散发情况进行了数值模拟,得到了自然通风工况下整套住宅的流场以及自然通风和密闭工况下主卧室内详细的流场的甲醛浓度场数据。通过实际的现场跟踪测试数据来分析数值模拟对室内污染情况的预测。在污染物控制方面,研究虎皮兰和芦荟两种盆栽植物对室内甲醛的净化效果。研究得出的结论主要有以下几个方面: (1)甲醛在一个房间内的分布并不是均匀的,它受到距离污染源的距离、气流流动状态等方面因素的影响;一般遵循以下规律:距离污染源近的区域甲醛浓度高,气体在室内流动形成漩涡且风速较小的区域甲醛浓度高; (2)甲醛总是由浓度高的地方(污染源)向浓度低的地方散发,而且即使在风口附近存在污染源,离风口越近甲醛浓度仍然越低; (3)自然通风可以有效降低室内甲醛浓度,但在关闭窗户一段时间后室内甲醛浓度仍可能超标; (4)无论自然通风工况还是关闭窗户工况,甲醛在污染源附近散发都是最厉害,而且浓度最高,随着距离污染源距离的增大其浓度均有所降低,关闭窗户工况下只在距离污染源较近的距离内有所降低,而后几乎保持不变,自然通风状态下呈逐渐降低。 (5)通过放入芦荟和虎皮兰一周的测试分析得出,单纯采用植物净化室内甲醛的效果不明显,其对甲醛的吸收能力有限,只是吸收了一小部分甲醛,因此对于装修初期污染物浓度较高的住宅,不应单纯的采用放置盆栽植物来吸收甲醛,可以采用吸附剂,并保持自然通风。本课题和实际应用结合紧密,特别是在我国装饰行业发展迅猛,并不断走向成熟的今天,具有很大的社会需求和适用性。通过对本文计算结果的处理和分析,得到了许多有实际应用价值的结论,这些结论和经验为今后的研究以及CFD技术在室内工程中的应用提供了依据和参考。
【图文】：

过程图,数值求解,过程

解解钱找乡甘甘彭彭不和价星计荤一续共共图3一 1CFD数值求解过程求解器(Solver)的核心是数值求解方案。常用的数值求解方案包括有限差分、有限元、谱方法和有限体积法等。这些方法的求解过程大致相同:借助简单函数来近似待求的流动变量;将该近似关系代入边续型的控制方程中，形成离散方程组;求解代数方程组。各种数值求解方案的主要差别在于流动变量被近似的方式及相应的离散化过程。有限体积法是目前CFD软件广泛采用的方法。后处理的目的是有效地观察和分析流动计算结果。后处理器(postProeessor)可以提供较为完善的后处理功能，主要包括:计算域的几何模型及网格、矢量图、等值线图、云图、XY散点图及粒子轨迹图等的显示，对图像进行平移、缩放、旋转等，借助后处理功能，还可动态模拟流动效果，直观了解CFD的计算结果。与实验测试相比较，数值模拟有以下几个优势:设备简单，仅用计算机及相应的外部设备即可;通过模拟可获得实验无法测定的工况和参数;对同一工况可重复再现，对相似的工况也可以进行简一单的移植，而无须花费人力，物力:所需

房间,三维模型,窗户

4.2房间流场确定整套住宅共有一扇入户门，一个拉门、七扇窗户。实验所进行的条件是在装修完毕后，关闭入户门，窗户和拉门及各房间门均开启最大，利于房间各部分通风，以保证甲醛的全面释放。本实验所进行的季节为夏季，因此对夏季室外平均流速进行修正。假设除主风向外，其余风向频率分布平均。对于本套住宅结构，西向无窗户，入户门在西向，但在实验条件下呈关闭状态。对于各个方向风速的东南分向量进行加权平均，考虑周围建筑物对流速的影响，得东南向的平均流速为1.Zm/s，再分别计算出东向和南向的风速为0.85m/S。4.2.1判断收敛情况设定残差值criterion=0.001，图4一4中横坐标代表迭代次数，，纵坐标代表后一
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X51

【参考文献】