废气污染对建筑小区空气质量影响的研究

摘要

居民建筑小区的空气质量状况直接受城市环境空气质量的影响。城市大气污染的主要来源包括道路交通尾气和工业废气的排放等。当工业废气排放源距离居住区较近时，这种污染对周围环境空气质量的影响，将直接影响到人们的身体健康；此外，对于大多数采用自然通风的住宅建筑来说，室外空气质量也直接决定着室内空气品质的好坏。因此研究建筑区内的空气污染状况对于控制和改善人们生活环境质量显得必要而有意义。 本课题对某居住区空气污染状况进行了实验和数值试验研究。该小区附近有一污染源为某垃圾焚烧发电厂的废气排放，清楚的了解邻近污染源范围内的污染物扩散和分布情况是减少和控制这些污染物危害的前提。本课题现场测试了居住区内几种空气污染物浓度，得出排放源对居住区空气质量影响评价的现场数据和直观认识；运用CFD (Computational Fluid Dynamics)数值模拟计算软件，计算了污染源与居住区的不同的距离时，小区范围内水平方向和垂直方向的浓度分布规律；烟囱的高度对于小区内污染物浓度的影响，风速对烟气扩散的影响等。模拟结果显示，水平方向上，随着距污染源距离的增加，污染物浓度逐渐增大，在某一位置达到峰值后又逐渐减小，因此对于特定高度的烟囱，在一定的范围内，污染源距离小区的位置存在一最佳距离使得小区内的污染物浓度最低。垂直方向呈现出与水平方向相同的规律，高层用户受到污染物的危害更大。此外，风速越大，水平方向最高浓度点出现的位置越远，且同一位置的浓度越低，即越有利于污染物的扩散。运用风洞试验对计算机模拟的结果进行验证，结果有较好的一致性。 对污染物通过门窗自然通风对室内空气质量的影响也进行了模型试验测试。结果表明，不同的自然通风方式导致换气次数不同，从而造成通风后室内污染物的浓度也以不同的速率逐渐上升到与室外浓度基本相同的水平。此外，在自然通风的条件下，试验中“室内”各点的浓度相差不大。室内外污染物关系的研究可以借用热负荷研究的方法。

目录

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第一章绪论

1.1居住区空气污染来源及其危害

1.1.1城市空气污染的特点及危害

1.1.2工业废气污染

1.2居住区空气污染研究现状

1.3本课题的主要研究内容及研究方法

第二章居住区空气污染状况的实验评价方法

2.1主要污染物的现场测试评价

2.1.1测试仪器与设备

2.1.2污染物的测试原理及方法

2.2现场测试评价结果

第三章居住区污染物浓度的数值模拟及分析

3.1控制方程的建立

3.2模型的建立

3.2.1计算域的确定

3.2.2网格的划分

3.2.3计算模型及算法

3.3关于边界条件的设置

3.3.1入口边界条件

3.3.2侧面边界条件

3.3.3源边界条件

3.3.4其它边界条件

3.4模拟结果及小区污染物浓度分布规律分析

3.4.1污染源的距离与其与对小区的影响关系

3.4.2烟囱高度对小区空气质量的影响

3.4.3风速对小区空气质量的影响

3.4.4现场实测数据与CFD模拟结果的对比

第四章居住区污染物浓度的模型试验研究

4.1相似理论

4.1.1相似准则数

4.1.2完全模拟和部分模拟

4.1.3自模性

4.2示踪气体的选择

4.3模型试验过程及结果

第五章污染物向室内的扩散及对室内空气质量的影响

5.1室外污染物向室内扩散的实验研究

5.1.1实验系统介绍

5.1.2换气次数的测定

5.1.3实验测试过程

5.2不同室外污染物浓度，不同换气次数下的污染物扩散

5.3相同室外污染物浓度，不同换气次数下的污染物扩散

5.4室内外污染物浓度关系的平衡点浓度法

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