CN109946248B - 一种预测室内甲醛浓度的系统及方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预测室内甲醛浓度的系统及方法和装置，属于建筑甲醛浓度预测领域。在使用的时候，通过管理员登陆系统向装饰材料数据库上传，等信息，当用户使用该系统的时候，只需登陆用户登陆系统即可通过选择输入系统先进入材料性质输入单元，输入材料性质之后通过终端数据库从装饰材料数据库中调取相应的材料性质挥发甲醛的速率，之后再进入建筑室内分布情况输入单元，先将室内污染混合参数计算出来，再带入室内甲醛浓度预测系统，计算出甲醛浓度的变化，之后通过选择显示系统，选择调取相应的需求节点，通过上述系统可发现甲醛主要污染源，且操作方便、准确，并且成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及建筑甲醛浓度预测领域，尤其涉及一种预测室内甲醛浓度的系统及方法和装置。
背景技术
随着社会和经济的发展，人类在室内工作和生活的时间逐渐增加。根据调查，在发达国家中，超过50％的工作人员在室内停留时间约占全天时间的90％。长期工作和生活在室内的人员表现出了严重的病态反应，如眼睛疼痛干涩、喉咙不适、头晕、恶心、全身疲惫，注意力不集中，甚至引发癌症，危及生命，这被世界卫生组织定义为病态建筑综合征(SBS)。美国环境保护局(EPA)研究表明，室内空气污染是引起SBS的主要原因，并将室内空气污染确定为国家健康的主要风险之一。造成室内空气品质下降的原因包括生物污染(如真菌、细菌和病毒等)和化学污染(如一氧化碳、氮氧化物、硫化物、氡、挥发性有机化合物和微小粒子)和其他因素(如通风不畅，空调的使用)其中挥发性有机物被认为是影响室内空气品质重要原因之一。其中甲醛是室内重要污染物之一。甲醛是一种原生质毒物，已经被世界卫生组织与美国环境保护局确定为潜在的危险致癌物质与重要的环境污染物质。近年来，关于室内甲醛污染的报道不绝于耳，如我国某租房平台提供的房源存在大量甲醛浓度超标的状况，并且已经导致了疾病的发生。对老人、小孩以及孕妇等免疫力较差的人群危害更大。根据调查显示，长期生活在甲醛浓度较高的环境中，容易引发鼻咽癌、咽喉癌等多种疾病。甲醛对人体的危害主要是通过嗅觉异常、刺激性气味、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面来表现。
当甲醛在空气中的含量为0.06-0.1mg/m3时，会使人感到异味和不适；当含量达到0.5mg/m3时，会使人出现眼睛刺痛、咽喉不适或疼痛等症状；当含量达到30mg/m3时，会立即致人死亡。
甲醛危害之大，降低室内甲醛浓度的方法主要有污染源控制、增加通风速率以及室内空气净化。其中污染源控制一种最具有成本效益和环保的方法。建立一套成熟的室内甲醛浓度预测系统，在室内甲醛污染产生之前，将室内甲醛浓度降到安全标准以下。
目前的方法，需要成本较高，耗时较长，对于长期释放速率与短期释放速率不能兼顾；大部分方法缺少可靠地室内污染源数据库，不能够准确的预测室内甲醛浓度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有目前的方法，需要成本较高，好时较长，对于长期释放速率与短期释放速率不能兼顾；大部分方法缺少可靠地室内污染源数据库，不能够准确的预测室内甲醛浓度的一种预测室内甲醛浓度的系统及方法和装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种预测室内甲醛浓度的系统，包括甲醛预测系统，所述甲醛预测系统包括：登陆系统、选择输入系统、室内污染物混合参数计算系统、室内甲醛浓度预测系统、选择显示系统和装饰材料数据库；
