D01:10.133741.isml00103x.2007.s2.092 第29卷增刊2 北京科技大学学报 Vol.29 SuppL 2 2007年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2007 建筑室内污染物扩散模拟与控制 马飞 罗海亮2)谢慧)张淼 1)北京科技大学土木与环境工程学院北京1000832)北京工业大学建筑工程学院.北京100022 摘要对建筑室内香料污染物扩散的控制方法进行了研究.分析了香料污染物产生的根源和扩散特性.制定了分区控制、 先收集后处理的控制策略.设计了排气柜排风系统.基于数值模拟优化了排风系统参数.确定了最优风道流速56~ 6.0m·81.实测结果表明，采用分区控制污染源.利用排气柜收集污染物是控制香料污染物扩散的有效方式，香料污染物收 集率达90%以上. 关键词计算流体力学：室内污染物：排风系统：污染控制 分类号TU119:TU834 香料是食品工业中调配食品香精的主要原料， 制污染源为此制定了如下方案：分区控制不同污染 目前多采用化学合成的方法制取.但在香料合成过 源，收集香料污染物，通过吸收装置集中处理，无味 程中产生出具有一定香味的刺激性极强的污染物， 后排入大气.本文重点研究香料污染物的扩散特 统称为香料污染物.香料污染物比重轻，扩散力强， 点、污染物的收集及其控制. 其对建筑室内环境乃至建筑周围环境造成了破坏， 为实现污染源的分区控制以及香料污染物的收 影响了人们的生活舒适性和身体健康，因此必须对 集，在室内工作台上设计了密闭排气柜，排气柜单侧 产生的香料污染物加以控制.本文选择某香料化学 出口尺寸为3.4m×0.6m(长×高，上接直径为 研究中心为例，以室内香料污染物为研究对象，运用 250mm的排风管道汇集，进入废气吸收装置.新增 CFD软件分析气流组织对香料污染物扩散的影响， 排气柜后香料合成室的物理结构如图1所示，风道 在此基础上提出有效的控制措施. 编号：靠窗侧从左至右为PIPE1、PPE3,靠门侧从 1 物理模型 左至右为PIPE2、PIPE4.窗由左至右命名为： WIN1.WIN2.WIN3.室内有办公桌1张和电脑3 某香料化学研究中心整个建筑室内非常规气味 台，人员3人.排气柜结构参数和通风系统工作参 严重超标，己波及到周边环境，影响到附近居民的正 数通过香料污染物扩散的数值模拟获得. 常生活，特别是秋天季节，室外空气流动性强受影 响区域更大.经调研分析，弥漫周围空气中的非常 规气味主要来自该建筑室内香料合成室，其主要成 分为香料污染物. 香料合成室位于该建筑的五层，空间大小为 8.8m×7.5m×42m(长×宽×高)，在外墙上开有 三个窗户，窗上装有换气扇与大气相通，每窗最大开 图1香料合成室物理结构示意图 启面积为2×0.5m×1.8m(个数×长×高)，门开向 走廊，其尺寸为1.5m×21m(长×高).室内设有 物理模型的简化 两排工作台，用于调配香料.室内换气主要靠窗户、 (1)将排气柜的壁厚设定为200mm.这样的设 门以及窗式换气扇.在香料合成过程中生成的挥发 定对室内的气流组织和污染物的扩散影响较小，而 性香料污染物直接通过门窗散发到楼内和室外，污 且从计算时间和收敛速度上都能达到较好的效果. 染了空气.因此要控制香料污染物的扩散，必须控 (2)合成室的密闭性良好，不考虑漏风情况，认 收稿日期：2007-10-20 为空气只能从指定区域流入或流出室内. 基金项目：“十一五国家科技支撑计划：建筑室内污染物控制与改 (3)将电脑看成合成热源，把办公桌上的其它 善(No.2006BAJ02A10 相对较小的热源累加到电脑热源上，设定值为150 作者简介：马飞(1968一)，男，教授，博士建筑室内污染物扩散模拟与控制 马 飞1) 罗海亮2) 谢 慧1) 张 淼1) 1) 北京科技大学土木与环境工程学院, 北京 100083 2) 北京工业大学建筑工程学院, 北京 100022 摘 要 对建筑室内香料污染物扩散的控制方法进行了研究.