Airpak典型商铺住宅室内空气品质数值模拟分析(3)
炒菜温度在200-300℃之间产生的油烟中含有多种有害物质，包括丙烯醛、苯、甲醛、巴豆醛等，均为有毒物质和致癌嫌疑物质。目前国内外研究均已经确认，油烟是肺癌的风险因素。在华人烹调圈中，无论是内地、台湾、香港还是新加坡的研究，都验证了油烟与烹调者健康损害之间的密切关系。[3]
除了让肺癌风险增大之外，油烟与糖尿病、心脏病、肥胖等的危险也可能有关。有研究证明，经常炒菜的女性体内丙烯醛代谢物、苯和巴豆醛的含量与对照相比显著升高，也有研究证明烹调工作者体内的1-羟基芘含量和丙二醛含量大大高于非烹调者。这1-羟基芘就是多环芳烃类致癌物中的一种，而丙二醛是血液中的氧化产物，与心脏病等慢性病有密切关系。
高温油烟产生的有毒烟雾，能损伤呼吸系统，从而诱发肺癌。 有毒烟雾的产生与温度有关：当油烧到150摄氏度时，其中甘油会生成丙烯醛，具有强烈的辛优尔，对鼻、眼、黏膜有较强的刺激;当油烧到“吐火”时，除产生丙烯醛外，还会产生凝聚体，导致细胞染色体损伤，发生癌变。
烹饪中产生的油烟含有很多对人体有害的物质包括芳香胺类及N-PAHS等致癌物质。从调查发现，长期暴露于高热的厨房油烟、油气、瓦斯及燃烧废气，人的免疫机能、心肺功能都会降低很多，导致很多疾病的发生。
1.4 研究方法
针对典型商铺住宅中，由餐饮引起的污染，通常有四种主要的研究方法：现场问卷调查，现场检测，实验室研究和计算机模拟。
计算机模拟是以计算机为运算工具，其最大的优点是成本低。实践表明，计算机运算的成本要比相应的现场调查和现场检测低许多倍，随着被研究的物理对象越来越大和越来越复杂，这个优点将更加显著；其次是速度快，运用计算机运算，研究人员可以在短时间内设计对比许多不同的方案，从中优选出最佳方案，而相应的现场调查和现场监测则需花很长的时间；第三，具有较强的模拟真实条件的能力，计算空间不受限制，无需缩小几何比例。[11]
在以往的研究中，主要用现场问卷，现场检测或者两者相结合的方法研究室内装饰装修引起的室内空气污染，用调查和监测得出的数据阐明问题的性质和影响因素。但是，这种方法预测性较差，现场适应性也受到一定的限制。正是在这种情况下，研究人员开始尝试用计算机模拟技术对室内空气污染进行研究，相应的各种模拟软件也应运而生，其中，CFD（Computation Fluid Dynamics）软件的应用非常普遍。[12]
但是数值计算结果的可靠性主要依赖于数学模型和计算方法的正确程度，故不如实验方法那样直观可靠，因而必要时还需将两种方法结合使用。
本课题对典型商铺住宅室内空气品质数值模拟分析研究，主要选用了CFD模拟软件下的Airpak作为模拟平台，并进行建模分析。
2 CFD数值模拟基础理论
2.1 CFD简介
CFD（Computation Fluid Dynamics）软件是计算流体力学软件的简称，是转门用来进行流场分析、流场计算、流场预测的软件。CFD的基本原理是通过数值求解来控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。可以认为CFD是现代模拟仿真技术的一种。其软件功能强大，应用十分广泛。[13]人Thom（1933年）首次用首要计算机数值求解了二文粘性流体偏微分方程从而产生CFD；到丹麦的Nielsen（1974年）首次将CFD用于暖通空调工程领域，对通风房间内的空气流动进行模拟；再到如今将CFD技术广泛应用与航天航空，环境污染，生物医学，电子技术等各个领域，CFD以其为实验提供指导，节省实验所需的人力，物力和时间，对实验结果的整理和规律的指导作用等优点，赢得了世界上越来越多的空调工程师和建筑师的青睐。