CN115078192A - 一种测定建筑表面pm净沉降量的方法 - Google Patents

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郑伟
颜成敏
徐晓丹
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Abstract

本发明公开了一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,所述方法步骤包括:1)选取同质的建筑表面滞尘量采样点;2)采集建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量;3)用透明胶带采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量;4)计算单次降雨对单位面积建筑表面的PM净沉降量。该方法简单易行,可用于建筑对空气PM的沉降能力评估、比较和筛选沉降PM能力更为优秀的建筑表面材料和结构,对改善人居环境中的空气质量具有重要的理论和现实意义。

Description

一种测定建筑表面PM净沉降量的方法
技术领域
本发明涉及一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,特别涉及一种测定单次降雨对单位面积建筑表面的PM净沉降量的方法。
背景技术
大气污染是许多国家和地区面临的重要环境问题。随着城市化水平的提高和城市规模的不断扩大,城市大气颗粒物(PMs,0.2-100μm)污染已成为最紧迫的环境问题之一。颗粒物的英文缩写为PM。其中,PM2.5是空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的颗粒物,它富含大量的有毒、有害物质,是阴霾天气形成的主要原因;PM10是空气动力学直径小于10μm的粒子,它们可以进入气道和肺上部区域。一些研究表明,短期(<1h)暴露于峰值PM10浓度与心血管和呼吸道损害密切相关,长期暴露于PM10浓度的环境中对人体健康也有很大影响。
众所周知,植物对空气中的PM具有明显效果。植物可以通过截留、撞击、沉淀和布朗运动来减少PM在空气中的传播,尤其是对空气PM的滞留和沉降,因此,通过种植大量园林植物,可以有效减少PM对人类健康的威胁。
由于建筑的比表面积远远小于植物,它们对空气PM的沉降作用常常被忽视,有关研究报道也十分少见。
实践中,人居环境中的各类建筑对空气PM的滞留和沉降作用却是显而易见的,不同的建筑表面结构,例如不同性质或表面微观结构的外墙砖,会表现出不同的滞尘能力,那么,如何去评价不同建筑表面的滞尘能力呢?如何去优选滞尘能力更好的建筑外墙砖呢?这就需要有对建筑表面PM沉降能力的测定方法。
同植物一样,建筑表面截留的PM主要有两种归宿。一是被雨水冲刷,沉降到地表。二是在风的作用下重新悬浮在空气中,再次成为空气PM污染物。在这两种归宿中,只有PM的雨水洗脱才是建筑表面PM的净沉降量。
由于建筑和植物的区别较大,适合用于植物叶表PM净沉降的差重法,对建筑表面来说,可能并不太适用,因为传统外墙砖本身的重量远远超过其表面的PM重量,且在雨水洗脱过程中会不同程度的吸水,会给测量结果带来极大的误差;而喷淋施工的建筑外墙面,又不易进行称量。建筑表面为此,本发明将公布一种测定单次降雨对单位面积建筑表面的PM净沉降量的方法。
发明内容
本发明提供一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,以用于实现建筑表面单位面积滞尘量的测量。
本发明的技术方案是:一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,如图1所示,步骤如下:
步骤1、在建筑外墙上选取采样点
选取均质的建筑表面,在建筑表面中随机标记N个采样点;
步骤2、采集建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量
首先称取沾灰头的初始重量Wt,然后对N个采样点用具有黏性的沾灰头进行多次粘贴,直至采样点表面灰尘清理完全后测量沾灰头与灰尘的总重量Wg1,再计算N个采样点的建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1=沾灰头与灰尘的总重量Wg1-沾灰头的初始重量Wt
步骤3、采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量
建筑表面经过一次雨水洗脱后,依据步骤2相同的方法,采用沾灰头对N 个采样点进行多次粘贴,测量沾灰头与灰尘的总重量Wg2,然后,计算N个采样点的建筑表面在雨水洗脱后的滞尘量Wd2=沾灰头与灰尘的总重量Wg2-沾灰头的初始重量Wt
步骤4、计算单次降雨对单位建筑表面的PM净沉降量
利用差重法,计算建筑表面的PM净沉降量Wd=建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1-建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2,则单位建筑表面的PM净沉降量=Wd/S,单位为g/m2
所述步骤2和步骤3中分别对N个采样点采用相同的沾灰头进行沾灰,每个沾灰头重量为Wt0,则沾灰头的初始重量Wt=Wt0×N。
所述采样点的个数N取10,单个采样点的面积为5cm×10cm。
所述步骤2和步骤3中的沾灰头的尺寸与单个采样点的面积一致。
所述沾灰头上设有手持杆,方便操作。
所述沾灰头为透明胶带。
在利用沾灰头进行沾灰之前,将内围面积与采样点一致的定位框固定在建筑表面。
所述步骤1中采样点处于同一水平面,或同一垂直面,或同一弧面。
本发明的有益效果是:本发明利用“雨水洗脱的PM量才是PM净沉降量”这一理论,利用透明胶带吸附PM的特点,以及差重法精确的测量出单次降雨洗脱后建筑表面的PM净沉降量。该方法简单易行,可用于建筑对空气PM的沉降能力评估、比较和筛选沉降PM能力更为优秀的建筑表面材料和结构,对改善人居环境中的空气质量具有重要的理论和现实意义。
附图说明
图1为本发明方法的实验操作示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明,但下述实施例仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实验对象选择昆明理工大学呈贡校区内各建筑表面结构,共计选择20处均质建筑表面。
具体步骤如下:
步骤1、在建筑外墙上选取采样点
选取均质的建筑表面,在建筑表面中随机标记N个采样点,以下实施例中均取10个采样点,每个采样点面积为5cm×10cm;
步骤2、采集建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量
首先称取沾灰头的初始重量Wt,然后对10个采样点用具有黏性的沾灰头进行多次粘贴,直至采样点表面灰尘清理完全后测量沾灰头与灰尘的总重量Wg1,再计算10个采样点的建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1=沾灰头与灰尘的总重量Wg1-沾灰头的初始重量Wt
