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CN106642565B - 检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法 - Google Patents

检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法 Download PDF

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CN106642565B CN201611146717.2A CN201611146717A CN106642565B CN 106642565 B CN106642565 B CN 106642565B CN 201611146717 A CN201611146717 A CN 201611146717A CN 106642565 B CN106642565 B CN 106642565B
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Abstract

本发明提供了一种检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，利用污染物可散发总量、散发量、通风强度之间的数量关系，以房间室内装修入住后污染物总量固定为基本假设条件，利用建筑完成后，包括装饰工程完成后一次性污染物检测数据和其衰减规律作为计算依据，通过对室内温度、湿度、二氧化碳参数的持续检测，认定建筑完成后(包括装饰和家具布置完成后)污染物总量即固定，释放强度呈一定规律变化，污染物在室内的积聚程度与室内外空气流通程度呈一定关系等一系列特点和定量关系，在监视房间内其他参数变化的同时，实现对室内空气中污染物(甲醛、VOC)浓度变化的间接推算。

Description

检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法
技术领域
本发明涉及一种检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法
背景技术
现有技术检测室内空气中污染物浓度采用两种方法：一种是采样、送化验分析，另一种是用气体成分传感器。
前一种方法是针对某一个时间点采集的空气样本进行分析，采样送化验分析的方法结果准确、权威，但是只能检测取样的那个时间点，且成本较高，需要专业化验设备和专业操作人员，不能即时反馈检测结果，不能持续监测；
后一种方法传感器寿命有限，需要经常性校验维护，对传感器的维护和更换对管理和成本都带来不利。
所以，上述的两种方法均难以满足建筑物内室内空气质量保障的检测判断需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，能够间接实现对室内污染物(如：甲醛、VOC)浓度的推算。
为解决上述问题，本发明提供一种检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，包括：
获取室内的温度、湿度和二氧化碳浓度；
根据所述室内的二氧化碳浓度计算室内的动态空气龄τ；
根据所述室内的温度、湿度、某一时刻的室内污染物浓度、该时刻的动态空气龄计算室内的污染物释放强度σ；
根据所述室内的污染物释放强度σ和动态空气龄τ计算室内的污染物积聚浓度η。
进一步的，在上述方法中，所述动态空气龄τ根据如下公式计算：
τ＝1.443·t2 (1)，
其中，t2为下述检测过程中二氧化碳浓度下降到距平衡值一半所消耗的时间。
该检测过程是在与所计算室内空气中污染物浓度相似的通风状态下，且没有人员逗留时，记录室内二氧化碳浓度自然下降的过程。
进一步的，在上述方法中，所述污染物释放强度σ根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000021
其中，T为温度，单位摄氏度，
Figure BDA0001179046160000022
为相对湿度，单位％，e为自然对数的底数，σ23为室内使用时温度为23℃、相对湿度为55％时的污染物释放强度。
进一步的，在上述方法中，所述σ23根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000023
其中，V为房间的室内空间容积，t0.5为污染物释放强度半衰期，t1为计算时距离工程完成后检测的时间，σ023为校正到温度为23℃、相对湿度为55％时的污染物初期释放强度。
进一步的，在上述方法中，σ023根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000024
其中，σ0为污染物的初期释放强度。
进一步的，在上述方法中，σ0根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000025
