葛美周，高立東，劉學(xué)輝，肖 穎，甄崇禮，趙 宏,

1.青島中車四方軌道車輛有限公司，山東 青島 266111 2.北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，北京 100029 3.山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 青島 266590 4.青島創(chuàng)啟邁沃環(huán)境科技有限公司，山東 青島 266199

近年來我國(guó)鐵路交通發(fā)展迅速[1-2]，每年鐵路系統(tǒng)輸送的客流量約占交通系統(tǒng)的70%以上，為緩解交通壓力作出了巨大貢獻(xiàn)[3]。2019年國(guó)家鐵路旅客發(fā)送量完成35.79億人，比上年增長(zhǎng)7.9%。為滿足列車提速、乘坐舒適性及輕量化等要求，列車內(nèi)大量采用密度較低的非金屬材料[4-5]，可能導(dǎo)致有害物質(zhì)源頭增多，揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)釋放量增加，列車空氣品質(zhì)下降。已有文獻(xiàn)[6-9]對(duì)車廂空氣質(zhì)量的研究主要集中在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而對(duì)車廂內(nèi)裝材料揮發(fā)的VOCs含量及規(guī)律等研究很少。本文選用25 G型客車硬座車廂的主要內(nèi)裝材料(如座椅坐墊、PVC地板和墻板等)為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)不同材料所釋放的VOCs的種類和含量、溫度和相對(duì)濕度等因素對(duì)不同材料的釋放速率和釋放特性的影響，并用Fluent軟件模擬研究散發(fā)位置等對(duì)車廂內(nèi)總揮發(fā)性有機(jī)物(TVOC)空間分布的影響規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

車廂內(nèi)裝材料：座椅坐墊、PVC地板和墻板等，由青島中車四方軌道車輛有限公司提供，來源于25 G型客車車廂實(shí)際用材。25型客車是中國(guó)鐵路第三代主型客車，25G型客車是升級(jí)換代的集中供電空調(diào)客車。該型客車布局合理新穎、舒適高雅、安全性高。

環(huán)境測(cè)試艙對(duì)測(cè)試材料采用單面釋放法，按規(guī)定選用3種材料的釋放表面積均接近1 m2。為測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，除釋放表面外，其他部分用不透氣的鋁箔膠帶進(jìn)行密封，并在實(shí)驗(yàn)前將待測(cè)材料統(tǒng)一放置于塑料袋中密封，進(jìn)行靜置24 h的預(yù)處理[10]。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器

環(huán)境測(cè)試艙VEOUS-E(北京偉奧仕達(dá)科技有限公司)；DANI Master TD熱解吸儀(意大利丹尼科技有限公司)；Agilent7890A氣相色譜儀[安捷倫科技(中國(guó))有限公司]；Tenax-TA不銹鋼吸附采樣管(杭州尊科電子有限公司)，規(guī)格200 mg填料；TVOC標(biāo)準(zhǔn)溶液，分析純，北京中科質(zhì)檢生物技術(shù)有限公司。

1.3 熱解吸-氣相色譜儀的實(shí)驗(yàn)條件

熱解吸脫附儀條件：載氣N2，解吸溫度280 ℃，取樣閥溫度220 ℃，傳輸線溫度250 ℃，阱低溫10 ℃，阱高溫280 ℃，輔助氣壓力100 kPa，解吸時(shí)間15 min，阱冷卻時(shí)間4 min，循環(huán)時(shí)間45 min。

氣相色譜儀條件：色譜柱Agilent HP-5(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，柱箱初溫50.0 ℃，保持10 min，然后以10 ℃/min的速度升溫到250 ℃，保持2.0 min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)溫度260 ℃，空氣流量350 mL/min，氫氣流量40 mL/min，尾吹流量20 mL/min，載氣氮?dú)饬髁?.0 mL/min，分流比1∶1。

1.4 采樣及分析方法

Tenax-TA采樣管采樣方法：采集氣體流量1.0 L/min，采集時(shí)間20 min，收集氣體20 L。收集好氣體后，采用熱解吸-氣相色譜法，利用外標(biāo)法，應(yīng)用程序自帶軟件對(duì)譜圖進(jìn)行分析。

