城市住區(qū)室外通風與空氣負離子濃度評測研究

張彩霞(臨汾職業(yè)技術學院， 041000)

城市住區(qū)室外通風與空氣負離子濃度評測研究

張彩霞(臨汾職業(yè)技術學院， 041000)

空氣中被稱為“維生素”和“生長素”的就是空氣中的負離子了，空氣中負離子的各項指標已經成為室外場所用來評價空氣質量的標準之一。其局限性在于此方法只在室外檢測過程中采用，室內的空氣質量評價僅僅局限于污染物的含量及種類上，空氣中負離子濃度并沒有作為有效的空氣質量判斷的依據(jù)，更沒有得到普及，本文講述的主要是對在具有一定濃度的空氣負離子濃度的建筑室內通風狀態(tài)的研究結果，研究過程包括探究空氣負離子的濃度變化情況以及影響濃度的相關因素，從更深的層次研究建筑室內空氣負離子系統(tǒng)。

城市住區(qū)；室外通風；空氣負離子濃度；評測；研究

研究表明，空氣負離子濃度與空氣的清潔度成正比關系，較高的負離子濃度可以起到改善人的身體狀況的作用，正、負離子濃度比例越小，空氣質量越高，越有利于人的身體健康，正是因為這些相關性，常常將空氣負離子濃度作為判斷空氣質量的標準[1]。

1 環(huán)境狀況概述

本次研究的對象選擇的是包河區(qū)的居民區(qū)，此居住區(qū)的地理位置是主導風向的上風口，其主要特點是風速以及風向具有比較明顯的變化，因其各項基礎設施較為完善，即是較全面的生活區(qū)，低多層住宅被高層住宅包圍是此區(qū)的主要規(guī)劃布局，城市干道分布于小區(qū)的四周，高層高密度居民區(qū)多分布于南側和北側，東側為低層高密度居住小區(qū)，用于辦公的相關建筑物主要坐落在西側，總體來說此區(qū)是環(huán)境相對復雜的居民集中區(qū)，也正因此被稱為研究城市通風的典型案例[2]。

2 樣點選擇規(guī)則

樣點的選擇應該根據(jù)環(huán)境狀況的考察以及樣點的實地考察與模擬，環(huán)境狀況的考察應該從建筑物的布局狀況，交通網絡的暢通情況等多方面進行，樣點周邊環(huán)境的建筑布局形式多樣性主要表現(xiàn)在其行列式以及自由式的布局上，除1、2、3處的規(guī)整的行列式規(guī)整布局外均是自由式布局；低層獨棟別墅、低層聯(lián)排別墅、多層住宅、小高層住宅、高層住宅等多種形式的住宅增加了建筑的密度以及建筑物的類型分布，低層高密度區(qū)域是樣點1和6所在的區(qū)域，其余樣點2、3、4和5為多層高密度區(qū)域，中心主廣場包含樣點7和8的區(qū)域，水泥和瀝青路面使得交通道路與建筑成不同程度的夾角，與風向平行的是8、10和11樣點所在區(qū)域，其余則斜交于風向；草地、灌木、是綠地的主要類型，其中樣點4、6、11和12的植物綠化以喬灌草組合結構為主，其余樣點的綠地類型為簡單植物[3]。

3 研究方法

第一，利用計算機進行模擬 此項技術的優(yōu)點是節(jié)約時間，成本低廉，但是模擬過稱對于計算域的限制以及對模型的過度簡化造成了模擬與實際結果之間的差距，但是能夠敏感地感知環(huán)境中變量的變化以及流場的相關情況的有效的方法依然是數(shù)值模擬技術，本文就是利用此項技術預測住區(qū)內部的通風狀況，調查結束后根據(jù)調查結果分析住區(qū)內建筑物的布局情況、空間形態(tài)、建筑物的疏密情況以及交通的通常度等問題與風力分布之間的關系，從而篩選出12處具有代表性的樣點作為調查對象進行實際的調查探究[4]。同時要選用AirPak軟件進行模擬，大氣邊界層應該用的計算域的進風口模擬，風速的變化情況與地面高度的變化情況成正比。將出風口處的壓力設為環(huán)境壓力。模型中的地頂兩面均應采用無滑移的壁面。根據(jù)測定，東南風是當?shù)叵募镜闹鲗эL向，冬季主導風向為北風。模擬機算時標準風速取冬夏兩季10m高處所測的平均風速，迭代結果的各項殘差最終收斂至合格要求。

第二，進行實地觀測數(shù)值模擬方法雖然具有節(jié)約時間以及降低成本的優(yōu)點，但是產生的誤差較大，能夠最大限度地反映現(xiàn)實特征中的優(yōu)點的方法就是進行實地觀測，但是觀測過程又會受到場地、儀器設備等問題的制約，大大增加了經費，也需要投入大量的時間開展工作，采用實地觀測和數(shù)值模擬相結合的方法顯得尤為重要，具體步驟如下：首先，將同環(huán)境的通風特點通過計算機模擬了解清楚，分析建筑布局、空間結構以及建筑物分布的密度、交通路網、植物綠化范圍等因素對通風狀況的影響。其次，根據(jù)計算機模擬出的相關數(shù)據(jù)進行實地觀測，同時應將空氣負離子濃度通過空氣負離子測試儀等相關儀器進行定時記錄。再次，在不同地域將上述檢測方法進行多次實驗，更全面地分析其影響因素。

4 實驗所用設備

空氣正、負離子濃度(ion/cm3)用日本原產的KEC-990負氧離子測試儀，與保持地面1．5m的距離。實時顯示風速和溫度，讀數(shù)頻率為1s一次。相對濕度用AZ8912型風速儀測定，每分鐘檢測兩次。觀測結果顯示，最大值是在海邊觀測點1平均風速為3．9m/s時，空氣平均負離子濃度達到6ion/cm3，最小值是在海邊觀測點5平均風速為0．3m/s時，空氣平均負離子濃度為250ion/cm3。根據(jù)結果可以看出，同一環(huán)境下，風速隨氣中負離子濃度的升高而增加，因此風力可以有效地增加空氣中負離子的濃度。

5 結語

綜上所述，穩(wěn)定的風速可以有效地提高空氣負離子的濃度，達到改善環(huán)境的作用，良好的通風也可以增加其濃度，這就要求在進行城市規(guī)劃時應該綜合考慮多方面的因素，爭取利益最大化。

[1]楊藝,周沛,賴志強.通風管道內負離子傳輸?shù)臄?shù)值模擬及試驗驗證[J].環(huán)境科學研究,2016,29(12):1913-1920.

[2]馮鵬飛,于新文,張旭.北京地區(qū)不同植被類型空氣負離子濃度及其影響因素分析[J].生態(tài)環(huán)境學報,2015(5):818-824.

[3]吳兆波,郭強,王金良,等.置換通風下不同風速對負離子凈化PM_(2.5)的研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2016,42(6):37-41.

張彩霞(1977- )，女，山西洪洞人，漢，碩研，講師，研究方向：有機合成。