Вентиляция (архитектура) - Ventilation (architecture)

An ab anbar (водохранилище) с двойными куполами и ветроуловители (отверстия возле вершины башен) в центральном пустынном городе Наин, Иран. Windcatcher - это форма естественная вентиляция.[1]

Вентиляция преднамеренное введение наружного воздуха в пространство. Вентиляция в основном используется для управления качество воздуха в помещении путем разбавления и вытеснения загрязнителей внутри помещений; его также можно использовать для управления температурой, влажностью и движением воздуха в помещении. тепловой комфорт, удовлетворенность другими аспектами внутренней среды или другими целями.

Преднамеренное введение наружного воздуха обычно классифицируется как механическая вентиляция, естественная вентиляция[2] , или же смешанная вентиляция (гибридная вентиляция).

  • Механическая вентиляция - это направленный вентилятором поток наружного воздуха в здание. Системы механической вентиляции могут включать приточные вентиляторы (которые нагнетают наружный воздух в здание), вытяжные вентиляторы (которые вытягивают воздух из здания и тем самым вызывают равномерный приток вентиляции в здание) или их комбинацию. Механическая вентиляция часто обеспечивается оборудованием, которое также используется для обогрева и охлаждения помещения.
  • Естественная вентиляция представляет собой преднамеренный пассивный приток наружного воздуха в здание через запланированные отверстия (например, жалюзи, двери и окна). Естественная вентиляция не требует механических систем для перемещения наружного воздуха. Вместо этого он полностью полагается на пассивные физические явления, такие как давление ветра, или стековый эффект. Отверстия для естественной вентиляции могут быть фиксированными или регулируемыми. Регулируемые проемы могут управляться автоматически (автоматически), управляться людьми (работоспособными) или сочетанием того и другого.
  • Смешанная вентиляция системы используют как механические, так и естественные процессы. Механические и натуральные компоненты можно использовать одновременно, в разное время дня или в разное время года.[3] Поскольку поток естественной вентиляции зависит от условий окружающей среды, он не всегда может обеспечить необходимый объем вентиляции. В этом случае можно использовать механические системы для дополнения или регулирования естественного потока.

Вентиляция обычно описывается отдельно от инфильтрации.

  • Проникновение это случайный поток воздуха из помещения в помещение через утечки (незапланированные отверстия) в ограждающая конструкция. Когда конструкция здания основана на инфильтрации для поддержания качества воздуха в помещении, этот поток называют дополнительной вентиляцией.[4]

Проектирование зданий, способствующих здоровью и благополучию людей, требует четкого понимания того, как вентиляционный воздушный поток взаимодействует с, разбавляет, вытесняет или вносит загрязнители в занимаемое пространство. Хотя вентиляция является неотъемлемым компонентом поддержания хорошего качества воздуха в помещении, сама по себе она не может быть удовлетворительной.[5] В сценариях, когда внешнее загрязнение может ухудшить качество воздуха в помещении, также могут потребоваться другие устройства для очистки, такие как фильтрация. В вентиляция кухни системы, или для лаборатории вытяжные шкафы, конструкция эффективного улавливания сточных вод может быть важнее, чем объем вентиляции в помещении. В более общем плане то, как система распределения воздуха заставляет вентиляцию входить и выходить из помещения, влияет на способность определенной скорости вентиляции удалять внутренние загрязнители. Способность системы уменьшать загрязнение в пространстве описывается как ее «эффективность вентиляции». Однако общее влияние вентиляции на качество воздуха в помещении может зависеть от более сложных факторов, таких как источники загрязнения и способы взаимодействия деятельности и воздушного потока, влияющие на экспозицию людей.

Множество факторов, связанных с проектированием и работой систем вентиляции, регулируется различными нормами и стандартами. Стандарты, касающиеся проектирования и эксплуатации вентиляционных систем с целью достижения приемлемого качества воздуха в помещении, включают: стандарты ASHRAE 62.1 и 62.2, Международный жилищный кодекс, Международный механический кодекс и Строительные нормы Соединенного Королевства, часть F. Другие стандарты, направленные на энергосбережение, также влияют на проектирование и работу систем вентиляции, в том числе: стандарт ASHRAE 90.1 и Международный кодекс энергосбережения.