1.5 測(cè)試步驟

環(huán)境測(cè)試艙，艙內(nèi)容積為1 m3，外形尺寸為1 700 mm×1 300 mm×1 990 mm，可以分為以下4個(gè)部分：測(cè)試艙體，內(nèi)壁和空氣混合裝置所用材料均為電拋光不銹鋼材料；溫濕度控制系統(tǒng)，通過控制面板設(shè)定內(nèi)艙的溫濕度；清潔空氣系統(tǒng)，裝置中的部件可有效地凈化空氣中的污染物，從而使測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確；循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，內(nèi)置風(fēng)扇，使空氣均勻混合。

將預(yù)處理后樣品材料放入環(huán)境測(cè)試艙內(nèi)，調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫度23.0 ℃，相對(duì)濕度50.0%，換氣率0.5 m3/h；測(cè)試樣品表面空氣流速0.1～0.3 m/s，之后樣品材料中的VOCs釋放出來，與環(huán)境測(cè)試艙內(nèi)的空氣混合均勻，定時(shí)用吸附管采樣，對(duì)吸附管再經(jīng)過熱解吸-氣相色譜分析手段，檢測(cè)得到此時(shí)環(huán)境測(cè)試艙內(nèi)VOCs的質(zhì)量濃度，以μg/m3表示。

分別在指定的溫度、相對(duì)濕度條件采用Agilent 7890A檢測(cè)實(shí)驗(yàn)材料釋放的TVOC。利用外標(biāo)曲線計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)材料在不同溫度、相對(duì)濕度條件下的TVOC濃度變化趨勢(shì)。

環(huán)境測(cè)試艙艙體內(nèi)VOCs濃度與材料單位面積釋放量關(guān)系如下：

SER=C·q

(1)

式中：SER為材料單位面積、單位時(shí)間內(nèi)釋放VOCs質(zhì)量，μg/(m2·h)；C為艙體內(nèi)VOCs質(zhì)量濃度，μg/m3；q為單位面積換氣量，m3/(h·m2)。

2 結(jié)果與討論

2.1 內(nèi)裝材料的VOCs釋放測(cè)試

2.1.1 座椅坐墊樣品

座椅坐墊的深藍(lán)色蒙面布厚度0.64 mm，白色海綿層厚度3.20 mm。樣品的VOCs釋放濃度隨時(shí)間的測(cè)試結(jié)果見表1。

由表1可見，座椅坐墊樣品釋放的VOCs組分以苯、甲苯、二甲苯等苯系物為主，其釋放濃度下降很快，72 h時(shí)TVOC濃度比12 h時(shí)下降了65.2%，說明樣品中的VOCs組分容易釋放，能更快地散發(fā)以滿足要求。

2.1.2 PVC地板樣品

PVC地板樣品的總厚度24.45 mm，其中藍(lán)色PVC板的厚度4.33 mm，14層實(shí)木膠合板的木片總厚度20.12 mm，測(cè)試樣品表面積0.75 m2。樣品的VOCs釋放濃度隨時(shí)間的測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 PVC地板樣品測(cè)試結(jié)果Table 2 Test results of PVC floor sample

由表2可見，乙苯、苯乙烯/鄰二甲苯、正十一烷未檢測(cè)到，釋放的VOCs組分主要是苯、甲苯和乙酸正丁酯。分析認(rèn)為VOCs來源于實(shí)木膠合板中的膠黏劑等。另外，樣品的TVOC濃度下降速度較慢，與12 h時(shí)釋放濃度相比，72 h時(shí)降低了29.7%。

2.1.3 墻板樣品

墻板樣品的總厚度12.34 mm，其中6層實(shí)木膠合板的木片總厚度10.00 mm，亮白色表面朝向車內(nèi)，暗紅色表面朝向車外，測(cè)試樣品表面積0.8 m2。樣品測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 墻板樣品測(cè)試結(jié)果Table 3 Test results of wall plate samples

由表3可見，乙酸正丁酯、乙苯、間/對(duì)二甲苯、苯乙烯/鄰二甲苯、正十一烷都未檢測(cè)到。墻板樣品主要釋放VOCs組分是甲苯，這是墻板材料中實(shí)木膠合板層的膠黏劑所致。此外，樣品的TVOC濃度下降速度更慢，與12 h時(shí)釋放濃度相比，72 h時(shí)僅降低了15.6%。

