[發明專利]應對公共建筑室內突發空氣污染的處理方法

有效

• 申請號: 201810331285.5
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108733881B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 曾令杰;高軍;曹昌盛;張承全
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06Q10/04;G06Q50/26;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

1.一種應對公共建筑室內突發空氣污染的處理方法，其特征在于：其包括如下步驟：

(1)、模擬常規通風下公共建筑室內突發空氣污染時的動態濃度分布；

(2)、將模擬的公共建筑室內劃分計算區域；

(3)、模擬公共建筑室內的計算區域內人員動態分布；

(4)、根據所述動態濃度分布和所述人員動態分布來計算空氣污染累積暴露風險；

分別提取步驟(1)中所述動態濃度分布的數據和步驟(3)中所述人員動態分布的數據，代入公共建筑室內人員污染累積暴露風險的公式并進行計算；

其中，MER(τ)為公共建筑室內人員動態累積暴露風險，NO_i(t)為第i個分區內的人員數目，為第i分區內的空氣污染平均濃度，為整個公共建筑室內的平均空氣污染濃度，M為步驟(2)所劃分的計算區域數目，其取值范圍由公共建筑的邊界來決定；t為疏散時間，τ為人員疏散所需的總時間；

(5)、確定優化函數模型以得到通風重點保護區域；

利用窮舉法對所述空氣污染累積暴露風險計算并確定優化函數模型，即得到突發空氣污染的施放場景與人員疏散模式的對應關系，進而根據所述函數模型確定通風重點保護區域，具體過程為：R{污染施放場景，人員疏散模式}＝MER_max；其中，R函數為由變量污染施放場景和變量人員疏散模式到公共建筑室內人員污染最大累積暴露風險的映射關系，即在已計算的所有污染施放場景和人員疏散模式對應的MER值中尋找最大值max，然后在MER_max下的污染施放場景和人員疏散模式中通過梯度下降法進行目標尋優，即確定通風重點保護區域；梯度下降法的公式為：其中，M₁為待求的通風重點保護區域，θ為約束條件，f為中間變量，w為約束條件的總個數，j為第j個約束條件；

(6)、確定所述通風重點保護區域的空氣污染濃度設計閾值；

(7)、根據所述空氣污染濃度設計閾值反向匹配所述通風重點保護區域以得到應急通風方案；

通過遺傳算法建立濃度設計閾值與不同應急通風方案對應的實際濃度之間的可逆映射關系，然后通過神經網絡算法訓練應急通風方案與其對應濃度的映射關系，最后建立空氣污染濃度設計閾值輸出值與應急通風方案輸入值間的映射關系，進而由空氣污染濃度設計閾值直接判定所要采取的應急通風方案；遺傳算法的公式為：g(I)＝||c_a-c_d||²，其中，c_a為不同應急通風方案對應的實際濃度，c_d為污染濃度設計閾值，||·||代表泛函，所述遺傳算法通過篩選不同的應急通風方案，找出適應度較優的種群個體，對除這部分個體外的其余個體進行交叉和變異操作，判斷該個體的適應度是否達到要求，如果未獲得g(I)的最小值則繼續重復，直到迭代收斂于所設定的最優適應度則算法停止，輸出的最優個體即為最優應急通風方案；

(8)、檢驗所述應急通風方案。

2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于：步驟(1)中，所述模擬的動態濃度分布的具體過程為：

構建公共建筑的計算流體動力學模型，采用計算流體動力學模型內置Fluent軟件中的k-ε雙方程模型計算常規通風下的公共建筑的內部氣流場，Species Transport模型計算突發空氣污染時公共建筑室內的空氣污染動態濃度場，User Defined Functions模型設置公共建筑在常規通風下的邊界和突發空氣污染時的邊界。

3.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于：步驟(2)中，所述劃分計算區域的具體過程為：

將計算流體動力學模型下的公共建筑室內按照公共建筑的邊界劃分為至少2個計算區域。

4.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于：步驟(3)中，所述模擬的人員動態分布的具體過程為：

通過多主體模型軟件界定人員在公共建筑室內的正常活動區域，并在突發空氣污染時設置不同的人員疏散模式，模擬不同疏散模式下的人員動態分布。

5.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于：所述通風重點保護區域的約束條件為：

(a)、位于人員疏散路徑上；(b)、空氣污染濃度最晚影響到的區域。