Во многих случаях вентиляция для улучшения качества воздуха в помещении одновременно полезна для контроля теплового комфорта. В это время может быть полезно увеличить скорость вентиляции сверх минимума, необходимого для качества воздуха в помещении. Два примера включают воздушный экономайзер охлаждение и вентиляционный предварительное охлаждение. В других случаях вентиляция для обеспечения качества воздуха в помещениях способствует потребности в механическом нагревательном и охлаждающем оборудовании и потребляет электроэнергию. В жарком и влажном климате осушение вентиляционного воздуха может быть особенно энергоемким процессом.

Следует рассматривать вентиляцию в ее отношении к «вентиляции» для приборов и оборудования для сжигания, такого как водные нагреватели, печи, котлы, и дровяные печи. Самое главное, проектирование вентиляции здания должно быть осторожным, чтобы избежать обратного потока продуктов сгорания от приборов с естественной вентиляцией в занимаемое пространство. Этот вопрос имеет большее значение для зданий с более воздухонепроницаемыми оболочками. Чтобы избежать опасности, во многих современных устройствах для сжигания используется «прямая вентиляция», при которой воздух для горения забирается непосредственно снаружи, а не из помещения.

Скорость вентиляции для качества воздуха в помещении

Скорость вентиляции для зданий CII обычно выражается объемным расходом наружного воздуха, подаваемого в здание. Обычно используются кубические футы в минуту (CFM) или литры в секунду (л / с). Скорость вентиляции также может быть выражена из расчета на человека или на единицу площади пола, например CFM / p или CFM / ft², или как воздухообмен в час (ACH).

Нормы для жилых домов

Для жилых домов, которые в основном полагаются на проникновение для удовлетворения их потребностей в вентиляции обычным показателем скорости вентиляции является скорость воздухообмена (или же воздухообмен в час ): почасовая скорость вентиляции, деленная на объем помещения (я или же ACH; единиц 1 / ч). Зимой ACH может колебаться от 0,50 до 0,41 в плотно закрытом птичнике до 1,11–1,47 в неплотно закрытом помещении.[6]

ASHRAE теперь рекомендует интенсивность вентиляции в зависимости от площади пола в качестве пересмотра стандарта 62-2001, в котором минимальный ACH составлял 0,35, но не менее 15 кубических футов в минуту на человека (7,1 л / с на человека). С 2003 года стандарт был изменен на 3 кубических фута в минуту / 100 квадратных футов (15 л / с / 100 кв.м) плюс 7,5 кубических футов в минуту на человека (3,5 л / с на человека).[7]

Стандарты для коммерческих зданий

Порядок вентиляции

Скорость вентиляции Процедура основана на стандарте и предписывает скорость, с которой вентиляционный воздух должен подаваться в помещение, и различные средства для кондиционирования этого воздуха.[8] Качество воздуха оценивается (через CO2 Измерение) и интенсивность вентиляции вычисляются математически с использованием констант. Процедура качества воздуха в помещении использует одно или несколько руководящих принципов для определения допустимых концентраций определенных загрязняющих веществ в воздухе помещения, но не предписывает скорости вентиляции или методы обработки воздуха.[8] Это касается как количественных, так и субъективных оценок и основывается на Процедуре скорости вентиляции. Он также учитывает потенциальные загрязнители, для которых могут не быть измеренных пределов или для которых не установлены никакие пределы (например, выделение формальдегида из ковров и мебели).

Естественная вентиляция

Основная статья: Естественная вентиляция

Естественная вентиляция использует естественные силы для подачи и удаления воздуха в замкнутом пространстве. В зданиях существует три типа естественной вентиляции: ветровая вентиляция, потоки, управляемые давлением, и вытяжная вентиляция.[9] Давление, создаваемое стековый эффект 'полагаться на плавучесть нагретого или поднимающегося воздуха. Ветровая вентиляция полагается на силу преобладающего ветра, которая втягивает и выталкивает воздух через замкнутое пространство, а также через бреши в оболочке здания.

