论文部分内容阅读
室内空气品质(Indoor air quality,简称IAQ)显著影响人们的健康、舒适和工作效率,而建材中挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,简称VOC)的散发是造成室内空气品质低劣的主要原因之一,因此对其进行研究具有重要意义。传统研究中对建材VOC散发特性的认识尚处于宏观层次,初始可散发浓度等关键参数的测定缺乏快速有效的方法,并且其与建材中VOC总含量的关系不明晰,使得建材散发特性的预测、控制和建材的遴选缺乏科学依据和技术手段。本论文针对上述问题开展了研究,主要学术成果如下:首先,提出了测定建材中VOC初始可散发浓度和分配系数的多次散发回归法,该方法具有如下优点:实验装置简单,测试时间短,测试结果精度较高。通过实验发现,初始可散发浓度随着温度的升高而增大,远小于国标穿孔萃取法所测定的建材中甲醛总含量,在常温(25℃)时比例不到10%。并从多孔介质非均匀吸附和吸附质分子的微观动能分布角度,诠释了建材中甲醛初始可散发浓度和总含量间存在显著差异的机理,同时获得了表征多孔介质能量分布非均匀性的特征参数值,为建材甲醛释放预测和评价提供了指导。其次,从介观层次分析了多孔建材内VOC传质特性,通过电镜观测和压汞实验发现,宏观孔和介观孔的串联连接是VOC在建材中扩散传质路径的主要形式,藉此建立了预测建材VOC有效扩散系数的宏观-介观双尺度模型,可通过测定建材的介观结构参数直接定出VOC在建材中的有效扩散系数,为预测和控制建材散发特性提供了理论依据。第三,推导了密闭舱中建材VOC散发特性的完全解析解,并经实验验证。通过数值试验和参数回归得到了建材VOC无量纲散发速率的准则关联式,藉此可方便地将建材在环境舱中的测量结果推广至实际使用空间。第四,藉前述完全解析解,提出了快速测定建材散发3个关键参数(初始可散发浓度、分配系数和扩散系数)的密闭舱浓度足迹法。该方法测试时间短(≤24小时),精度可满足工程应用要求,为建材和家具VOC散发标识提供了技术手段。