2.2 掃描電鏡(SEM)表征

圖1(a)為座椅坐墊的蒙面布層，由阻燃纖維紡織而成，纖維平均直徑30 μm，布層可透氣和透光。圖1(b)為與布層粘合的阻燃海綿層，其中存在大量30～300 μm不同尺寸孔隙的多孔材料，可透氣和透光。海綿層里面吸附的VOCs容易釋放與孔隙較多有關(guān)，也可從表1測(cè)試結(jié)果得到印證。圖1(c)為PVC地板樣品的PVC截面。PVC層不釋放VOCs，VOCs不易透過致密的PVC層，造成VOCs釋放變慢，TVOC濃度也比較低。圖1(d)為地板樣品的膠合板實(shí)木木片，實(shí)木材料本身不含苯和甲苯等組分，其中VOCs來自膠合板片層間的膠黏劑。圖1(e)為墻板的白色側(cè)膠合板層的截面，圖1(f)為白色側(cè)最外層和實(shí)木木片結(jié)合部的截面，墻板樣品的VOCs主要來自實(shí)木木片層間的膠黏劑。

圖1 樣品的掃描電鏡(SEM)照片F(xiàn)ig.1 Scanning electron microscope (SEM) representations

2.3 溫度和相對(duì)濕度對(duì)TVOC釋放速率的影響

《公共場(chǎng)所衛(wèi)生指標(biāo)及限值要求》(GB 37488—2019)規(guī)定，冬季采用空調(diào)等調(diào)溫方式的公共場(chǎng)所，室內(nèi)溫度宜在16～20 ℃之間；夏季采用空調(diào)等調(diào)溫方式的公共場(chǎng)所，室內(nèi)溫度宜在26～28 ℃之間。帶有集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的公共場(chǎng)所，相對(duì)濕度宜在40%～65%之間[6]。因而實(shí)驗(yàn)條件選擇了3個(gè)溫度點(diǎn)(18 ℃、23 ℃和28 ℃)和3種相對(duì)濕度(30%、50%和80%)。

2.3.1 溫度對(duì)TVOC釋放速率的影響

固定相對(duì)濕度為50%，不同溫度條件下測(cè)試的3種材料的TVOC釋放速率，結(jié)果如表4所示。

表4 不同溫度的TVOC釋放速率Table 4 TVOC release rate at different temperatures

由表4可以看出，在相對(duì)濕度50%條件下，3種樣品的TVOC釋放速率都隨測(cè)試時(shí)間延長(zhǎng)而不斷下降，且測(cè)試初期的TVOC釋放速率下降最快。以座椅坐墊樣品為例，測(cè)試溫度為28 ℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間從12 h到24 h，材料的TVOC釋放速率下降了42.6%。另外，測(cè)試溫度升高則TVOC釋放速率增大?？梢姡邷囟扔欣赥VOC的釋放。在測(cè)試材料TVOC釋放的前期階段，溫度對(duì)其影響較大，在實(shí)驗(yàn)后期逐漸減弱。

隨著測(cè)試時(shí)間的增加，3個(gè)溫度下測(cè)試樣品TVOC的釋放速率不斷減小，并逐漸變得穩(wěn)定。隨著樣品中VOCs的不斷釋放，材料內(nèi)部相關(guān)成分濃度也會(huì)不斷降低，所以釋放速率不斷降低。3種內(nèi)裝材料樣品的TVOC釋放速率并不相同，因而對(duì)客車車廂內(nèi)空氣VOCs的影響也不同。

2.3.2 相對(duì)濕度對(duì)TVOC釋放速率的影響

在同一溫度(23 ℃)條件下，改變不同相對(duì)濕度(RH)，分別測(cè)試3種材料的TVOC釋放速率，結(jié)果如表5所示。

表5 不同相對(duì)濕度的TVOC釋放速率Table 5 TVOC release rate at different relative humidity

由表5可以看出，同一溫度(23 ℃)下不同相對(duì)濕度對(duì)3種樣品材料的TVOC釋放速率的影響規(guī)律相似，即TVOC釋放速率隨著相對(duì)濕度的增加而增大。在測(cè)試實(shí)驗(yàn)的前期，相對(duì)濕度對(duì)材料TVOC的釋放影響較大。以座椅坐墊材料為例，在實(shí)驗(yàn)的前期(12 h)，相對(duì)濕度為50%、80%的TVOC釋放速率與30%時(shí)比較相差122.0、221.3 μg/(m2·h)；到釋放后期(72 h)時(shí)，釋放速率之差分別為44.6、139.0 μg/(m2·h)，即不同濕度的釋放速率之間的差距越來越小。