登陆系统，所述登陆系统包括有用户登陆系统和管理员登陆系统，所述用户登陆系统链接选择输入系统，所述管理员登陆系统链接装饰材料数据库，所述管理员登陆系统可以向装饰材料数据库上传装饰材料甲醛释放速率等；
选择输入系统，所述选择输入系统包括建筑室内分布情况输入单元和材料性质输入单元，所述建筑室内分布情况输入单元链接通风率单元、通风系统过滤效率单元、室内空气循环效率单元、室内空气循环过滤效率单元和室内装修材料面积单元，所述材料性质单元链接终端数据库单元，所述终端数据库单元链接室内污染物混合参数计算系统，所述通风率单元、通风系统过滤效率单元、室内空气循环效率单元、室内空气循环过滤效率单元和室内装修材料面积单元链接室内混合物参数计算系统和室内甲醛浓度预测系统，所述材料性质单元可以通过终端数据库单元从材料数据库下载装饰材料甲醛释放速率等；
室内污染物混合参数计算系统，所述室内污染物混合参数计算系统链接室内甲醛浓度预测系统；
室内甲醛浓度预测系统，所述室内甲醛浓度预测系统链接选择显示系统；
选择显示系统，所述选择显示系统包括：甲醛含量最大时间节点、甲醛含量危害节点和甲醛含量挥发节点。
优选地，所述室内甲醛浓度预测系统采用的数学模型如下：
上式右侧第一项表示室外空气渗透，第二项表示室外空气供给，第三项表示室内空气循环，第四项表示污染物吸附的量，第五项表示室内建筑材料以及装修材料的释放的污染物，C0表示室内初始甲醛浓度，Ci表示室内甲醛浓度；aM表示空气渗透率，即通风率；aF表示通风系统速率；WF表示通风系统过滤效率；aR表示室内空气循环率；WR表示室内空气循环过滤效率；Ej表示室内的j种建筑材料或装修材料的释放速率，Sj表示第j种建筑材料或装修材料的面积；V表示室内空间体积；A表示室内墙面表面积；g为室内污染物混合参数，所述室内污染物混合参数系统采用的数学模型如下：
优选地，所述装饰材料数据库包括装饰材料的名称、品牌、温度、相对湿度、风速、湍流度、空气交换率、承载率、表面积、厚度、质量以及甲醛释放速率检测值。
一种预测室内甲醛浓度的方法，所述方法应用于一种预测室内甲醛浓度的系统，所述装饰材料的特性采用以下方法检测：
S1、对试件进行平衡处理，将试件在22-24℃，相对湿度45-55％条件下放置13-17d，试件之间距离至少为25mm，使空气在所有试件表面上自由循环，恒温恒湿室内空气置换率至少每1h1次，室内空气中甲醛质量浓度不能超过0.10mg/m3；
S2、对试件进行封边处理，试件平衡处理后，采用不含甲醛的铝胶带封边，未封边的长度L与试件表面积A的比例为：L/A＝1.5m/m2。对于尺寸为0.5m×0.5m×板厚的试件，实验需要两块试件，每块试件未封边长度L＝0.5m2×1.5m/m2＝0.75m，若试件为地板只需要测量暴露面，采用不含甲醛的胶黏剂将两块试件背靠背粘起来，或者用铝箔将试件的一面密封起来，所有侧边均用铝箔密封；
S3、在实验过程中，气候箱体内保持下列条件：温度22.5-23.5℃；相对湿度47-53％；承载率0.98-1.02m2/m3；空气置换率0.95-1.05h-1；试件表面空气流速0.1-0.3m/s；
S4、试件完成平衡处理后，在1h内放入气候箱体内，试件应垂直放置于气候箱的中心位置，其表面与空气流动的方向平行，试件之间距离不小于200mm；
S5、取样时两个吸收罐内各加入25ml蒸馏水，串联在一起，开动抽气泵，抽气速度控制在2L/min左右，每次至少抽取120L气体。抽样时记录检测室温度；
S6、将两个吸收罐的溶液充分混合，用移液管取10ml吸收液至50ml容量瓶中，再加入10ml乙酰丙酮溶液和10ml乙酸铵溶液，塞上瓶塞摇匀，再放到59-61℃的水槽中加热10min，然后把这种黄绿色的溶液在避光处室温下存放约1h，在分光光度计上412nm波长处，以蒸馏水作为对比溶液调零，用50mm光程的比色皿测定吸收溶液的吸光度A，同时用蒸馏水代替吸收溶液，采用相同方法做空白实验，确定空白值Ab；
