《道路交通污染物對建築室內環境影響的動態預測模式》是依託北京科技大學，由柳靖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：道路交通污染物對建築室內環境影響的動態預測模式
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：柳靖
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
道路交通污染物的大量排放對主幹道周邊建築室內空氣品質造成嚴重的負面影響。本項目採用風洞實驗、理論建模與現場實測相結合的方法對室外交通污染物向室內環境傳播特性進行研究。本課題擬通過風洞實驗獲得街道峽谷環境中，建築開口（如外門、外窗）處氣流運動和傳質特性，並建立相應的計算模型；以CFD模擬技術和多區節點模型為基本模型，建立城市微尺度環境與建築環境間跨尺度污染物傳輸預測模式。該模式充分考慮了實際城市環境中影響污染物在室外、室內及室內外環境界面處傳輸的各項動力因素。通過現場實地測量，對所建立預測模式的準確性進行驗證。採用數值模擬方法系統研究室外環境局地結構特徵、建築通風形式對室外交通污染物向建築內部傳輸過程的影響。本項目有助於進一步了解交通污染物的環境影響。
結題摘要
本項目以街道峽谷這一典型城市微尺度環境作為研究對象，圍繞街道峽谷環境內交通污染物的擴散、分布規律及其對建築環境影響這一主線，開展了如下工作。以熱平衡原理及大氣邊界層理論為基礎，建立了街道峽谷熱環境預測模型。與現有同類模型相比，該模型採用三維模型而不是目前常用的一維模型計算街谷壁面處風速，從而提高了對流換熱過程的計算精度。同時，模型中給出了街道峽谷內部與頂部大氣邊界層間傳熱阻力的計算公式，並通過經典的大氣邊界層動力學模型，實現了不同大氣穩定度下街道峽谷與大氣近地層間的熱量交換模擬。通過實地測量，對模型預測結果進行了驗證。由於本文模型較CFD模型在運算所需時間上具有明顯的優勢，因此也可以用於城市熱環境的長期動態分析。通過上述模型與CFD模型的聯合計算，本文討論夏季典型日內熱浮力作用對街道峽谷內氣流運動及污染物分布特徵的影響。研究結果顯示，目前多數數值模擬及風洞實驗研究中僅考慮某一單獨壁面（如路面或迎風面） 受熱的簡化處理方法不能真實反映實際街谷內熱浮力作用對氣流運動及污染物分布的影響。 為了得到受周邊建築影響時目標建築外表面開口處的氣流運動特徵，本課題通過風洞實驗考察了周邊建築對目標建築大開口處氣流運動特徵的影響。以此為基礎提出了不同局地建築排布結構下目標建築大開口通風量計算的修正公式。同時，採用校準後的CFD模擬計算，通過數值實驗確定了大開口自然通風受風壓、熱壓共同影響時的臨界阿基米德數。從而為後續相關研究提供了理論依據。在研究室內外交通污染物擴散問題時，針對直接採用CFD方法進行室內外同步計算所需計算量過大的問題，提出了以街道峽谷熱環境預測模型、室外CFD模型、室內多區網路模型為基礎的模擬方法。與文獻中現有研究方法相比，該方法補充考慮了自然對流引起的熱浮力作用、建築表面壓力和污染物濃度空間分布、熱壓作用引起的室內外氣體交換等因素，較好地解決了室內外空氣品質同步模擬問題。套用該方法，流風向、建築間距以及建築排布形式均對建築室內交通污染物濃度分布的影響。