建筑內(nèi)裝材料(如人造板材、地毯等)在使用過程中會(huì)散發(fā)VOCs等污染物，其散發(fā)過程一般認(rèn)為[10-12]主要有3個(gè)階段：VOCs分子在材料內(nèi)部的擴(kuò)散，這一過程主要受到材料內(nèi)部VOCs擴(kuò)散系數(shù)的控制，為分子擴(kuò)散過程；VOCs分子在材料側(cè)界面-環(huán)境空氣側(cè)界面之間的傳質(zhì)過程，主要受到分隔系數(shù)的影響；VOCs分子在環(huán)境空氣中的傳質(zhì)過程。

相對(duì)濕度對(duì)于環(huán)境中的水蒸氣壓有一定的影響，相對(duì)濕度越大，環(huán)境中的水蒸氣壓越大，此時(shí)會(huì)減小其與材料內(nèi)部水蒸氣壓兩者間水蒸氣壓梯度差，進(jìn)而使材料內(nèi)部水蒸氣蒸發(fā)速率變小。而材料內(nèi)部水蒸氣的蒸發(fā)過程需要吸收熱量，吸收熱量的同時(shí)會(huì)阻礙VOCs的釋放。因此，在高濕度條件下材料內(nèi)部水蒸氣蒸發(fā)對(duì)VOCs釋放的阻礙作用要低于在低濕度條件下的阻礙作用。

相對(duì)濕度變大時(shí)，一些氣體的擴(kuò)散系數(shù)也隨著變大。根據(jù)傳質(zhì)理論，擴(kuò)散氣體的擴(kuò)散系數(shù)增大，氣體釋放速率會(huì)加快。大多數(shù)VOCs(如芳香烴、酯類、烷烴等)屬于疏水性化合物。在材料內(nèi)部，VOCs分子和水分子會(huì)占據(jù)一定空間，當(dāng)相對(duì)濕度增大時(shí)，材料內(nèi)部水分子的蒸發(fā)速率減慢，材料內(nèi)部水分子占據(jù)空間增大，這時(shí)大多數(shù)具備疏水性特性的VOCs會(huì)從材料內(nèi)部釋放出來。因此，相對(duì)濕度變大，可以加快材料內(nèi)部疏水性化合物的散發(fā)。

2.4 一階衰減模型擬合

將3種材料實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)分別用一階衰減模型擬合，得到車廂內(nèi)裝材料的TVOC的釋放速率曲線。

座椅坐墊樣品：y=74.88 +362.65e-0.057 6x

(2)

PVC地板樣品：y=74.42+96.97e-0.01x

(3)

墻板樣品：y=201.3+380.8e-0.005x

(4)

座椅坐墊材料的TVOC釋放速率的擬合曲線如圖2所示。

圖2 座椅坐墊材料的TVOC的釋放速率曲線Fig.2 Release rate curve of the TVOCof the seat cushion material

在實(shí)驗(yàn)過程中，墻板材料中TVOC的初始濃度比其他2種材料高，釋放速率較慢，從起初的563.04 μg/(m2·h)降到309.72 μg/(m2·h)；座椅坐墊材料中TVOC的起始濃度較低，且釋放速率在測(cè)試過程內(nèi)呈現(xiàn)較快的衰減，由262.37 μg/(m2·h)降到55.59 μg/(m2·h)；PVC地板材料相對(duì)于其他2種材料來說起始濃度最低，測(cè)試過程中由167.36 μg/(m2·h)降至76.53 μg/(m2·h)。由此可見，由于加工材料原料和加工工藝不同，導(dǎo)致其TVOC呈現(xiàn)不同的規(guī)律。

對(duì)座椅坐墊材料、PVC地板、墻板中TVOC的釋放特性的研究表明：釋放測(cè)試前期(<24 h)，3種材料TVOC釋放速率順序?yàn)閴Π?座椅坐墊>PVC地板；而釋放測(cè)試后期(>48 h)，TVOC釋放速率順序?yàn)閴Π?PVC地板>座椅坐墊。可能原因是墻板和PVC地板材料致密，所含VOCs成分不易散發(fā)出來，故需長(zhǎng)時(shí)期緩慢釋放。座椅坐墊材料疏松，VOCs成分儲(chǔ)存較少，且可以快速釋放，致使VOCs濃度迅速下降。內(nèi)裝材料TVOC的釋放特性可以用一階指數(shù)衰減模型對(duì)測(cè)試材料的釋放速率進(jìn)行擬合，為后續(xù)Fluent模擬計(jì)算提供初始值。