S7、在测试的第一天不需要采样，然后从第2天至第5天，每天采样2次，每次采样的时间间隔应超过3h，在经过前3天后，如果达到稳定状态，可停止采样，因此，当最后4次测定的甲醛浓度的平均值与最大值或最小值之间的偏差值低于5％或低于0.005mg/m3，此时可定义为达到稳定状态。具体如下：
平均值计算公式：c＝(cn+cn-1+cn-2+cn-3)/4；
偏差值计算公式：
达到稳定状态时：
或d＜0.005mg/m3；
其中cn是最后一次浓度测定值，cn-1是倒数第二次浓度测定值，以此类推，如果在前5天没有达到稳定状态，取样次数降低到每天1次，直到达到稳定状态，或者是连续测试28天，然后停止测试，将检测结果建立常数-幂函数模型。
优选地，所述常数-幂函数模型，是通过最小二乘法，对甲醛短期释放速率检测数据进行拟合，每种材料得到一个常数-幂函数模型，常数—幂函数模型如下所示：
E＝a×t-b，当t<c时，令t＝c；
其中E表示甲醛释放速率，t表示时间，模型参数a、b和c通过最小二乘法进行拟合确定。
一种预测室内甲醛浓度的装置，所述装置应用于适合一种预测室内甲醛浓度的方法中，包括：气候箱体，所述气候箱体左侧上端固定安装有恒湿装置，所述恒湿装置一端通过管道与气候箱体内部固定连接，所述恒湿装置另一端通过管道与外部环境接触，所述气候箱体内部底端固定安装有恒温维持装置，所述气候箱体上端内部活动套接有转动门，所述转动门后端内部活动套接有转动轴，所述转动轴右端与气候箱体内壁活动连接，所述气候箱体左端内壁中活动套接有转动扇，所述转动轴左端与传动机构固定连接，所述传动机构与转动扇活动连接，所述转动扇上下两端与固定轴靠内一端固定连接，所述固定轴靠外一端活动套接在气候箱体内壁中，所述气候箱体右侧固定安装有测试机构。
优选地，所述传动机构包括：传动组件、转动齿轮、传动齿轮、转动杆、摇摆杆、传动轴和电机，所述转动轴左端靠内一侧与传动组件后端固定连接，所述转动轴左端与电机主轴固定连接，所述传动组件前端与传动轴中部固定连接，所述传动轴右端与气候箱体内壁活动连接，所述气候箱体左端与转动齿轮轴心固定连接，所述转动齿轮与传动齿轮啮合连接，所述传动齿轮轴心与转动杆上端靠下一侧固定连接，所述转动杆上端与气候箱体内壁活动连接，所述转动杆下端与摇摆杆右端活动连接，所述摇摆杆左端与转动扇上端后侧活动连接。
优选地，所述测试机构包括：吸收罐、硅胶干燥罐、气阀、气体抽样泵、气体流量计、气体计量表和空气压力表，所述吸收罐设置有两个，并串联在一起，所述吸收罐进气口通过管道与气候箱体内部固定连接，所述吸收罐出气口通过管道与硅胶干燥罐进气口固定连接，所述硅胶干燥罐出气口与气阀进气口固定连接，所述气阀出气口与气体抽样泵进气口固定连接，所述气体抽样泵出气管道上依次固定安装有气体流量计、气体计量表和空气压力表。
与现有技术相比，本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的系统及方法和装置，具备以下有益效果：
(1)本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的系统，在使用的时候，通过管理员登陆系统向装饰材料数据库上传，等信息，当用户使用该系统的时候，只需登陆用户登陆系统即可通过选择输入系统先进入材料性质输入单元，输入材料性质之后通过终端数据库从装饰材料数据库中调取相应的材料性质挥发甲醛的速率，之后再进入建筑室内分布情况输入单元，输入相应的通风率、通风系统过滤效率、室内空气循环效率、室内空气循环过滤效率和室内装修材料面积，之后通过室内污染物混合参数计算系统，先将室内污染混合参数计算出来，再带入室内甲醛浓度预测系统，计算出甲醛浓度的变化，之后通过选择显示系统，选择调取相应的需求节点，通过上述系统可发现甲醛主要污染源，且操作方便、准确，并且成本低廉。
