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在建筑环境中，上游建筑对近场污染物扩散的影响

B. Hajra^a,*，T. Stathopoulos^a，A. Bahloul^b

^a建筑研究中心，建筑系，土木与环境工程，康考迪亚大学，蒙特利尔，加拿大

^bRobert-Sauveacute;研究所,健康和劳动安全，蒙特利尔，加拿大

文章信息

文章历史：

2010年12月21日初稿

2011年5月28日修改稿

2011年6月1刊登

关键词：扩散、风洞、上游建筑、再循环区、烟囱、美国采暖、制冷与空调工程师学会2007

摘要

本文研究了近场污染物扩散特性对建筑环境的影响，并将其与2007年ASHRAE的研究模型进行了比较。对9种不同的建筑结构进行了风洞模拟，分别为3个排气动量比(M)和3个烟囱高度(hs)。此外，还研究了建筑物的上游边缘处(X)和烟囱位置之间的间距(S)的影响。在排放处和上游建筑物的屋顶和背风墙上进行气体浓度的测量。数据显示，在再循环区内，上游建筑物的风向的变化对下游建筑物的排放的稀释影响可以忽略不计。然而，发现建筑物和上游建筑物高度之间的间距是评估羽流稀释的关键参数。羽流几何形状主要由上游建筑物的风向决定。ASHRAE（2007）的所有案例的稀释度较低，导致保守或非常保守的设计。然而，ASHRAE 2007年没能模拟上游建筑的影响，因此需要对其公式进行进一步的调查。本文讨论了在建筑物顶部放置入口和烟囱的指导方针，以避免重复引入问题。

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1.介绍

近场的污染物浓度是大多数健康物理学家和监管机构关注的一个原因。在再循环区域内从屋顶堆放出的污染物质可能不仅会重新进入被释放的建筑物，而且还可能影响附近邻近的建筑物（Stathopoulos等，2008）。

大多数关于近场污染物分散的研究主要集中在隔离建筑物上（Schulman and Scire，1991）。有许多涉及城市色散模型的研究。例如Kesarkar等人（2007）试图使用印度浦那颗粒物质分散的现场数据验证AERMOD; 尽管在这种情况下，受体位于远离源的位置。对相邻的建筑效果进行了很少的研究，这当然更加符合实际。事实上，与大气湍流更重要的远场问题相反，羽流的流动结构受到邻近的建筑的影响很大，区分近场和远场色散问题并不准确。1998年，Wilson等人根据ASHRAE 2007，基于逆风建筑尺寸估算，将近场定义为源于“再循环区域”。

除ASHRAE之外，众多的分散模型也被用于在诸如PRIME和ADMS等建筑物的存在下评估羽流稀释。ADMS-BUILD在1982年在里斯本举行的EUROMECH会议上首次被描述（Hunt和Robins，1982），其当前版本ADMS 4包括当前版本的ADMS-BUILD。作者对这些模型是否适合模拟分离建筑物污染物分散的研究进行了广泛的研究（见Stathopoulos等，2008）。研究表明，大多数这些模型不能评估建筑物的再循环长度内的流量结构复杂的羽流浓度。 预测了较高的屋顶浓度，结果过于保守（Hajra等，2010）。使用田间分散问题的现场和风洞数据进行ADMS的验证研究，例如美国气体协会实验的实地研究（Engineering Science，1980）其中羽毛从堆叠堆放起，受体位于距离超过50米的地面上; 以及七个测试用例的地面集中分布（Robins和McHugh，2001）。关于ADMS和其他环境保护局（EPA）模型Riddle等 （2004年）宣布：“这种大气分散包装无法评估建筑物对流场和动荡的局部影响，以及天然气是否将被排入建筑物之中。AERMOD，ADMS和PRIME的评估由Hanna等人进行 （2010）通过与五组不同的现场测量进行比较。研究报告说，PRIME预测的浓度高于田间数据。 大多数EPA模型的一个共同特征是，尽管它们能够估计除地平面受体外的建筑物的墙壁或屋顶上的浓度; 它们在再循环区域内具有均匀的浓度，对于这种情况使得它们是不可靠的