建材中甲醛初始可散发浓度随温度的变化规律研究.doc

文档介绍：中国工程热物理学会传热传质学
学术会议论文编号:
建材中甲醛初始可散发浓度随温度的
变化规律研究国家自然科学基金项目(51106011)、“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAJ02B01)
黄少丹1 熊建银2 张寅平1, *
(1清华大学建筑技术科学系,北京,100084 ; 2北京理工大学机械与车辆学院,北京,100081)
(Tel:[phone], Email:******@.)
摘要:室内建材中散发的甲醛等挥发性有机物(VOC)所引起的空气品质问题显著影响着人们的健康、舒适和工作效率。国标GB/T 17657-1999推荐的穿孔萃取法测定的为建材中甲醛总含量而非初始可散发浓度,不能反映建材的实际散发特性。本文用新提出的直流舱C-history方法研究了不同温度下甲醛初始可散发浓度的变化规律,并在机理上对其进行了初步的诠释。
关键词:室内空气品质;甲醛;挥发性有机物(VOC);初始可散发浓度;直流舱C-history方法
1 引言
据统计,人类约有87%的时间在室内度过。室内空气品质显著影响人们的健康、舒适和工作效率。室内空气污染的主要来源是室内材料物品散发的挥发性有机物(VOC)和半挥发性有机物(SVOC)。目前,人造板建材在我国大规模使用,而板材生产过程中残留的甲醛在使用过程中会逐渐释放出来,使得甲醛成为室内空气的重要污染物。甲醛已被国际癌症研究署认定为致癌物,正日益引起研究者的关注。因此,对甲醛等VOC的散发特性参数(初始可散发浓度、分配系数及扩散系数)及其影响因素进行研究具有重要意义。
目前,国标GB/T 17657-1999推荐的穿孔萃取法[1]测定的为建材中甲醛总含量而非初始可散发浓度,不能反映建材的实际散发特性。此外,初始可散发浓度会随着环境参数如温度、相对湿度的不同而发生变化,因此不同的环境条件下建材的散发特性亦不相同。而已有的文献在这方面的研究还比较缺乏。此前我们采用多次散发回归法对50oC以下温度影响甲醛初始可散发浓度的规律进行了实验研究[2],但更高温度下的情形则没有涉及,而且多次散发回归法实验测试比较耗时。基于上述研究的不足,本文用最新提出的可快速测定初始可散发浓度的直流舱C-history方法[3]研究了更宽广温度区间下(25~80oC)甲醛初始可散发浓度的变化规律,并在机理上进行了初步的诠释。本研究有助于深入认识不同温度下建材中甲醛的散发特性,进而可为绿色建材的研制及国标的改进提供参考。
2 直流舱C-history方法测定原理
图1 直流舱C-history方法过程示意图
直流舱C-history方法对建材初始可散发浓度等散发特性参数进行测定包含两个过程
(如图1所示):第一个过程是将建材置于密闭环境中散发直到平衡,称为预处理过程,只需要记录下平衡时环境舱内的VOC浓度Cequ;第二个过程是建材在直流条件下自由散发,这段过程中需要测量环境舱出口逐时VOC浓度Ca(t)。该过程的解析解为:
(1)
(2)
式中:Cm,0为建材中VOC初始可散发浓度,µg m-3;Dm为扩散系数,m2 s-1;K为建材与空气界面处的分配系数;Bim=hmL/Dm; L为建材厚度,m;hm为对流传质系数,m s-1;, n=1,2,…;;V为环境舱体积