(2)本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的装置，在使用的时候，先通过启动电机带动转动轴转动，从而带动转动门转动，将气候箱体打开，在打开的过程中，电机同步带动传动组件转动，从而带动传动轴转动，带动转动齿轮转动，带动传动齿轮转动，从而带动转动杆转动，带动带动摇摆杆转动，从而带动转动扇转动，转动扇上设置有多组气扇，可以快速高效的将气候箱体内部的甲醛排出，从而减小对测量材质甲醛释放速率的影响。
(3)本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的装置，在使用的时候，通过启动气体抽样泵通过吸收罐与气候箱体内部相连通的管道相连，从而将气候箱体内的气体吸收出来，之后经过两个串联的吸收罐，将抽出气体中的甲醛气体吸附下，设置有两个吸收罐可以有效的保证抽出气体内部的甲醛被有效的吸收，并且在其后方设置有气阀控制气体的进出，在气体抽样泵后方设置有气体流量计检测气体流量，设置有气体计量表，可以检测气体的温度，在其后设置有空气压力表，可以检测气体的流动，该装置可以快速高效的将气候箱体内部材料释放的甲醛吸收检测出来。
附图说明
图1为本发明提出的一种预测室内甲醛浓度的系统的系统流程图；
图2为本发明提出的一种预测室内甲醛浓度的装置的整体示意图；
图3为本发明提出的一种预测室内甲醛浓度的装置的拆分结构示意图；
图4为本发明提出的一种预测室内甲醛浓度的装置的拆分结构示意图；
图5为本发明提出的一种预测室内甲醛浓度的装置的拆分装置的结构示意图。
图号说明：
1气候箱体、2恒湿装置、3恒温维持装置、4转动门、5转动轴、6转动扇、7固定轴、8传动组件、9转动齿轮、10传动齿轮、11转动杆、12摇摆杆、13传动轴、14吸收罐、15硅胶干燥罐、16气阀、17气体抽样泵、18气体流量计、19气体计量表、20空气压力表、21电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种预测室内甲醛浓度的系统，包括甲醛预测系统，甲醛预测系统包括：登陆系统、选择输入系统、室内污染物混合参数计算系统、室内甲醛浓度预测系统、选择显示系统和装饰材料数据库；
登陆系统，登陆系统包括有用户登陆系统和管理员登陆系统，用户登陆系统链接选择输入系统，管理员登陆系统链接装饰材料数据库，管理员登陆系统可以向装饰材料数据库上传装饰材料甲醛释放速率等；
选择输入系统，选择输入系统包括建筑室内分布情况输入单元和材料性质输入单元，建筑室内分布情况输入单元链接通风率单元、通风系统过滤效率单元、室内空气循环效率单元、室内空气循环过滤效率单元和室内装修材料面积单元，材料性质单元链接终端数据库单元，终端数据库单元链接室内污染物混合参数计算系统，通风率单元、通风系统过滤效率单元、室内空气循环效率单元、室内空气循环过滤效率单元和室内装修材料面积单元链接室内混合物参数计算系统和室内甲醛浓度预测系统，材料性质单元可以通过终端数据库单元从材料数据库下载装饰材料甲醛释放速率等；
室内污染物混合参数计算系统，室内污染物混合参数计算系统链接室内甲醛浓度预测系统；
室内甲醛浓度预测系统，室内甲醛浓度预测系统链接选择显示系统；
选择显示系统，选择显示系统包括：甲醛含量最大时间节点、甲醛含量危害节点和甲醛含量挥发节点。
进一步，室内甲醛浓度预测系统采用的数学模型如下：
上式右侧第一项表示室外空气渗透，第二项表示室外空气供给，第三项表示室内空气循环，第四项表示污染物吸附的量，第五项表示室内建筑材料以及装修材料的释放的污染物，C0表示室内初始甲醛浓度，Ci表示室内甲醛浓度；aM表示空气渗透率，即通风率；aF表示通风系统速率；WF表示通风系统过滤效率；aR表示室内空气循环率；WR表示室内空气循环过滤效率；Ej表示室内的j种建筑材料或装修材料的释放速率，Sj表示第j种建筑材料或装修材料的面积；V表示室内空间体积；A表示室内墙面表面积；g为室内污染物混合参数，室内污染物混合参数系统采用的数学模型如下：