其中，η0为工程完成后检测到的污染物浓度；
τ为该工程完成后检测条件下的动态空气龄。
进一步的，在上述方法中，所述污染物积聚浓度η根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000031
其中：η初为计算初期的污染物浓度；
t为从计算初期到计算时所经历的时间。
与现有技术相比，本发明利用污染物释放强度、动态空气龄等参数之间的数量关系，以房间室内装修入住后污染物总量固定为基本假设条件，利用建筑完成后，包括装饰工程完成后一次性污染物检测数据和其衰减规律作为计算依据，通过对室内温度、湿度、二氧化碳参数的持续检测，认定建筑完成后(包括装饰和家具布置完成后)污染物总量即固定，释放强度呈一定规律变化，污染物在室内的积聚程度与室内外空气流通程度呈一定关系等一系列特点和定量关系，在监视房间内其他参数变化的同时，实现对室内空气中污染物(如：甲醛、VOC)浓度变化的间接推算，用以在室内空气品质保障系统的中实现对污染物浓度的持续判断，为空气品质的调节改善自动控制提供依据，本发明采用间接方法推测室内空气中污染物浓度可免去采样分析、省却气体成分传感器的设置。
附图说明
图1是本发明一实施例的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法的原理图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，利用间接方法实现室内空气中污染物浓度推测根据以下的原理：
1)对于家居中的卧室、起居室，或对于公共建筑中办公、教学等用途的房间，室内原因造成室内空气污染的主要污染物种类是甲醛和VOC；
2)一旦建筑完成后，包括装饰工程和家具布置完成后，甲醛和VOC的污染物总量即已经基本固定(除少量、短时由其他物品带进以外)，这个总量Σ就是污染物初期总量，它等于以后所有释放量的累计加上污染物的残留量。由于污染物的残留量是逐渐衰减的，因此其释放强度σ的变化也是呈现逐渐衰减的趋势，是有一定规律可循的；
3)污染物释放强度σ、污染物积聚浓度η和房间动态空气龄τ之间存在一定的关联关系；
4)依据以上理由，当房间装修完成后的某一个时间点的甲醛、VOC浓度确定后，以后的浓度变化可根据房间内温度、湿度、及房间室内空气的动态空气龄来推断得到；
5)室内温度、湿度通过设置传感器检测到，室内动态空气龄的监测可通过室内二氧化碳浓度变化的检测记录结果得到；
6)所以，在卧室、起居室、办公、教室类房间中，可通过间接方法推算甲醛、VOC类污染物浓度。该计算可由自动控制系统的现场控制设备用内置软件实现。
本发明提供一种检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，包括：
步骤S1，获取工程完成后室内污染物的初期释放强度σ0；
步骤S2，根据所述室内的二氧化碳浓度计算室内的动态空气龄τ；
步骤S3，根据所述污染物的初期释放强度σ0和室内的温度、湿度计算室内的污染物释放强度σ；
步骤S4，根据所述室内的污染物释放强度σ和动态空气龄τ计算室内的污染物积聚浓度η。
本发明一实施例中，所述动态空气龄τ根据如下公式计算：
τ＝1.443·t2 (1)，
其中，t2为检测开始时的二氧化碳浓度下降到平衡值一半所消耗的时间：如果h初＝800ppm，h平衡＝400ppm，那么二氧化碳浓度从800ppm下降到600ppm所需要的时间，就是t2。具体的，h初为检测开始时的二氧化碳浓度；
h平衡为二氧化碳浓度平衡值：检测持续一段时间后，二氧化碳浓度趋向于平衡，其波动范围小于5％即可认为达到了平衡，取这个时候的平均值作为二氧化碳的平衡值h平衡，同一个房间，在同样的通风条件下，动态空气龄τ认为是不变的。
本发明一实施例中，所述污染物释放强度σ根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000051
其中，T为温度，单位摄氏度，如28℃时，T＝28；
Figure BDA0001179046160000052
为相对湿度，单位％，如55％时，
Figure BDA0001179046160000053
e为自然对数的底数，e＝2.71828182845904523；σ23为室内使用时温度为23℃、相对湿度为55％时的污染物释放强度。
本发明一实施例中，所述σ23根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000054
其中，V为房间的室内空间容积，t0.5为污染物释放强度半衰期，通过实验获得，不同污染物(甲醛、VOC或其他污染物)、不同的污染物载体，其t0.5是不同的，t为计算时距离工程完成后检测(获得σ023时)的时间，其单位应与污染物释放强度半衰期t0.5一致，σ023为校正到温度为23℃、相对湿度为55％时的污染物初期释放强度。
本发明一实施例中，σ023根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000055