Практически все исторические здания вентилировались естественным путем.[10] В конце 20-го века от этой техники в больших зданиях США отказались, поскольку использование кондиционирования воздуха стало более распространенным. Однако с появлением передовых Моделирование производительности здания (BPS) программное обеспечение, улучшенное Автоматизация зданий Системы (BAS), Лидерство в области энергетики и экологического дизайна (LEED) требования к дизайну и усовершенствованные технологии изготовления окон; Естественная вентиляция возродилась в коммерческих зданиях как во всем мире, так и по всей территории США.[11]

К преимуществам естественной вентиляции можно отнести:

Естественно, что методы и архитектурные особенности, используемые для вентиляции зданий и сооружений, включают, но не ограничиваются:

  • Рабочие окна
  • Ночная продувочная вентиляция
  • Клесторные окна и вентилируемые световые люки
  • Ориентация здания
  • Ветрозащитные фасады

Механическая вентиляция

Основная статья: HVAC

Механическая вентиляция зданий и сооружений может быть достигнута с помощью следующих приемов:

  • Вентиляция всего дома
  • Смешанная вентиляция
  • Вытесняющая вентиляция
  • Выделенная субаэральная подача воздуха

Вентиляция по запросу (DCV)

Вентиляция по запросу (DCV, также известная как вентиляция с контролем потребления) позволяет поддерживать качество воздуха при сохранении энергии.[12][13] ASHRAE установила, что: «В соответствии с процедурой скорости вентиляции разрешается использовать регулирование потребности для уменьшения общего объема подачи наружного воздуха в периоды меньшей занятости».[14] В системе постоянного тока CO2 Датчики контролируют количество вентиляции.[15][16] Во время максимальной загрузки CO2 уровни повышаются, и система настраивается на подачу того же количества наружного воздуха, которое использовалось бы при процедуре регулирования скорости вентиляции.[17] Однако, когда места менее заняты, CO2 уровни уменьшаются, и система уменьшает вентиляцию для экономии энергии. DCV - это устоявшаяся практика,[18] и требуется в помещениях с высокой посещаемостью в соответствии со стандартами энергопотребления зданий, такими как ASHRAE 90.1.[19]

Индивидуальная вентиляция

Индивидуальная вентиляция - это стратегия распределения воздуха, которая позволяет людям контролировать объем получаемой вентиляции. Такой подход обеспечивает подачу свежего воздуха непосредственно в зону дыхания и направлен на улучшение качества вдыхаемого воздуха. Персонализированная вентиляция обеспечивает гораздо более высокую эффективность вентиляции, чем обычные смешанные системы вентиляции, вытесняя загрязнения из зоны дыхания гораздо меньшим объемом воздуха. Помимо улучшения качества воздуха, эта стратегия может также улучшить тепловой комфорт пассажиров, воспринимаемое качество воздуха и общее удовлетворение внутренней средой. Предпочтения людей в отношении температуры и движения воздуха не равны, поэтому традиционные подходы к однородному контролю за окружающей средой не смогли достичь высокого уровня удовлетворенности пассажиров. Такие методы, как индивидуальная вентиляция, облегчают управление более разнообразной тепловой средой, что может улучшить тепловое удовлетворение для большинства людей.

Местная вытяжная вентиляция

Местная вытяжная вентиляция решает проблему предотвращения загрязнения воздуха в помещении конкретными источниками выбросов за счет улавливания переносимых по воздуху загрязнителей до того, как они распространятся в окружающей среде. Это может включать контроль водяного пара, контроль биологических стоков из туалетов, пары растворителей от промышленных процессов и пыль от деревообрабатывающего и металлообрабатывающего оборудования. Воздух может быть выпущен через вытяжные шкафы с избыточным давлением или с помощью вентиляторов и повышения давления в определенной области.[20]
Местная вытяжная система состоит из 5 основных частей.