步骤3、采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量
建筑表面经过一次雨水洗脱后,依据步骤2相同的方法,采用沾灰头对10 个采样点进行多次粘贴,测量沾灰头与灰尘的总重量Wg2,然后,计算10个采样点的建筑表面在雨水洗脱后的滞尘量Wd2=沾灰头与灰尘的总重量Wg2-沾灰头的初始重量Wt
步骤4、计算单次降雨后单位建筑表面的PM净沉降量
利用差重法,计算建筑表面的PM净沉降量Wd=建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1-建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2,则单位建筑表面的PM净沉降量=Wd/S,单位为g/m2
具体的,重量采用称量用具称量;其中称量用具为万分之一分析天平。
具体的,所述步骤2和步骤3中分别对10个采样点采用相同的沾灰头进行沾灰,每个沾灰头重量为Wt0,则沾灰头的初始重量Wt=Wt0×10。
具体的,所述步骤2和步骤3中的沾灰头的尺寸与单个采样点的面积一致,保证采样的准确。
具体的,所述沾灰头上设有手持杆,方便操作。
具体的,在利用沾灰头进行沾灰之前,将内围面积与采样点一致的定位框固定在建筑表面,进一步提高其沾灰准确性。
具体的,所述步骤1中采样点处于同一水平面,或同一垂直面,或同一弧面。
以下以其中三处为例进行详细说明,采样时选取质量较好的5cm×10cm粉尘透明胶带作为沾灰头进行灰尘收集,对于采集后的带有灰尘的胶带,做到轻拿轻放,防止胶带表面PM掉落,采后立即封存于干净的保鲜盒中。
实施例1
1、选取同质的建筑表面①滞尘量采样点,建筑表面①为花岗岩材质,在建筑表面①中随机标记10个5cm×10cm的采样点。
2、用透明胶带采集建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量,称取5cm×10cm的透明胶的初始重量Wt0=212.05mg,Wt=212.05×10=2120.50mg,每个采样点用 5cm×10cm的透明胶带进行10次粘贴,测量透明胶带与灰尘的总重量为 Wg1=2550.54mg;计算建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量
Wd1=2550.54-212.05*10=430.04(mg)。
3、用透明胶带采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量,可选择在经一次雨水洗脱后,地面干燥后,进行操作。每个采样点用5cm×10cm的透明胶带进行10 次粘贴,测量测量透明胶带与灰尘的总重量为Wg1=2363.21mg;计算建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2=2363.21-212.05*10=242.71(mg)。
步骤4、计算单次降雨对单位面积建筑表面的PM净沉降量。利用差重法,计算建筑表面的PM净沉降量Wd=建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1-建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2;Wd=430.04-242.71=187.33(mg),即其单位面积的PM净沉降量为37.47g/m2
实施例2
1、选取同质的建筑表面②滞尘量采样点,建筑表面②为混凝土材质,在建筑表面②中随机标记10个5cm×10cm的采样点。
2、用透明胶带采集建筑表经雨水洗脱前的滞尘量,称取5cm×10cm的透明胶的初始重量Wt0=212.05mg,每个采样点用5cm×10cm的透明胶带进行10次粘贴,测量透明胶带与灰尘的总重量为Wg1=2416.31mg;计算建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1=2416.31-212.05*10=295.81(mg)。
3、用透明胶带采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量,依据步骤2中,每个采样点用5cm×10cm的透明胶带进行10次粘贴,测量透明胶带与灰尘的总重量为Wg2=2242.42mg;计算建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量
Wd2=2242.42-212.05*10=121.92(mg)。
步骤4、计算单次降雨对单位面积建筑表面的PM净沉降量,利用差重法,计算建筑表面的PM净沉降量Wd=建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1-建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2;Wd=295.81-121.92=173.89(mg),即其单位面积的PM净沉降量为34.78g/m2
实施例3
1、选取同质的建筑表面③滞尘量采样点,建筑表面③为红砖材质,在建筑表面③中随机标记10个5cm×10cm的采样点。
2、用透明胶带采集建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量,称取5cm×10cm的透明胶的初始重量Wt0=212.05mg,每个采样点用5cm×10cm的透明胶带进行10 次粘贴,测量透明胶带与灰尘的总重量为Wg1=2196.81mg;计算建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1=2196.81-212.05*10=76.31(mg)。
3、用透明胶带采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量,依据步骤2中,每个采样点用5cm×10cm的透明胶带进行10次粘贴,测量透明胶带与灰尘的总重量为Wg2=2153.47mg;计算建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量
Wd2=2153.47-212.05*10=32.97(mg)。
步骤4、计算单次降雨对单位面积建筑表面的PM净沉降量,利用差重法,计算建筑表面的PM净沉降量Wd=建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1-建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2;Wd=76.31-32.97=43.34(mg),即其单位面积的 PM净沉降量为8.67g/m2
剩余的17个均质的建筑表面实施例详细措施不一一列出,从以上三个实施例中,我们已然发现建筑表面有效滞尘量区别明显,实施例操作过程中发现并非越粗糙表面的PM净沉降量越高,部分光滑的建筑表面PM净沉降量高于粗糙的建筑表面。因此,建筑表面PM净沉降量的测定对于建筑表面材料的选取具有较高的参考意义。

