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不同送风形式下室内微生物传播的数值模拟

方标  
【摘要】: 室内环境是人们生活的主要场所,人一生有绝大部分时间是在室内环境中度过的,因此室内环境的质量对人体健康有着极其重要的影响。影响室内环境质量的因素有多种,包括空气质量、光照、温湿度等,其中空气品质直接并且长久影响人体健康,室内悬浮微生物更是影响人体健康的重要因素,所以研究室内悬浮微生物的去除方法具有重要意义。 本文首先对室内悬浮微生物的源头做了分析,认为室内微生物主要来源有室内和室外两个源头,室内源头是人体、物体表面灰尘堆积、空调系统滋生等,室外源头主要是空调新风和渗透风带入的微生物。介绍了室内空气中悬浮的微生物的种类和各自的特性,并指出影响人体的微生物主要是进入空气中形成气溶胶的悬浮微生物颗粒,不同微生物的生存环境和致病机理和发病种类都有所不同。 为了从理论上构建起室内悬浮微生物的传播分布模型,本文分析了室内微生物的各种运动过程(包括渗透、沉降、转化等),在质平衡的基础上建立起了室内室内悬浮微生物的传播分布模型,并提供了模型中因子的计算方法。 针对室内悬浮微生物的去除方法,本文主要探讨了利用空调送风进行稀释和去除的方法,并利用数值模拟的方法分析和比较了几种常见的空调送风形式对室内悬浮微生物的去除效果。主要研究了在侧送侧回、上送下回以及移动式空调这三种空调送风形式下,以及在①有室内微生物散发源、送风中不含微生物;②无室内微生物散发源、送风中含有微生物;③有室内微生物散发源、送风中含有微生物这三种情况下,室内粒径为2.5μm和10μm这两种典型悬浮微生物分别的传播和分布状况,并对比分析了各自的去除效果以及典型工作区域的浓度。 结果表明,当室内悬浮微生物的粒径为2.5μm,上送下回送风方式整体去除效果最好;当粒径为10μm时,室内空气中悬浮的微生物主要为送风时带入的微生物,室内污染源所散发的基本都向下沉积在地面附近,移动式空调效果最好,移动式空调在小区域内去除效果好于其他两种,但是整体效果则不如其他两种。 因此在评价空调送风形式对于悬浮微生物的去除效果时,应重点考虑实际情况下粒径的分布规律,在考虑采用移动式空调时,应权衡局部和整体空间的需求。本文研究内容对改善建筑室内空气品质以及空调送风形式的选择具有一定的参考价值,室内悬浮微生物的传播分布模型也为估算室内悬浮微生物的浓度提供了快捷算法。


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