隨著建筑封閉性的增強,室內(nèi)空氣品質(zhì)問題也日益嚴峻。尤其對于新裝修的房間,裝修材料中污染物含量不達標,會加劇室內(nèi)空氣品質(zhì)的惡化,使人體健康受到威脅。氣流組織形式不同會導致室內(nèi)污染物的擴散和衰減特性不同,也就是說對室內(nèi)空氣品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。因此,很有必要對新裝修建筑提出合理有效的通風策略。本文以一普通辦公室為研究對象,其中污染源為書柜和書桌,均為細木工板涂刷木器漆,同時,兼顧了人員的影響。室內(nèi)污染物主要考慮了甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC和CO₂。其中,甲醛和CO₂以恒定速率釋放,TVOC、苯、甲苯、和二甲苯的釋放速率依其特性動態(tài)變化。保持相同的通風量,通過數(shù)值仿真方法模擬了不考慮熱濕、只考慮熱源以及考慮熱、濕情況下采用側(cè)送上回、上送下回和下送上回方式時室內(nèi)污染物的速度場和濃度場。分析結(jié)果表明上送下回方式的室內(nèi)污染物濃度最高,熱濕作用均會加速污染物的擴散,熱擴散的影響大于濕擴散的影響,尤其對下送上回方式影響更為顯著。初始濃度場和擴散速率決定著污染物的濃度分布�？紤]熱源的作用時,下送上回方式室內(nèi)污染物濃度分布、排污效率和污染源可及性方面等相對于... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CFD方法模擬室內(nèi)空氣品質(zhì)流程圖

西安建筑科技大學碩士學位論文21(C)下送上回圖2.2某辦公室室內(nèi)污染源分布狀況及不同氣流組織方式下的送回口位置為了對該問題進行簡化，對此做如下假設：①將空氣視為不可壓縮牛頓流體，流體作為定常流動，忽略由流體粘性力做功產(chǎn)生的耗散熱；②室內(nèi)空氣流動過程為穩(wěn)態(tài)紊流；且流體的湍流粘度性具有各向同向性；③在考慮熱源的情況下，浮升力發(fā)揮作用，認為室內(nèi)空氣流動滿足Boussinesq假設；④認為墻體處于絕熱狀態(tài)。(2)數(shù)學模型的建立本文主要是對建筑室內(nèi)污染物擴散規(guī)律的研究，因此在數(shù)學模型除了包含常規(guī)模擬所涉及的前一節(jié)所提到的三大守恒方程式（2-5）~（2-7）外，本次模擬還包括組分運輸方程，式（2-8）。模擬所選用的湍流模型為RNGk，采用有限體積法對方程進行離散化，并采用SIMPLE（Semi-ImplicitMethodforPressure-LinkedEquations，壓力耦合方程組的半隱式方法）算法對模擬區(qū)域的流場進行計算。2.3.3網(wǎng)格劃分與離散格式在CFD數(shù)值模擬中網(wǎng)格劃分對模擬的精度、殘差收斂等都至關重要，網(wǎng)格劃分的越精細，網(wǎng)格數(shù)越多，得到的計算結(jié)果相應也會越精確。但是網(wǎng)格劃分的越精細，運算次數(shù)就會大大增加，計算機計算時間就會很長，因此并非網(wǎng)格劃分的越細越好。網(wǎng)格的劃分形式有結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格兩種。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格主要用于對規(guī)則模型進行劃分，而非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格適合復雜模型，雖然非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分較為方便，但是對計算機的性能要求較高。本文模型采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，針對房間內(nèi)溫度梯度和速度梯度大的部位

西安建筑科技大學碩士學位論文25減少工作量，但是一些簡化和假設可能使得模擬的結(jié)果和實際情況有很大的偏差，所以還需要對所構(gòu)建的模型進行驗證。對于本文所采用的模擬計算方法的可靠性和準確性的驗證，采用相同CFD建模方法獲得的模擬結(jié)果與己有的實驗研究結(jié)果進行對比，來確認本文所采用的數(shù)值方案的合理性。王灃浩等[69]對一典型辦公建筑，房間尺寸為3.9×2.9×2.6m，污染源在高度為1.1m處以300ml/min的速率釋放，側(cè)面送風口尺寸為0.21×0.17m，下部送風口尺寸為0.54×0.18m，出風口的尺寸均為0.55×0.55m，在送風溫度為19℃、換氣次數(shù)為6次/h的條件下對側(cè)送上回方式和下送上回方式的通風氣流組織特性及熱舒適性進行了實驗研究，通過取距離人體最近的監(jiān)測點的溫度、速度、CO2濃度分布狀況對兩種通風方式進行了對比。本文首先針對文獻中的實驗房間建立物理模型和數(shù)學模型，圖2.3為文獻中的實驗布置圖，圖2.4針對文獻中的實驗建立的驗證模型。圖2.3實驗布置圖圖2.4模擬驗證圖驗證模型中，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為683340，選擇湍流RNGk模型、標準壁面函數(shù)法和Body-force-weighted差值格式設置邊界條件，根據(jù)相同的換氣次數(shù)6次/h，計算得側(cè)送上回方式送風速度為1.373m/s，下送上回方式送風速度取0.504m/s，人體、電腦、日光燈的發(fā)熱量本文模型中的設置和驗證模型中的設置相同。CO2的釋放速率轉(zhuǎn)換為質(zhì)量分數(shù)為9.8215×10-6，實驗中房間內(nèi)布置情況和監(jiān)測點的位置如圖3.5所示，離人體最近的測點3，其橫縱坐標為（1.65，1.45）對側(cè)送上回和下送上回通風方式下的溫度、速度、CO2濃度場進行對比。

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