其中，σ0为污染物的初期释放强度，初期释放强度σ0为从工程完成后检测值(房间封闭条件下检测。更为精确的话，应该是家具到位后的检测值)计算污染物的初期释放强度。
本发明一实施例中，σ0根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000061
其中，τ为检测时的空气龄，如以上公式(1)计算所得；
η0为工程完成后检测到的污染物浓度(甲醛、VOC或其他)；
τ为该工程完成后检测条件下的动态空气龄。
本发明一实施例中，所述污染物积聚浓度η根据如下公式计算：
Figure BDA0001179046160000062
其中：η初为计算初期的污染物浓度，也就是前一次计算过程的结果；
t为从计算初期到计算时所经历的时间；
τ为动态空气龄，如上面公式(1)计算所得，在通风状态改变的情况下才需要重新调整公式中的参数τ；
σ为污染物释放强度，如上面公式(2)计算所得；
e为自然对数的底数，e＝2.71828182845904523；
综上所述，本发明利用污染物释放强度、动态空气龄等参数之间的数量关系，以房间室内装修入住后污染物总量固定为基本假设条件，借用装修工程完成后一次性污染物检测数据和其衰减规律作为计算依据，通过对室内温度、湿度、二氧化碳参数的持续检测，利用建筑完成后(包括装饰和家具布置完成后)污染物总量即固定，释放强度呈一定规律变化，污染物在室内的积聚程度与室内外空气流通程度呈一定关系等一系列特点和定量关系，在监视房间内其他参数变化的同时，实现对室内空气中污染物(甲醛、VOC)浓度变化的间接推算，用以在室内空气品质保障系统的中实现对污染物浓度的持续判断，为空气品质的调节改善自动控制提供依据，本发明采用间接方法推测室内空气中污染物浓度可免去采样分析、省却气体成分传感器的设置。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，包括：
获取室内的温度、湿度和二氧化碳浓度；
根据所述室内的二氧化碳浓度计算室内的动态空气龄τ；
根据所述室内的温度、湿度计算室内的污染物释放强度σ；
根据所述室内的污染物释放强度σ和动态空气龄τ计算室内的污染物积聚浓度η；
所述动态空气龄τ根据如下公式计算：
τ＝1.443·t2 (1)，
其中，t2为下述检测过程中二氧化碳浓度下降到距平衡值一半所消耗的时间；
该检测过程是在与所计算室内空气中污染物浓度相似的通风状态下，且没有人员逗留时，记录室内二氧化碳浓度自然下降的过程。
2.如权利要求1所述的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，所述污染物释放强度σ根据如下公式计算：
Figure FDA0003581474280000011
其中，T为温度，单位摄氏度，
Figure FDA0003581474280000012
为相对湿度，100％计为1，e为自然对数的底数，σ23为室内使用时温度为23℃、相对湿度为55％时的污染物释放强度。
3.如权利要求2所述的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，所述σ23根据如下公式计算：
Figure FDA0003581474280000013
其中，V为房间的室内空间容积，t0.5为污染物释放强度半衰期，t1为计算时距离工程完成后检测的时间，σ023为校正到温度为23℃、相对湿度为55％时的污染物初期释放强度。
4.如权利要求3所述的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，公式
Figure FDA0003581474280000021
根据如下更为通用的公式得到：
Figure FDA0003581474280000022
其中，τσ为污染物释放强度衰减时间常数。
5.如权利要求4所述的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，σ023根据如下公式计算：
Figure FDA0003581474280000023
其中，σ0为污染物的初期释放强度。
6.如权利要求5所述的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，σ0根据如下公式计算：
Figure FDA0003581474280000024
其中，η0为工程完成后检测到的污染物浓度；
τ为该工程完成后检测条件下的动态空气龄。
7.如权利要求6所述的检测判断建筑物室内空气中污染物浓度的间接实现方法，其特征在于，所述污染物积聚浓度η根据如下公式计算：
Figure FDA0003581474280000025
其中，η初为计算初期的污染物浓度；
t为从初期到计算时所经历的时间。
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