进一步，优选地，装饰材料数据库包括装饰材料的名称、品牌、温度、相对湿度、风速、湍流度、空气交换率、承载率、表面积、厚度、质量以及甲醛释放速率检测值。
本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的系统，在使用的时候，通过管理员登陆系统向装饰材料数据库上传，等信息，当用户使用该系统的时候，只需登陆用户登陆系统即可通过选择输入系统先进入材料性质输入单元，输入材料性质之后通过终端数据库从装饰材料数据库中调取相应的材料性质挥发甲醛的速率，之后再进入建筑室内分布情况输入单元，输入相应的通风率、通风系统过滤效率、室内空气循环效率、室内空气循环过滤效率和室内装修材料面积，之后通过室内污染物混合参数计算系统，先将室内污染混合参数计算出来，再带入室内甲醛浓度预测系统，计算出甲醛浓度的变化，之后通过选择显示系统，选择调取相应的需求节点，通过上述系统可发现甲醛主要污染源，且操作方便、准确，并且成本低廉。
实施例2：基于实施例1又有所不同之处在于；
一种预测室内甲醛浓度的方法，方法应用于一种预测室内甲醛浓度的系统，装饰材料的特性采用以下方法检测：
S1、对试件进行平衡处理，将试件在22-24℃，相对湿度45-55％条件下放置13-17d，试件之间距离至少为25mm，使空气在所有试件表面上自由循环，恒温恒湿室内空气置换率至少每1h1次，室内空气中甲醛质量浓度不能超过0.10mg/m3；
S2、对试件进行封边处理，试件平衡处理后，采用不含甲醛的铝胶带封边，未封边的长度L与试件表面积A的比例为：L/A＝1.5m/m2。对于尺寸为0.5m×0.5m×板厚的试件，实验需要两块试件，每块试件未封边长度L＝0.5m2×1.5m/m2＝0.75m，若试件为地板只需要测量暴露面，采用不含甲醛的胶黏剂将两块试件背靠背粘起来，或者用铝箔将试件的一面密封起来，所有侧边均用铝箔密封；
S3、在实验过程中，气候箱体1内保持下列条件：温度22.5-23.5℃；相对湿度47-53％；承载率0.98-1.02m2/m3；空气置换率0.95-1.05h-1；试件表面空气流速0.1-0.3m/s；
S4、试件完成平衡处理后，在1h内放入气候箱体1内，试件应垂直放置于气候箱的中心位置，其表面与空气流动的方向平行，试件之间距离不小于200mm；
S5、取样时两个吸收罐14内各加入25ml蒸馏水，串联在一起，开动抽气泵，抽气速度控制在2L/min左右，每次至少抽取120L气体。抽样时记录检测室温度；
S6、将两个吸收罐14的溶液充分混合，用移液管取10ml吸收液至50ml容量瓶中，再加入10ml乙酰丙酮溶液和10ml乙酸铵溶液，塞上瓶塞摇匀，再放到59-61℃的水槽中加热10min，然后把这种黄绿色的溶液在避光处室温下存放约1h，在分光光度计上412nm波长处，以蒸馏水作为对比溶液调零，用50mm光程的比色皿测定吸收溶液的吸光度A，同时用蒸馏水代替吸收溶液，采用相同方法做空白实验，确定空白值Ab；
S7、在测试的第一天不需要采样，然后从第2天至第5天，每天采样2次，每次采样的时间间隔应超过3h，在经过前3天后，如果达到稳定状态，可停止采样，因此，当最后4次测定的甲醛浓度的平均值与最大值或最小值之间的偏差值低于5％或低于0.005mg/m3，此时可定义为达到稳定状态。具体如下：
平均值计算公式：c＝(cn+cn-1+cn-2+cn-3)/4；
偏差值计算公式：
达到稳定状态时：
或d＜0.005mg/m3；
