《居住建築室內環境質量多目標控制與其能耗的協同最佳化》是依託南京理工大學，由王芳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：居住建築室內環境質量多目標控制與其能耗的協同最佳化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王芳
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索實際工況下的民用建築室內空氣品質控制目標與建築能耗之間的關係、協同規律，有助於制定合理的室內空氣品質保障目標，控制各種室內污染物濃度，在保障室內空氣品質的基礎上實現建築節能。本項目擬從地域特徵、建築功能等對室內空氣品質的影響入手，建立民用建築室內空氣品質分層次控制多目標體系。研究室內外顆粒物污染的相互影響機理，通過多因子分析闡明顆粒物污染與化學污染的關聯特性及潛在規律。構建針對全新風系統、一次迴風系統、二次迴風系統、變風量系統等不同暖通空調系統的室內空氣品質多目標控制模型和平衡方程，研究穩態和非穩態污染物釋放情況下的控制算法並確定其適用範圍。通過深入研究集顆粒物、甲醛、VOC等室內污染物監控於一體的室內空氣品質保障與建築運行能耗協調最佳化機理，建立民用建築室內空氣品質保障與建築運行能耗相結合的綜合評價體系，力求在有效利用能源的前提下保證室內環境的熱舒適性和健康舒適性。
結題摘要
通過研究我國以及歐美/日本/澳大利亞等國家現行的室內空氣品質標準，結合南京、上海、重慶、武漢等夏熱冬冷地區典型居住建築室內空氣品質現狀的調查，推薦選取六種污染物作為室內空氣品質控制目標污染物——甲醛、苯、TVOC、臭氧、可吸入顆粒物PM10、細顆粒物PM2.5，對民用建築室內空氣品質指標作了三級標準劃分，為中國室內空氣品質標準的進一步完善提供建設性參考。通過對南京、長興等地區典型建築室內外顆粒物的實時監測以及採樣分析結果表明，不同建築氣密性、不同供暖空調系統、不同淨化方式等條件對室內外顆粒物尤其是PM2.5的濃度水平和時空分布特點影響顯著。建築的高氣密性等級可顯著降低室內PM2.5質量濃度，單純採用帶淨化功能的新風系統對住宅室內PM2.5的降低作用不明顯，推薦採用室內循環風淨化器+帶淨化功能的有組織新風的組合淨化方式。以室內外PM2.5中重金屬元素（Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb）、水溶性離子（NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Na+、Zn2+、Fe2+、F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-）等組分的濃度檢測數據為基礎，運用富集參數EF法、正交因子矩陣分解PMF方法等進一步解析了室內外PM2.5的來源及其差異性。在綜合考慮污染物濃度、新風量、通風效率、淨化效率等參數基礎上，建立了穩態狀態下不同暖通空調系統的室內PM2.5平衡方程，並利用實驗結果進行了驗證。通過對非穩態狀態下甲醛和PM2.5濃度的綜合模擬計算，形成了存在多種污染物時室內空氣品質最佳化策略。為有效控制建築環境質量，同時有效管理建築運行能耗，實現環境與能源最佳化管理與控制，實現建築運營階段環境質量保障，以布魯克實驗保障房為示範，研究開發了室內環境與能源監控平台，實現了能源與環境實時數據監控、外圍護結構保溫體系實時監測、新風與CO2聯動控制等功能，從而滿足室內環境質量與能耗兼備的運營需求。
