八九点钟
Student Projects 24 \China Science & Technology Education
∙问题提出我国许多城市新装修居室甲醛超标率高达40%〜60%，室内的甲醛主要来源于各类脲醛树脂的人造板及其他各种室内装饰材料。有研究报道，装修
材料中的甲醛释放时间长达1〜5年，因此，居室内甲醛的安全评估及其衰减非常值得重视。那么，怎样才能提前知道家里的装修和新家具是否会导致甲醛超标？如果甲醛超标了，我们该怎么办？
室内甲醛浓度可以请专业检测部门做检测，但是检测费用昂贵，不适合连续跟踪检测。如果实际检测出甲醛超标，除空置通风以外，也没有其他办法。而
空置通风多久室内甲醛浓度才能达到国家室内空气质量标准，这又是一个问题。如果建立一种能够对新装修居室甲醛浓度及甲醛释放衰减进行预测的方法，在居民住宅或公共场所（如宾馆、会议室、学校等）装修设计之前对甲醛浓度进行预测，对有问题设计方案进行修改，就可以避免甲醛超标的风险。对于已经检测出室内甲醛浓度超标的房屋，也可以预测甲醛释放衰减达标需要的时间，合理安排入住时间，从而避免
可能出现的健康问题。
李玉刚图片∙解决思路通过查阅文献，我了解到室内的甲醛浓度与装修材料和家具材料的种类和
数量密切相关，温度、湿度、通风情况
也对甲醛浓度影响很大。但是，研究室内甲醛释放预测的文章很少，只有一些预测甲醛浓度的研究。
对我的研究非常有启发的是重庆大学的一篇硕士论文。这篇论文检测了重庆地区室内装修中甲醛浓度，采用统计学方法建立甲醛浓度的数学模型，在模型中包含了不同材料中甲醛的释放速率。虽然这个模型不能对不同室内条件
（不同的装修与装饰、家具类型等）及环境条件下的甲醛浓度进行预测，也不能预测甲醛释放的衰减，但是为我的项目研究提供了很好的思路。
于是，我想到要建立一个能够把室内空气中甲醛浓度与室内装修和材料种类、数量、温度、湿度等环境条件，以
及释放时间相关联的甲醛释放模型，基于这个模型，就可以提出一种能预测新装修房屋的甲醛浓度、甲醛释放衰减后浓度达到国家标准所需要的时间，以及比选缩短甲醛释放时间方案的方法。所以，我决定通过软件编程把这些功能在用户友好的软件界面上实现，这样我的发明就可以为更多人服务。∙研究内容室内甲醛的释放与室内装修材料
和家具材料的种类、数量密切相关，同
时也受到温度、湿度、通风条件及释放
时间的影响。本项目建立了包含各种装修装饰和家具材料的特征参数、影响甲醛释放的环境参数的多组分（每种材料的释放速率、释放衰减系数、暴露面积等）、多参数（温度、湿度、通风条件、房间面积、时间等）动态模型；为了支持预测模型的计算，通过对现有实际检测数据进行整理、筛选和拟合计算，建立了包括4大类17种主要室内装修装饰和家具材料的甲醛释放速率和释放衰减系数的数据库；最终提出了一种能同时预测装修初期的甲醛浓度、甲醛释放衰减达到国家标准所需时间，以及缩短甲醛释放时间方案比选的方法。为了方便应用，用C#语言编程、WPF 技术构建界面、SQLite 构建数据库，开发出用户友好界面的预测软件，并对软件功能进行验证与分析。
具体研究内容及流程图见图1。
∙软件编程及功能说明
 软件功能设计
软件具有4个主要功能：①预测新装修居室甲醛浓度；②预测新装修居室甲醛浓度达标的时间预测；③改变居室环境条件（温度、湿度、通风条件）后，甲醛浓度达标所需时间预测；④采用空气净化器
使室内甲醛浓度达标所需净化器最小的CADR 参数值。
这个预测方法和软件最合适的用户是装修公司、家具公司及普通居民，
室内装修甲醛浓度及其衰减的预测方法与软件
左益玮/清华大学附属实验学校指导教师 邱 楠 张彭义
八九点钟
Student Projects
2020.12/中国科技教育／25目的是根据预测结果选择合适的方式避
免甲醛超标的危害。
 界面和算法编程
C#语言是最常用的编程语言，
所以本项目选择C#语言，采用
Videostudio中WPF界面技术编程。
WPF是微软新一代桌面软件开发技术，
这个软件非常简单，可以轻松地完成界
面的设计，SQLite是轻量级数据库，
不要求服务器安装各种数据库服务端，
仅仅需要SQLite的库文件就能制作数
据库。软件中存储了在本项目研究中获
得的各种材质的参数数据，材质表设计
如表1所示。
软件主要由3层界面构成。
主界面：①负责总体参数的控制，
如温度、湿度和层高；②房间列表，
可以看到本次评估中有哪些房间参与；
③房间评价列表，用于展示每个房间
的甲醛评估信息；④到各个功能界面
的入口。
创建房间界面：主要控制创建房间
的一些参数，如房间个数、每个房间的
名称、每个房间的通风情况和面积等。
房间物品设置界面：可以直接填写
房间的甲醛初始浓度；如果没有，可以
添加物品，并修改物品的表面积及材质。
∙软件功能的验证与分析
为了验证方法的准确性和实用性，
在北京市选择23处不同类型的新装修房
屋，进行了甲醛浓度实测数据和预测数
据的对比实验，结果表明：甲醛浓度实
测数据与预测数据的相对误差在13%〜
18%，绝对误差平均为0.011 8 mg/m3，
证明预测方法具有很好的准确性。
∙创新点
建立了多组分多参数动态模型
和数据库，能够预测新装修居室甲醛浓
度及释放衰减的时间，从预防的角度解
决甲醛污染问题。
初一数学期中考试卷
开发了界面友好的多功能预测
软件系统，使这种预测方法能够运用到
实际中。
∙研究结论
在这个项目中，我建立了多组分多
吴姵文参数动态模型、室内装修家具材料甲醛
释放参数数据库，开发了一种能够预测
装修后甲醛释放浓度、甲醛释放衰减时av女星排名
间的方法，并利用软件编程建立了室内
甲醛浓度及释放衰减评估的软件系统。
通过参数输入，可预测室内甲醛浓度和
寅时
衰减时间，还可以比选改变温度、湿度，
或采用空气净化器使甲醛浓度达标的方
案的可行性。
选题具有实用性、新颖性和创新
性，项目具有完整性、系统性和科学
性。在创新性方面构建了室内装修甲
醛浓度衰减预测模型，并开发了具有
迪丽热巴八卦实用性的评估软件。建议在基于目前
研究的基础上进一步优化模型。■
图1 研究内容及流程图
表1
该项目获得第34届全国青少
年科技创新大赛创新成果竞赛项目
中学组环境科学与工程学一等奖。
发布评论