其中cn是最后一次浓度测定值，cn-1是倒数第二次浓度测定值，以此类推，如果在前5天没有达到稳定状态，取样次数降低到每天1次，直到达到稳定状态，或者是连续测试28天，然后停止测试，将检测结果建立常数-幂函数模型。
常数-幂函数模型，是通过最小二乘法，对甲醛短期释放速率检测数据进行拟合，每种材料得到一个常数-幂函数模型，常数—幂函数模型如下所示：
E＝a×t-b，当t<c时，令t＝c；
其中E表示甲醛释放速率，t表示时间，模型参数a、b和c通过最小二乘法进行拟合确定。
实施例3：基于实施例1或2又有所不同之处在于；
一种预测室内甲醛浓度的装置，装置应用于适合一种预测室内甲醛浓度的方法中，包括：气候箱体1，气候箱体1左侧上端固定安装有恒湿装置2，恒湿装置2一端通过管道与气候箱体1内部固定连接，恒湿装置2另一端通过管道与外部环境接触，气候箱体1内部底端固定安装有恒温维持装置3，气候箱体1上端内部活动套接有转动门4，转动门4后端内部活动套接有转动轴5，转动轴5右端与气候箱体1内壁活动连接，气候箱体1左端内壁中活动套接有转动扇6，转动轴5左端与传动机构固定连接，传动机构与转动扇6活动连接，转动扇6上下两端与固定轴7靠内一端固定连接，固定轴7靠外一端活动套接在气候箱体1内壁中，气候箱体1右侧固定安装有测试机构。
传动机构包括：传动组件8、转动齿轮9、传动齿轮10、转动杆11、摇摆杆12、传动轴13和电机21，转动轴5左端靠内一侧与传动组件8后端固定连接，转动轴5左端与电机21主轴固定连接，传动组件8前端与传动轴13中部固定连接，传动轴13右端与气候箱体1内壁活动连接，气候箱体1左端与转动齿轮9轴心固定连接，转动齿轮9与传动齿轮10啮合连接，传动齿轮10轴心与转动杆11上端靠下一侧固定连接，转动杆11上端与气候箱体1内壁活动连接，转动杆11下端与摇摆杆12右端活动连接，摇摆杆12左端与转动扇6上端后侧活动连接。
本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的装置，在使用的时候，先通过启动电机21带动转动轴5转动，从而带动转动门4转动，将气候箱体1打开，在打开的过程中，电机21同步带动传动组件8转动，从而带动传动轴13转动，带动转动齿轮9转动，带动传动齿轮10转动，从而带动转动杆11转动，带动带动摇摆杆12转动，从而带动转动扇6转动，转动扇6上设置有多组气扇，可以快速高效的将气候箱体1内部的甲醛排出，从而减小对测量材质甲醛释放速率的影响。
实施例4：基于实施例1、2或3又有所不同之处在于；
测试机构包括：吸收罐14、硅胶干燥罐15、气阀16、气体抽样泵17、气体流量计18、气体计量表19和空气压力表20，吸收罐14设置有两个，并串联在一起，吸收罐14进气口通过管道与气候箱体1内部固定连接，吸收罐14出气口通过管道与硅胶干燥罐15进气口固定连接，硅胶干燥罐15出气口与气阀16进气口固定连接，气阀16出气口与气体抽样泵17进气口固定连接，气体抽样泵17出气管道上依次固定安装有气体流量计18、气体计量表19和空气压力表20。
本发明提供了一种预测室内甲醛浓度的装置，在使用的时候，通过启动气体抽样泵17通过吸收罐14与气候箱体1内部相连通的管道相连，从而将气候箱体1内的气体吸收出来，之后经过两个串联的吸收罐14，将抽出气体中的甲醛气体吸附下，设置有两个吸收罐14可以有效的保证抽出气体内部的甲醛被有效的吸收，并且在其后方设置有气阀16控制气体的进出，在气体抽样泵17后方设置有气体流量计18检测气体流量，设置有气体计量表19，可以检测气体的温度，在其后设置有空气压力表20，可以检测气体的流动，该装置可以快速高效的将气候箱体1内部材料释放的甲醛吸收检测出来。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种预测室内甲醛浓度的系统，包括甲醛预测系统，其特征在于，所述甲醛预测系统包括：登陆系统、选择输入系统、室内污染物混合参数计算系统、室内甲醛浓度预测系统、选择显示系统和装饰材料数据库；