  1. Капюшон, улавливающий загрязняющие вещества в их источнике
  2. Воздуховоды для транспортировки воздуха
  3. Устройство очистки воздуха, которое удаляет / сводит к минимуму загрязнение
  4. Вентилятор, который перемещает воздух по системе
  5. Вытяжная труба, через которую удаляется загрязненный воздух[20]

В Великобритании использование систем LEV регулируется правилами, установленными Руководитель по охране труда и технике безопасности (HSE), которые именуются «Контроль за веществами, опасными для здоровья» (CoSHH ). Согласно CoSHH, законодательство установлено для защиты пользователей систем LEV путем обеспечения того, чтобы все оборудование проверялось не реже одного раза в четырнадцать месяцев, чтобы гарантировать адекватную работу систем LEV. Все части системы должны быть визуально осмотрены и тщательно протестированы, и если какие-либо части будут обнаружены дефектными, инспектор должен выпустить красную этикетку, чтобы определить дефектную часть и проблему.

После этого владелец системы LEV должен отремонтировать или заменить неисправные детали, прежде чем систему можно будет использовать.

Умная вентиляция

Интеллектуальная вентиляция - это процесс постоянной корректировки системы вентиляции во времени и, при необходимости, в зависимости от местоположения, чтобы обеспечить желаемые преимущества качества воздуха в помещении, минимизируя потребление энергии, счета за коммунальные услуги и другие расходы, не связанные с качеством воздуха в помещении (например, тепловой дискомфорт или шум). Интеллектуальная система вентиляции регулирует интенсивность вентиляции во времени или по местоположению в здании, чтобы реагировать на одно или несколько из следующего: занятость, внешние тепловые условия и качество воздуха, потребности в электросети, прямое обнаружение загрязнителей, работа других движущихся воздушных потоков и системы очистки воздуха. Кроме того, интеллектуальные системы вентиляции могут предоставлять владельцам зданий, жильцам и менеджерам информацию об эксплуатационном потреблении энергии и качестве воздуха в помещении, а также сигнализировать, когда системы нуждаются в обслуживании или ремонте. Чувствительность к заполнению означает, что интеллектуальная система вентиляции может регулировать вентиляцию в зависимости от потребности, например, уменьшать вентиляцию, если в здании нет людей. Интеллектуальная вентиляция может сдвигать вентиляцию по времени на периоды, когда а) разница температур в помещении и снаружи меньше (и не соответствует пиковой температуре и влажности наружного воздуха), б) когда температура в помещении и на улице подходит для вентиляционного охлаждения, или в) когда качество наружного воздуха приемлемо. Быть отзывчивым к потребностям электросетей означает обеспечивать гибкость спроса на электроэнергию (включая прямые сигналы от коммунальных предприятий) и интеграцию со стратегиями управления электросетью. Интеллектуальные системы вентиляции могут иметь датчики для определения расхода воздуха, давления в системе или использования энергии вентиляторами таким образом, чтобы можно было обнаруживать и устранять сбои системы, а также когда компоненты системы нуждаются в обслуживании, например, замене фильтра. [21]

Вентиляция и горение

Горение (например., камин, газовый обогреватель, свеча, масляная лампа и т. д.) потребляет кислород, производя углекислый газ и другие вредные для здоровья вещества. газы и курить, требующие вентиляции воздуха. Открытый дымовая труба способствует проникновению (т.е. естественной вентиляции) из-за отрицательного изменения давления, вызванного жизнерадостный, более теплый воздух выходит через дымоход. Теплый воздух обычно заменяется более тяжелым холодным воздухом.

Вентиляция в конструкции также необходима для удаления водяной пар произведено дыхание, горение, и Готовка, и для удаления запахов. Если допустить накопление водяного пара, он может повредить конструкцию, изоляция, или отделка.[нужна цитата ] При работе кондиционер обычно удаляет лишнюю влагу из воздуха. А осушитель также может быть подходящим для удаления влаги из воздуха.

Расчет приемлемой скорости вентиляции

Рекомендации по вентиляции основаны на минимальной скорости вентиляции, необходимой для поддержания приемлемого уровня биотока. Двуокись углерода используется в качестве контрольной точки, поскольку это газ с наибольшим выбросом при относительно постоянном значении 0,005 л / с. Уравнение баланса массы:

Q = G / (Cя - Са)

  • Q = скорость вентиляции (л / с)
  • G = CO2 скорость генерации
  • Cя = приемлемый внутренний CO2 концентрация
  • Cа = окружающий CO2 концентрация[22]

Курение и вентиляция

Стандарт ASHRAE 62 гласит, что воздух, удаленный из зоны с табачный дым в окружающей среде не рециркулировать в воздух, свободный от ETS. Помещению с ETS требуется больше вентиляции, чтобы добиться воспринимаемого качества воздуха, аналогичного качеству помещения для некурящих.

