建筑科学有助于击败冠状病毒

本文最初出现在10月2020年界面问题,IIBEC技术杂志。本文于9月初编写,并在临时,已制定其他信息。我们包括原始文章Paul Grahovac的补充探讨了冠状病毒气溶胶的主要作用,这说明100%的新鲜空气是理想的,但不是必需的,这进一步说明了气密性对于适当的暖通空调操作的重要性,以稀释和清除病毒气溶胶颗粒,并进一步阐述了什么也需要清除短期病毒飞沫。

100%的新鲜空气通风似乎将显著减少并可能防止COVID-19通过携带病毒的雾化颗粒通过空气传播,而不是从5英尺外的地面坠落。(150米)从受感染的建筑居住者口中喷出的烟羽。最近的研究表明,增加室内空气相对于再循环组分的室外空气分量可以减少导致Covid-19的冠状病毒的传播。因此,可以减少或消除对掩模和/或社会偏移的需要和/或社会疏散。本文总结了与建筑科学和新型冠状病毒有关的最新状态。

HVAC和传染病

最近的流行病学研究区分了两种类型的空气传输。一个是液滴速溶于5英尺的速度。(1.5米)从受感染的建筑物占用者的口腔发出的羽流(除非他们与其他人接触)。另一个是较小的颗粒,成为空气传播的(漂浮在空中)以引起雾化传输,这可能发生在更大的距离上,并且不需要人们同时在同一建筑物中。

该研究发现,相对于组合的液滴气溶胶混合物,将新鲜和再循环空气的淡空气分量增加至16%(每小时三个空气变化[ACH])将有效减轻约50的疫苗爆发建筑物的占用者的百分比。对于仅限气溶胶的传输,那“通风率几乎完全消除了爆发的可能性。“ 相似地,《时代》杂志最近报道了科罗拉多大学的一项研究,该研究发现,建筑中室外空气的增加与感染几率的降低有关

欧洲采暖、通风和空调协会联合会(REHVA)是美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)在欧洲的对等组织。REHVA建议“空气处理单元的再循环开关为100%的室外空气。”对于所有建筑,他们建议“尽可能合理地供应更多的室外空气”。此外,关于气溶胶传播,REHVA引用了医学杂志《柳叶刀》上发表的一篇论文,该论文指出:“没有证据支持大多数呼吸道感染主要与大型飞沫传播有关的概念。事实上,与目前的指导方针相反,小颗粒气溶胶是一种规则,而不是例外。”

与先前引用的传染病研究一致,REHVA采用“气溶胶传输可以控制气溶胶传输,以稀释病毒浓度稀释到低水平的通风。”REHVA也是“具有优异的12 ACH通风率,气溶胶传输大多被淘汰。在建筑物和室内空间的背景下,毫无疑问,跨感染风险可能从一个中控制高达1.5米[5英尺]具有身体疏远的人,超越该距离与通风解决方案。[通风措施]可以相对较低的成本应用于现有建筑物以减少室内感染风险。

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照片来源:Shridhar Gupta, Unsplash

被动房子是国际自愿设计和建筑标准,需要高水平的建筑外壳气密,外部隔热和高性能窗户。与码内建筑相比,被动房屋结构的能量效率是显着的,并且气密性是该性能的重要组成部分。

被动房屋的原始目标是提供欧洲所知为“卫生通风”,这意味着100%新鲜空气,没有先前调节的空气再循环。通过改善建筑外壳的气密性和能源效率,这种通风可以负担得起

对于2020年6月的会议,北美被动房屋网络(Naphn)组织促进了“专注于Covid-19,回报了被动房屋的根源”“如何帮助建筑物是真正的大流行避难所。”上面引用的新空气和疫苗接种的流行病学制品最近的被动屋文章中引用
关于Ashrae Covid-19工作队的传染性气溶胶的位置文件一再推荐增加淡空气通风。Ashrae的更新指导参考了100%室外空气(无需再循环)。美国疾病控制Covid-19建议书的中心表示,“增加室外空气的百分比可能高达100%“然而,我们没有看到正在努力增加建筑气密性。ASHRAE还建议每天早晚两个小时的100%新鲜空气冲洗,一些设施经理正在实施这一建议。然而,这使得占领者在介入时间内无保护。