登陆系统，所述登陆系统包括有用户登陆系统和管理员登陆系统，所述用户登陆系统链接选择输入系统，所述管理员登陆系统链接装饰材料数据库，所述管理员登陆系统向装饰材料数据库上传装饰材料甲醛释放速率；
选择输入系统，所述选择输入系统包括建筑室内分布情况输入单元和材料性质输入单元，所述建筑室内分布情况输入单元链接通风率单元、通风系统过滤效率单元、室内空气循环效率单元、室内空气循环过滤效率单元和室内装修材料面积单元，所述材料性质单元链接终端数据库单元，所述终端数据库单元链接室内污染物混合参数计算系统，所述通风率单元、通风系统过滤效率单元、室内空气循环效率单元、室内空气循环过滤效率单元和室内装修材料面积单元链接室内混合物参数计算系统和室内甲醛浓度预测系统，所述材料性质单元通过终端数据库单元从材料数据库下载装饰材料甲醛释放速率；
室内污染物混合参数计算系统，所述室内污染物混合参数计算系统链接室内甲醛浓度预测系统；
室内甲醛浓度预测系统，所述室内甲醛浓度预测系统链接选择显示系统；
选择显示系统，所述选择显示系统包括：甲醛含量最大时间节点、甲醛含量危害节点和甲醛含量挥发节点；
所述室内甲醛浓度预测系统采用的数学模型如下：
上式右侧第一项表示室外空气渗透，第二项表示室外空气供给，第三项表示室内空气循环，第四项表示污染物吸附的量，第五项表示室内建筑材料以及装修材料的释放的污染物，C0表示室内初始甲醛浓度，Ci表示室内甲醛浓度；aM表示空气渗透率，即通风率；aF表示通风系统速率；WF表示通风系统过滤效率；aR表示室内空气循环率；WR表示室内空气循环过滤效率；Ej表示室内的j种建筑材料或装修材料的释放速率，Sj表示第j种建筑材料或装修材料的面积；V表示室内空间体积；A表示室内墙面表面积；g为室内污染物混合参数，所述室内污染物混合参数系统采用的数学模型如下：
所述装饰材料数据库包括装饰材料的名称、品牌、温度、相对湿度、风速、湍流度、空气交换率、承载率、表面积、厚度、质量以及甲醛释放速率检测值。
2.应用于权利要求1所述的系统中的预测室内甲醛浓度的方法，所述装饰材料的特性采用以下方法检测：
S1、对试件进行平衡处理，将试件在22-24℃，相对湿度45-55％条件下放置13-17d，试件之间距离至少为25mm，使空气在所有试件表面上自由循环，恒温恒湿室内空气置换率至少每1h1次，室内空气中甲醛质量浓度不能超过0.10mg/m3；
S2、对试件进行封边处理，试件平衡处理后，采用不含甲醛的铝胶带封边，未封边的长度L与试件表面积A的比例为：L/A＝1.5m/m2；
对于尺寸为0.5m×0.5m×板厚的试件，实验需要两块试件，每块试件未封边长度L＝0.5m2×1.5m/m2＝0.75m，若试件为地板只需要测量暴露面，采用不含甲醛的胶黏剂将两块试件背靠背粘起来，或者用铝箔将试件的一面密封起来，所有侧边均用铝箔密封；
S3、在实验过程中，气候箱体(1)内保持下列条件：温度22.5-23.5℃；相对湿度47-53％；承载率0.98-1.02m2/m3；空气置换率0.95-1.05h-1；试件表面空气流速0.1-0.3m/s；
S4、试件完成平衡处理后，在1h内放入气候箱体(1)内，试件应垂直放置于气候箱的中心位置，其表面与空气流动的方向平行，试件之间距离不小于200mm；
S5、取样时两个吸收罐(14)内各加入25ml蒸馏水，串联在一起，开动抽气泵，抽气速度控制在2L/min，每次至少抽取120L气体；
抽样时记录检测室温度；
S6、将两个吸收罐(14)的溶液充分混合，用移液管取10ml吸收液至50ml容量瓶中，再加入10ml乙酰丙酮溶液和10ml乙酸铵溶液，塞上瓶塞摇匀，再放到59-61℃的水槽中加热10min，然后把这种黄绿色的溶液在避光处室温下存放1h，在分光光度计上412nm波长处，以蒸馏水作为对比溶液调零，用50mm光程的比色皿测定吸收溶液的吸光度A，同时用蒸馏水代替吸收溶液，采用相同方法做空白实验，确定空白值Ab；
