高校教室空气品质与飞沫传播特性的研究

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建筑室内环境是人类接触最为频繁、最为密切的外环境之一,现代人约有90%的时间在室内度过,室内空气质量对人体健康不言而喻,此外,它对人的工作及学习效率也有重要影响。教室作为教师传授知识,学生学习知识的主要场合,其室内空气品质更应重点关注。为全面了解夏热冬冷地区高校教室内空气品质现状,本文将采用现场检测、问卷调查和数值模拟的方法对室内空气品质进行研究。研究的主要内容包括:对南京市某高校教室内的CO2、温度、湿度进行现场连续监测。并辅以问卷调查,利用数理统计的方法对客观数据进行分析处理,对不同季节、不同的教室状态室内各种污染物浓度的变化进行分析研究。研究同一教室不同的室内人员密度、通风状态、季节变化与室内污染物浓度之间的关系;结合夏热冬冷地区的气候特点,提出相应的改进措施;利用FLuENT软件对典型教室内的流场进行数值模拟,分析比较上课教室和考试教室内流场的区别,并比较改变教室通风方式对室内温度场、速度场和污染物浓度场的影响。结果显示:客观数据检测与主观问卷调查结果吻合,夏热冬冷地区高校教室内空气品质存在较大问题,且室内空气品质的好坏将影响学生情绪及其学习效率。对于上课教室,深秋(11月)、冬季(12月)和初春(3月)季节室内CO2浓度超标最为严重,最高可达5199ppm,在门窗紧闭情况下,教室内CO2浓度增长率与教室面积成反比。增加室内新风量和控制教室上课人数是解决自然通风教室内空气品质的关键。数值模拟结果显示,相对于上课教室,考试教室的温度场、速度场和CO:浓度场分布较均匀,增加教室门窗的开启数量有利于室内CO2浓度的扩散,但相应的影响室内热舒适性。高校教室人员密集,冬春季节呼吸道疾病极易在学校蔓延。论文将利用FLUENT软件对自然通风教室内人体呼出的10μm、50μm、100μm、120μm飞沫液滴进行数值模拟。
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