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使用气流清洁肮脏的教室空气

据世界卫生组织称,每年约有 700 万人因空气污染而死亡。颗粒物 (PM) 会引发人体内的炎症反应,导致哮喘和其他呼吸系统和心血管疾病。这对年轻和成长中的学生来说更为致命。 韩国土木工程与建筑技术研究所 (KICT) 通过优化供应到教室的空气的送风和回风扩散器的位置,将从教室中去除颗粒物所需的时间减少了 30% 以上。

减少颗粒物一直是一项全球性任务。2018 年, 韩国教育部 (MOE) 公布了“教室高浓度颗粒物对策”,旨在将教室的细颗粒物 (PM 2.5 ) 标准收紧至年均 15㎍/㎥。教育部努力清除教室中的颗粒物,去年完成了在全国所有小学安装空气净化器的工作。

作为这些努力的一部分,由 Choon-Man Jang 博士领导的 KICT 研究团队为韩国的小学开发了配备 HEP​​A 过滤器的中央供暖、通风和空调系统 (HVAC) 系统。

这种中央暖通空调需要为学校的每一层楼安装一个空气处理装置 (AHU),以通过管道向教室提供清洁空气。与管道相连的送风散流器将清洁的空气送入每个教室,而学生室内活动和颗粒物流入所污染的室内空气则通过回风散流器排出,然后由 AHU 净化。

Jang 博士的团队应用 3D 数值模拟来设计送风和回风扩散器的最佳位置。为了展示与韩国真实学校设施同等规模的性能,研究团队搭建了“全尺寸学校环境性能试验台”并进行了实验。

进行了测试以验证气流位置(上部送风扩散器和下部窗侧回流扩散器)的性能,这些位置通过数值模拟进行了优化。结果表明,从 每小时800 m 3的验证要求中去除颗粒物 (PM 2.5 ) 所需的时间减少了 30% 以上。这一改进是通过改善教室内室内气流的循环从而减少空气停滞来实现的。

上下回风散流器的流线分布表明,从上部送风散流器排出的气流并没有完全到达地板,而是通过天花板上的回风散流器流出。然而,当使用地板回流散流器时,来自上部送风散流器的气流到达地板,在那里均匀分布。这表明通过优化回流扩散器的位置实现最佳气流控制能够有效去除颗粒物。此外,它保持室内气流的均匀分布。

这种复合系统不仅可以安装在学校中,还可以应用于各种用途,包括其他教育设施和护理设施。它最大的优势之一是它可以比其他室内通风系统更快地去除室内颗粒物。

Choon-Man Jang 博士说:“学校的室内颗粒物直接影响学生的健康,因此通过气流优化减少去除颗粒物所需的时间非常重要。”

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