利用環(huán)境測(cè)試艙提供穩(wěn)定的環(huán)境條件，用單因素變量法研究了墻板、座椅坐墊、PVC地板在不同溫度、不同相對(duì)濕度下釋放TVOC的規(guī)律，結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)材料釋放TVOC都呈現(xiàn)相似的規(guī)律，即隨著測(cè)試時(shí)間的增加，實(shí)驗(yàn)材料中TVOC釋放速率并非線性降低，而是從最初的快速下降變?yōu)榫徛陆?。溫度?duì)內(nèi)裝材料TVOC釋放特性的影響表現(xiàn)為溫度越高、TVOC釋放速率越快，且在溫度較低的情況下更易達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，相對(duì)濕度對(duì)其影響表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)；對(duì)材料內(nèi)部TVOC的釋放來說，溫度和相對(duì)濕度都有一定影響。但在相同的溫度或相對(duì)濕度條件下，各種材料TVOC的釋放速率不同，說明材料自身對(duì)TVOC的釋放起決定性作用；溫度或相對(duì)濕度通過影響擴(kuò)散系數(shù)和蒸氣壓，進(jìn)而影響材料內(nèi)部VOCs的釋放。如果想從根本上降低污染物污染，應(yīng)當(dāng)對(duì)污染物的釋放源頭進(jìn)行控制。

2.5 客車車廂內(nèi)TVOC的空間分布模擬

利用Fluent軟件模擬研究25 G型客車車廂內(nèi)TVOC空間分布特征。簡(jiǎn)化建模主要側(cè)重于車廂的內(nèi)部構(gòu)造，創(chuàng)建計(jì)算其中的TVOC流場(chǎng)區(qū)域。車廂內(nèi)長(zhǎng)、寬、高分別按車廂實(shí)際尺寸25 500 mm、3 105 mm、2 480 mm計(jì)算，空調(diào)機(jī)組位于車廂的兩端頂部位置；主送風(fēng)道在列車車廂上方，為格柵送風(fēng)，共設(shè)置有28個(gè)單元進(jìn)風(fēng)口格柵；回風(fēng)口在車廂兩端[13-14]。選擇車廂內(nèi)代表性的座椅、地板、墻板和頂板等設(shè)施為質(zhì)量流散發(fā)界面，在無人的狀態(tài)下對(duì)車廂內(nèi)TVOC的空間分布特征進(jìn)行研究。

在模擬過程中，車廂內(nèi)部的墻板、頂板、地板的邊界條件設(shè)置為絕熱狀態(tài)，在機(jī)車端部空調(diào)機(jī)組啟動(dòng)狀態(tài)下，忽略門、窗戶等與外部的熱交換。流動(dòng)狀態(tài)設(shè)置為穩(wěn)定狀態(tài)下的流動(dòng)，即污染源釋放速率與時(shí)間沒有關(guān)系。車廂內(nèi)部溫度保持不變，維持在296 K；空調(diào)系統(tǒng)送入室內(nèi)的新風(fēng)為潔凈空氣。

2.5.1 穩(wěn)定釋放速率下客車車廂內(nèi)TVOC分布

運(yùn)用Fluent軟件模擬不同位置的內(nèi)裝材料所釋放的VOCs對(duì)車廂TVOC濃度分布的影響。當(dāng)污染物以穩(wěn)定速率散發(fā)時(shí)，假設(shè)某一位置單獨(dú)釋放污染物的前提下，觀察客車車廂呼吸位置截面處TVOC濃度，探究散發(fā)位置對(duì)機(jī)車車廂內(nèi)TVOC分布的影響。一般情況下，選擇離客車車廂地板高度1.1 m處的截面視作旅客的呼吸界面。該截面的TVOC濃度分布云圖見圖3。

從圖3可見，內(nèi)裝材料所處的散發(fā)位置不同，對(duì)車廂環(huán)境空氣中TVOC濃度分布的貢獻(xiàn)率不同；離呼吸界面越近的地方，對(duì)其貢獻(xiàn)越大。在不通風(fēng)的情況下，車廂中部相對(duì)兩端來說，空氣流動(dòng)較慢，導(dǎo)致車廂中部TVOC含量高于車廂兩端位置。車廂環(huán)境中TVOC的分布隨著內(nèi)裝材料釋放速率的加快而升高，從而呼吸界面上TVOC含量也相應(yīng)增加。