S7、在测试的第一天不需要采样，然后从第2天至第5天，每天采样2次，每次采样的时间间隔应超过3h，在经过前3天后，如果达到稳定状态，可停止采样，因此，当最后4次测定的甲醛浓度的平均值与最大值或最小值之间的偏差值低于5％或低于0.005mg/m3，此时可定义为达到稳定状态；
具体如下：
平均值计算公式：c＝(cn+cn-1+cn-2+cn-3)/4；
偏差值计算公式：
达到稳定状态时：
或d＜0.005mg/m3；
其中cn是最后一次浓度测定值，cn-1是倒数第二次浓度测定值，以此类推，如果在前5天没有达到稳定状态，取样次数降低到每天1次，直到达到稳定状态，或者是连续测试28天，然后停止测试，将检测结果建立常数-幂函数模型；
所述常数-幂函数模型，是通过最小二乘法，对甲醛短期释放速率检测数据进行拟合，每种材料得到一个常数-幂函数模型，常数—幂函数模型如下所示：
E＝a×t-b，当t<c时，令t＝c；
其中E表示甲醛释放速率，t表示时间，模型参数a、b和c通过最小二乘法进行拟合确定。
3.应用于权利要求2所述的方法中的预测室内甲醛浓度的装置，其特征在于：包括：气候箱体(1)，所述气候箱体(1)左侧上端固定安装有恒湿装置(2)，所述恒湿装置(2)一端通过管道与气候箱体(1)内部固定连接，所述恒湿装置(2)另一端通过管道与外部环境接触，所述气候箱体(1)内部底端固定安装有恒温维持装置(3)，所述气候箱体(1)上端内部活动套接有转动门(4)，所述转动门(4)后端内部活动套接有转动轴(5)，所述转动轴(5)右端与气候箱体(1)内壁活动连接，所述气候箱体(1)左端内壁中活动套接有转动扇(6)，所述转动轴(5)左端与传动机构固定连接，所述传动机构与转动扇(6)活动连接，所述转动扇(6)上下两端与固定轴(7)靠内一端固定连接，所述固定轴(7)靠外一端活动套接在气候箱体(1)内壁中，所述气候箱体(1)右侧固定安装有测试机构。
4.根据权利要求3所述的一种预测室内甲醛浓度的装置，其特征在于：所述传动机构包括：传动组件(8)、转动齿轮(9)、传动齿轮(10)、转动杆(11)、摇摆杆(12)、传动轴(13)和电机(21)，所述转动轴(5)左端靠内一侧与传动组件(8)后端固定连接，所述转动轴(5)左端与电机(21)主轴固定连接，所述传动组件(8)前端与传动轴(13)中部固定连接，所述传动轴(13)右端与气候箱体(1)内壁活动连接，所述气候箱体(1)左端与转动齿轮(9)轴心固定连接，所述转动齿轮(9)与传动齿轮(10)啮合连接，所述传动齿轮(10)轴心与转动杆(11)上端靠下一侧固定连接，所述转动杆(11)上端与气候箱体(1)内壁活动连接，所述转动杆(11)下端与摇摆杆(12)右端活动连接，所述摇摆杆(12)左端与转动扇(6)上端后侧活动连接。
5.根据权利要求3所述的一种预测室内甲醛浓度的装置，其特征在于：所述测试机构包括：吸收罐(14)、硅胶干燥罐(15)、气阀(16)、气体抽样泵(17)、气体流量计(18)、气体计量表(19)和空气压力表(20)，所述吸收罐(14)设置有两个，并串联在一起，所述吸收罐(14)进气口通过管道与气候箱体(1)内部固定连接，所述吸收罐(14)出气口通过管道与硅胶干燥罐(15)进气口固定连接，所述硅胶干燥罐(15)出气口与气阀(16)进气口固定连接，所述气阀(16)出气口与气体抽样泵(17)进气口固定连接，所述气体抽样泵(17)出气管道上依次固定安装有气体流量计(18)、气体计量表(19)和空气压力表(20)。
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