[发明专利]一种测定建材中挥发性有机物初始浓度和分配系数的多联舱法

说明书

本发明属于室内环境检验技术领域，特别涉及能实现装修装饰建材中挥发性有机物初始浓度和分配系数测定的多联舱法。该方法包括：建立多联舱中建材VOC释放过程的物理模型；在恒定温湿度的条件下，将建材置于多联舱中某个密闭舱进行VOC的释放，测定释放平衡后密闭舱内VOC的气相平衡浓度，再通过改变相联密闭舱的数量，获得一系列不同密闭舱数量对应下的VOC气相平衡浓度；然后根据物理模型计算得到建材VOC释放过程的两大关键参数，即初始浓度C₀和分配系数K的值。本发明的多联舱法实验系统简单、测试周期短、精度高，且能同时测定初始浓度和分配系数，可用于实验室检测和工程应用。

所属技术领域

本发明属于室内环境检验技术领域，特别涉及能实现装修装饰建材中挥发性有机物初始浓度和分配系数测定的多联舱法。

背景技术

挥发性有机物(VOC)是对一类低沸点有机化合物的总称。建筑室内环境中存在的VOC具有种类繁多、来源广泛、成分复杂、作用时间长等特点，对人体健康造成积累式影响。流行病学的研究结果表明，人体短期的暴露在VOC气体浓度较高的环境中可能会引起头痛、困倦、恶心、过敏等病态建筑综合征，人体长期地暴露在VOC气体浓度较高的环境中会引起如神经系统损伤、白血病甚至癌症等较为严重的健康问题。日常生活中最为常见的室内VOC包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛等，其主要为室内装修装饰用的建材和家具所释放。准确测定建材中VOC的两大释放关键参数——初始浓度C₀和分配系数K是研究建材中VOC释放规律、并进而评价人体健康风险的基础。目前已经提出的多种用于测量释放关键参数的方法，都需要相对复杂的数据处理过程，需要编程才能获得三角函数的解析解且计算涉及无穷级数的加和，如密闭舱浓度足迹法、直流舱浓度足迹法等，这些方法虽然适用于科学研究，但给实验室检测和工程应用带来了一定的困难和挑战。本专利提出了一种方便且快速的多联舱法，通过相对简单的数据分析处理过程，就能同时测定初始浓度C₀和分配系数K。

发明内容

现有的建材释放解析模型在获得建材中挥发性有机物VOC初始浓度C₀和分配系数K时的数据处理过程较为复杂，不便于工程应用，且往往需要测定变化的逐时浓度，存在一定误差，本发明针对以上缺陷，提出一种可快速、准确、同时测定建材中VOC释放关键参数C₀和K的多联舱方法，本发明的参数测定方法实验系统简单、测试周期短、精度高(只需测量平衡浓度，比逐时浓度测量准确)，便于实验室检测和工程应用。

为实现上述目的，本发明基于密闭舱中建材VOC的释放特性及规律，提出了同时测定初始浓度C₀和分配系数K两个释放关键参数的多联舱法，包括如下步骤：

1)建立多联舱(多个换气次数为零的密闭舱相联)中建材VOC释放过程的物理模型；当建材释放过程达到平衡时，密闭舱中VOC气相平衡浓度可描述为：

该模型中：n表示密闭舱的个数；C_n为n个密闭舱相联时VOC的气相平衡浓度，μg/m³；C₀为建材中VOC的初始浓度，μg/m³；K为建材/空气界面处VOC的分配系数，无量纲；V为单个密闭舱的体积，m³；V_m为建材体积，m³；

2)将环境舱的温度、湿度设为所需值；实验时环境舱的温度控制精度为±0.5℃，湿度控制精度为±5％；在放入被测建材之前打开所有环境舱的阀门，通入气瓶中不含VOC的纯净空气，以创造多个相联环境舱中VOC初始气相浓度为零的条件；

3)通入足量纯净空气后关闭阀门，将待测建材置于与气瓶相联的密闭舱内进行VOC的释放测试，建材放入过程用时较短，因此可以忽略由该过程带来的误差；