改造过程

首先,建筑机箱顾问必须协调一个建筑物的过程,其中建筑物是测试的,以确定建筑物泄漏的范围。或者,可以通过测试建筑物的一部分或通过假设建筑物整体缺乏气密性来减少测试成本。2005年由国家标准与技术研究所(NIST)的研究发现,北部(通常是气候5-7)办公楼有一个平均漏气率为1.3 CFM / SQ。FT。建筑面积在75 PA压力下。这被动房屋研究所美国标准是0.08- 超过16次更紧凑.12

一个能量改造通常靶向能耗降低50%。显然有机会增加气密性并降低能耗,以促进100%的淡空气通风,避免番茄病毒的水平空气流动。

有关的:

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点击这里下载Paul Grahovac的文章的完整PDF,“建筑科学有助于击败Coronavirus。”

接下来,项目团队将为目标增加气密性和估计相关成本的建议。通过手工泄漏或估计的空气泄漏数据,能耗建模将用于估计节省,然后将其与改造成本进行比较以确定执行项目的可行性。设施管理人员和独立工程师将提供关于HVAC系统的所需输入,其能力和任何预期的升级成本。

额外的益处增加新鲜空气,包括减少不期望的陈旧空气,通过建筑外壳,无毛均匀温度,避免水泄漏/冷凝/模具的过敏原和灰尘,在极端天气活动期间保持宜居温度的能力并且减少了渗透到建筑物中的外部噪音/烟雾/气味。空气密光延伸到房型或建筑物的部分(舱室化),后一种益处延伸到单独的单位。

建筑局顾问将安排与本地或国家卫生监管机构的会面,以讨论根据可行性研究的结果对特定设施的社会偏移和/或掩码要求进行修改。与数据一起进行最有说服力,但在启动可行性研究之前,可以谨慎地接近监管机构,以确定他们对这种方法的开放性。提供本文的副本可能会有所帮助。

国家或地方公共卫生当局可以得出结论,组合液滴 - 气溶胶混合物的危害通过明显更高的淡空气通风率来充分降低,以证明消除掩模和社会偏差要求。但是,考虑可以采取的额外通风措施是有用的。

高级冠状病毒控制

在今年的ASHRAE年度国际会议期间,6月29日的一周,主题演讲是由香港大学建筑环境的机械工程教授的主题演讲之一,以及员工学院总裁国际室内空气质量(LSIAQ)。李致长期以来,关于空中冠状病毒的重要性以及淡空气通风程度如何影响病毒感染建筑物的能力。他强调了避免水平空气流动的重要性,并且他显然有利于增加淡空气通风。他承认,Ashrae标准并非用于感染控制设计,但在向前移动的背景下,他提出了这个问题:“为什么不呢?”

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照片学分:Larry Costales,Outplash

在李先生介绍后的问答区段期间,ASHRAE成员询问从地板中供电通风口的垂直空气流动在天花板中排气通风口可以具有足够的速度来转移短程液滴粒子。李表示,提出的转移流动的想法是合理的,并且洁净室系统(可包括非常大的制造过程)是这种方法的先例。然而,他还表明,传统上放置供应通风口的速度不足以捕获和转移大颗粒。

李教授建议“个性化通风”将是一个更好的机制,并且它在暖通空调家行业成立。2020年7月16日,谷歌提供了69个结果,使用搜索报告显示:“个性化通风”或“个人通风”,包括支持个人通风的餐馆,以实现空中病毒感染控制。该文章还要求评估这些通风是否可以有效地转移大型液滴。这篇文章的基础是一项中国学习,参考李的工作,在彼此的呼吸区(大型液滴)内解决两个人,并说明这一点个人通风“被认为是减少孤立医院病房患者和医务人员之间的交叉感染的有前途的通风模式,其在控制公共建筑物的交叉感染方面的应用正在吸引越来越多的研究兴趣。“