從Fluent軟件模擬結(jié)果來看，呼吸界面上最高TVOC質(zhì)量濃度為0.09 mg/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我國(guó)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》里規(guī)定的TVOC質(zhì)量濃度不得超過0.6 mg/m3的要求。

為驗(yàn)證模擬的效果，我們?cè)谲噹煌恢玫?1個(gè)測(cè)點(diǎn)(位于車廂的兩端、中央，且不同高度)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，將濃度值在模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量之間對(duì)比和分析，兩者差值的平均值為8.3%±5.29%，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果吻合得很好。表明Fluent模擬在較大程度上可以作為實(shí)驗(yàn)分析材料，指導(dǎo)理論研究，為解決方案提供思路。

2.5.2 新風(fēng)對(duì)機(jī)車車廂內(nèi)TVOC濃度分布的影響

運(yùn)用Fluent軟件還模擬了不同新風(fēng)風(fēng)量時(shí)內(nèi)裝材料VOCs的釋放對(duì)車廂TVOC分布的影響，圖4為新風(fēng)風(fēng)量3 500 m3/h時(shí)呼吸界面的TVOC濃度分布云圖。

圖3 穩(wěn)定釋放速率下呼吸界面的TVOC濃度云圖示意Fig.3 TVOC concentration at the respiratory interface in stable release rate

圖4 新風(fēng)風(fēng)量3 500 m3/h時(shí)呼吸界面TVOC濃度分布云圖示意Fig.4 TVOC concentration at the respiratory interfacewhen the total fresh air is 3 500 m3/h

新風(fēng)空氣是從上部的格柵進(jìn)入車廂，在送風(fēng)口處的風(fēng)速高于非送風(fēng)口，且隨著風(fēng)量的增大，車廂內(nèi)部風(fēng)速增大，車內(nèi)空氣擾動(dòng)程度增加，使得空氣和污染物更快地混合；風(fēng)量越大，車廂內(nèi)部呼吸界面濃度越低。原因是風(fēng)量的增加會(huì)加快對(duì)車廂環(huán)境空氣中污染物的稀釋，使得空氣中污染物的濃度降低；TVOC在送風(fēng)和非送風(fēng)截面同樣存在隨著風(fēng)量增加而濃度降低的情況，送風(fēng)截面處TVOC濃度要低于非送風(fēng)位置。在座椅坐墊、地板、墻板等TVOC釋放的位置，TVOC的含量要高于其余地方。從圖4的云圖能夠看出，在新風(fēng)風(fēng)量3 500 m3/h時(shí)呼吸界面TVOC質(zhì)量濃度低于0.09 mg/m3，呼吸界面的大多區(qū)域在0.06 mg/m3以下。

為滿足列車上乘客舒適感，車內(nèi)空氣質(zhì)量須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。目前的控制方法主要有采用更環(huán)保型的內(nèi)裝材料、空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)等。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)來說，可以通過改變氣流組織形式和調(diào)節(jié)風(fēng)量使車廂環(huán)境空氣中TVOC的濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求[15-18]。

3 結(jié)論

1)鐵路客車車廂里，內(nèi)裝材料的不同導(dǎo)致所釋放VOCs的種類和濃度各不相同。VOCs的主要成分為苯、甲苯、二甲苯等，其濃度隨測(cè)試時(shí)間增加而不斷減少。提高溫度和相對(duì)濕度會(huì)加快材料內(nèi)TVOC的釋放速率，釋放前期影響明顯，后期逐漸降低。

2)內(nèi)裝材料TVOC的釋放速率可以用一階指數(shù)衰減模型進(jìn)行較好的擬合。

3)Fluent軟件模擬結(jié)果表明：內(nèi)裝材料所在位置不同，對(duì)車廂環(huán)境空氣中TVOC分布的貢獻(xiàn)率也不同，離呼吸界面越近的地方貢獻(xiàn)率越大。車廂內(nèi)TVOC的分布隨著內(nèi)裝材料釋放速率的加快而升高；隨著新風(fēng)風(fēng)量的增大，車內(nèi)空氣擾動(dòng)程度增加，使得車廂內(nèi)氣體更快地混合均勻；風(fēng)量越大，車廂內(nèi)部呼吸界面的TVOC濃度越低。