分析了香料污染物产生的根源和扩散特性, 制定了分区控制、 先收集后处理的控制策略.设计了排气柜排风系统, 基于数值模拟优化了排风系统参数, 确定了最优风道流速 5.6 ～ 6.0 m·s -1.实测结果表明, 采用分区控制污染源, 利用排气柜收集污染物是控制香料污染物扩散的有效方式, 香料污染物收 集率达 90 %以上. 关键词 计算流体力学;室内污染物;排风系统;污染控制 分类号 TU 119 ;TU 834 收稿日期:2007-10-20 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划:建筑室内污染物控制与改 善( No .2006BAJ 02A10) 作者简介:马 飞( 1968—) , 男, 教授, 博士 香料是食品工业中调配食品香精的主要原料, 目前多采用化学合成的方法制取 .但在香料合成过 程中产生出具有一定香味的刺激性极强的污染物, 统称为香料污染物.香料污染物比重轻, 扩散力强, 其对建筑室内环境乃至建筑周围环境造成了破坏, 影响了人们的生活舒适性和身体健康, 因此必须对 产生的香料污染物加以控制.本文选择某香料化学 研究中心为例, 以室内香料污染物为研究对象, 运用 CFD 软件分析气流组织对香料污染物扩散的影响, 在此基础上提出有效的控制措施. 1 物理模型 某香料化学研究中心整个建筑室内非常规气味 严重超标, 已波及到周边环境, 影响到附近居民的正 常生活, 特别是秋天季节, 室外空气流动性强, 受影 响区域更大 .经调研分析, 弥漫周围空气中的非常 规气味主要来自该建筑室内香料合成室, 其主要成 分为香料污染物 . 香料合成室位于该建筑的五层, 空间大小为 8.8 m ×7.5 m ×4.2 m( 长×宽×高), 在外墙上开有 三个窗户, 窗上装有换气扇与大气相通, 每窗最大开 启面积为2 ×0.5 m ×1.8 m(个数×长×高), 门开向 走廊, 其尺寸为 1.5 m ×2.1 m( 长×高) .室内设有 两排工作台, 用于调配香料.室内换气主要靠窗户 、 门以及窗式换气扇.在香料合成过程中生成的挥发 性香料污染物直接通过门窗散发到楼内和室外, 污 染了空气.因此, 要控制香料污染物的扩散, 必须控 制污染源, 为此制定了如下方案 :分区控制不同污染 源, 收集香料污染物, 通过吸收装置集中处理, 无味 后排入大气.本文重点研究香料污染物的扩散特 点 、污染物的收集及其控制 . 为实现污染源的分区控制以及香料污染物的收 集, 在室内工作台上设计了密闭排气柜, 排气柜单侧 出口尺寸为 3.4 m ×0.6 m( 长 ×高), 上接直径为 250 mm 的排风管道汇集, 进入废气吸收装置.新增 排气柜后香料合成室的物理结构如图 1 所示, 风道 编号 :靠窗侧从左至右为 PIPE1 、PIPE3, 靠门侧从 左至右 为 PIPE2 、PIPE4 .窗 由左 至右 命名 为: WIN1 、WIN2 、WIN3 .室内有办公桌 1 张和电脑 3 台,人员 3 人.排气柜结构参数和通风系统工作参 数通过香料污染物扩散的数值模拟获得. 图1 香料合成室物理结构示意图 物理模型的简化: ( 1) 将排气柜的壁厚设定为 200 mm .这样的设 定对室内的气流组织和污染物的扩散影响较小, 而 且从计算时间和收敛速度上都能达到较好的效果. ( 2) 合成室的密闭性良好, 不考虑漏风情况, 认 为空气只能从指定区域流入或流出室内. ( 3) 将电脑看成合成热源, 把办公桌上的其它 相对较小的热源累加到电脑热源上, 设定值为 150 第 29 卷 增刊 2 2007 年 12 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.29 Suppl.2 Dec.2007 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2007.s2.092