这种通风利用比传统系统更多的通风口。Airtightening为HVAC工程师提供了对进入和离开建筑物的所有空气的设计控制,这使得可以设计适应个性化通风并避免水平空气流量的安装。重新改造可行性研究的结果,重点是优先考虑乘员健康,为决定是否招致执行此类制度的额外费用提供依据。

建筑机箱顾问应该熟悉自己来自咨询公司RWDI的优秀幻灯片和博客文章。载玻片提供了一种常规HVAC系统如何与人在从人发出的羽流中的气溶胶中相互作用的示例,同时通过引起向上的空气运动。幻灯片演示称为“减少建筑物中气溶胶运输影响的方法:周到通风设计以解决Covid-19风险。”在博客中,RWDI的Duncan Phillips评论:“在一个改变的世界里,随着对感染的运输的提高认识和关注,新建筑物中的标准通风系统的随意实施将不再可以接受。”

NIST还开发出气流模型,以减少携带冠状病毒的气溶胶室内接触。该工具称为命运和室内微生物气溶胶(法蒂玛)的运输,也应考虑改造项目。

有关的:

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请阅读《Interface》2020年10月号的全文。

能源回收单位

能量回收通风机提供充足的新鲜空气通风,并通过在进风和出风之间交换热量来节约能源。在采暖季节,将出风的热量输送给进风,在降温季节,将进风的热量输送给出风。自2006年以来,大多数城市的建筑规范中已经规定了在特定情况下对能源回收装置的要求。当与没有能源回收的建筑合作时,安装这种装置的成本应作为可行性研究的一部分进行评估。

湿度控制

每当讨论增加淡空气通风时,会出现管理更高水平的湿度的需要。至少有一家帮助设施实施早上和晚上两小时冲洗的公司有并不是所有的暖通空调机组都需要除湿,但有些需要。还需要考虑将室内相对湿度增加为避免腐败冠状病毒传输的事实。

在确定需要除湿设备的情况下,现在推荐越来越多的专家推荐它安装在HVAC系统的前端。2019年8月,强调除湿化的演示文稿,即HVAC系统提供的高水平室外空气的空气建筑物可以通过从进入的新鲜空气中除去水蒸气来利用最多。建议使用专用户外空气系统(DOAS)

结论

2020年9月初撰写本文时,经济步履蹒跚,学校开学出现危机,人们继续去拥挤的酒吧和餐馆,新冠肺炎病例和死亡人数很高。这里概述的建筑改造可以逐个消除社交距离和可能的屏蔽要求,而不会让企业主面临任何重大诉讼风险。居住者将为心灵的安宁买单。考虑到空调的历史,未来很可能会包括大量的新鲜空气通风,不仅要确保舒适,还要确保建筑居住者的健康。我们需要尽我们所能把未来带到现在。

HVAC和传染病社区都很清楚更高水平的淡空气通风减少了冠状病毒传播, 但他们担心增加淡空气通风的能源成本不会被建筑业主接受。现在是建造围场顾问在社区中伸出援手的时候了。他们必须向建筑物的制造业主解释,这座建筑物可以使能源成本可接受。他们还必须帮助他们理解这样做的改造成本,因此他们可以向向前移动方案做出明智的决定。最终目标是消除社会偏移和面具的要求。

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Paul Grahovac拥有经济学和法学学位。他在建筑行业活跃了30年,先是作为建筑缺陷的审判律师,后来作为公司法律顾问和空气屏障技术和镶板墙和窗户组装方面的专家。他从事过医疗事故、医院过失法律和环境法,并在美国能源放射性废物和研究与开发实验室从事了六年的技术开发和许可工作。他活跃于ASHRAE和被动屋社区。他受雇于两家相关公司,PROSOCO和Build SMART,他的职责包括规范和标BOB娱乐下载准。