Объем вентиляции в зоне ETS равен количеству зоны, свободной от ETS, плюс величина V, где:

V = DSD × VA × A / 60E

  • V = рекомендуемый дополнительный расход в кубических футах в минуту (л / с)
  • DSD = расчетная плотность курения (расчетное количество сигарет, выкуриваемых в час на единицу площади)
  • VA = объем вентиляционного воздуха на сигарету для проектируемого помещения (футы3/ сиг)
  • E = эффективность удаления загрязнений[23]

История

В этом древнеримском доме используются различные пассивное охлаждение и пассивная вентиляция техники. Тяжелые каменные стены, маленькие внешние окна и узкий огороженный сад, ориентированный на север-юг, затеняют дом, предотвращая попадание тепла. Дом выходит на центральную Атриум с имплювий (открытый в небо); то охлаждение испарением воды вызывает перекрестная тяга из атриума в сад.

Примитивные системы вентиляции были обнаружены в Pločnik археологический памятник (принадлежащий Винча культура ) в Сербии и были встроены в печи для плавки меди. Печь, построенная за пределами мастерской, имела вентиляционные отверстия в виде земляных труб с сотнями крошечных отверстий в них и прототип дымохода, который позволял воздуху поступать в печь для разведения огня и безопасного выхода дыма.[24]

Пассивная вентиляция и пассивное охлаждение Системы были широко описаны в Средиземноморье в классические времена. И источники тепла, и источники охлаждения (такие как фонтаны и подземные резервуары тепла) использовались для обеспечения циркуляции воздуха, а здания были спроектированы так, чтобы поощрять или исключать сквозняки в зависимости от климата и функции. Общественные бани часто отличались особой изысканностью в плане отопления и охлаждения. Ледники имеют возраст несколько тысячелетий и в классические времена были частью хорошо развитой ледовой индустрии.

Развитие принудительной вентиляции было стимулировано распространенным в конце 18 - начале 19 века поверьем в миазмы теория болезнь, где считалось, что застойный «воздух» распространяет болезнь. Ранним методом вентиляции было использование вытяжного огня возле вентиляционного отверстия, которое принудительно заставляло воздух в здании циркулировать. Английский инженер Иоанн Теофил Дезагулье представил ранний пример этого, когда он установил вентиляционные отверстия в воздушных трубах на крыше здания. палата общин. Начиная с Ковент-Гарден театр, сжигание газа люстры на потолке часто были специально предназначены для выполнения вентиляционной функции.

Механические системы

Центральная башня Вестминстерского дворца. Этот восьмиугольный шпиль использовался для вентиляции в более сложной системе, наложенной Рейдом на Барри, в которой он должен был вытягивать воздух из дворца. Дизайн был предназначен для эстетической маскировки его функции.[25][26]

Более сложная система, предполагающая использование механического оборудования для циркуляции воздуха, была разработана в середине 19 века. Базовая система мехи был поставлен проветривать Ньюгейтская тюрьма и окраинные постройки, автор Стивен Хейлз в середине 1700-х гг. Проблема с этими ранними устройствами заключалась в том, что для работы они требовали постоянного человеческого труда. Дэвид Босуэлл Рид был вызван для дачи показаний перед парламентским комитетом по предложенным архитектурным проектам нового палата общин, после того, как старый сгорел во время пожара в 1834 году.[25] В январе 1840 года Рид был назначен комитетом Дом лордов занимается строительством замены для палат парламента. Фактически эта должность была инженером по вентиляции; и с его созданием началась длинная серия ссор между Ридом и Чарльз Барри, архитектор.[27]

Рид выступал за установку в новом доме очень продвинутой системы вентиляции. В его конструкции воздух втягивался в подземную камеру, где он подвергался нагреву или охлаждению. Затем он поднимался в камеру через тысячи маленьких отверстий, просверленных в полу, и выводился через потолок с помощью специального вентиляционного камина внутри огромной трубы.[28]