Claims (8)

1.一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述方法步骤如下:
步骤1、在建筑外墙上选取采样点
选取均质的建筑表面,在建筑表面中随机标记N个采样点,总计面积为S;
步骤2、采集建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量
首先称取沾灰头的初始重量Wt,然后对N个采样点用具有黏性的沾灰头进行多次粘贴,直至采样点表面灰尘清理完全后测量沾灰头与灰尘的总重量Wg1,再计算N个采样点的建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1=沾灰头与灰尘的总重量Wg1-沾灰头的初始重量Wt
步骤3、采集建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量
建筑表面经过一次雨水洗脱后,依据步骤2相同的方法,采用沾灰头对N个采样点进行多次粘贴,测量沾灰头与灰尘的总重量Wg2,然后,计算N个采样点的建筑表面在雨水洗脱后的滞尘量Wd2=沾灰头与灰尘的总重量Wg2-沾灰头的初始重量Wt
步骤4、计算单次降雨对单位建筑表面的PM净沉降量
利用差重法,计算建筑表面的PM净沉降量Wd=建筑表面经雨水洗脱前的滞尘量Wd1-建筑表面经雨水洗脱后的滞尘量Wd2,则单位建筑表面的PM净沉降量=Wd/S,单位为g/m2
2.根据权利要求1所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述步骤2和步骤3中分别对N个采样点采用相同的沾灰头进行沾灰,每个沾灰头重量为Wt0,则沾灰头的初始重量Wt=Wt0×N。
3.根据权利要求1或2所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述采样点的个数N取10,单个采样点的面积为5cm×10cm。
4.根据权利要求1或2所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述步骤2和步骤3中的沾灰头的尺寸与单个采样点的面积一致。
5.根据权利要求4所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述沾灰头上设有手持杆,方便操作。
6.根据权利要求5所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述沾灰头为透明胶带。
7.根据权利要求1所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:在利用沾灰头进行沾灰之前,将内围面积与采样点一致的定位框固定在建筑表面。
8.根据权利要求1所述的一种测定建筑表面PM净沉降量的方法,其特征在于:所述步骤1中采样点处于同一水平面,或同一垂直面,或同一弧面。
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