Репутация Рейда была сделана его работой в Вестминстере. Он был уполномочен на качество воздуха обзор 1837 г. Лидс и Селби Железнодорожный в их туннеле.[29] Паровые суда, построенные для Нигерская экспедиция 1841 года были оснащены системами вентиляции, основанными на Вестминстерской модели Рейда.[30] Воздух сушили, фильтровали и пропускали через уголь.[31][32] Метод вентиляции Рида также более полно применялся в Георгиевский зал, Ливерпуль, где архитектор, Харви Лонсдейл Элмс, попросил, чтобы Рейд участвовал в проектировании вентиляции.[33] Рид считал это единственным зданием, в котором его система полностью работала.[34]

Поклонники

С появлением практических сила пара, наконец, можно было использовать вентиляторы для вентиляции. Рид установил четыре паровых вентилятора в потолке Больница Святого Георгия в Ливерпуль, чтобы давление, создаваемое вентиляторами, заставляло входящий воздух подниматься вверх и через вентиляционные отверстия в потолке. Новаторские разработки Рида и по сей день служат основой для вентиляционных систем.[28] В двадцать первом веке его вспоминали как «доктора Рида, искусственного интеллекта». энергоэффективность, к Лорд Уэйд из Чорлтона.[35]

История и развитие стандартов скорости вентиляции

Проветривание помещения свежим воздухом позволяет избежать «плохого воздуха». Изучение того, что представляет собой плохой воздух, восходит к 1600-м годам, когда ученый Мэйоу изучал асфиксия животных в закрытых бутылках.[36] Ядовитый компонент воздуха позже был идентифицирован как углекислый газ (CO2) Лавуазье в самом конце 1700-х годов, начав дискуссию о природе «плохого воздуха», который люди воспринимают как душный или неприятный. Ранние гипотезы включали избыточную концентрацию CO2 и кислородное истощение. Однако к концу 1800-х годов ученые считали биологическое загрязнение, а не кислород или CO2, основным компонентом неприемлемого воздуха в помещении. Однако еще в 1872 году было отмечено, что концентрация CO2 тесно коррелирует с воспринимаемым качеством воздуха.

Первая оценка минимальной скорости вентиляции была разработана Тредголдом в 1836 году.[37] За этим последовали последующие исследования по этой теме Биллингсом. [38] в 1886 г. и Флюгге в 1905 г. Рекомендации Биллингса и Флюгге были включены в многочисленные строительные нормы и правила 1900–1920-х годов и опубликованы в качестве отраслевого стандарта ASHVE (предшественник ASHRAE ) в 1914 году.[36]

Продолжилось изучение различных эффектов тепловой комфорт, кислород, диоксид углерода и биологические загрязнители. Исследования проводились на людях в контролируемых испытательных камерах. Два исследования, опубликованные между 1909 и 1911 годами, показали, что углекислый газ не является вредным компонентом. Субъекты оставались довольными в камерах с высоким уровнем CO2, пока камера оставалась прохладной.[36] (Впоследствии было установлено, что СО2 действительно вреден при концентрациях более 50 000 ppm[39])

ASHVE начал активную исследовательскую работу в 1919 году. К 1935 году ASHVE финансировал исследования, проведенные Лембергом, Брандтом и Морсом - снова с использованием людей в испытательных камерах - предположили, что основным компонентом «плохого воздуха» был запах, воспринимаемый человеческими обонятельными нервами. .[40] Было обнаружено, что реакция человека на запах логарифмически зависит от концентрации загрязняющих веществ и зависит от температуры. При более низких, более комфортных температурах более низкая интенсивность вентиляции была удовлетворительной. Яглоу, Райли и Коггинс провели исследование в испытательной камере на человеке, проведенное в 1936 году и завершившее большую часть этих усилий, учитывая запах, объем помещения, возраст людей, влияние охлаждающего оборудования и влияние рециркулируемого воздуха, что позволило определить скорость вентиляции.[41] Исследование Yaglou было подтверждено и принято в отраслевые стандарты, начиная с кода ASA в 1946 году. На основе этой исследовательской базы, ASHRAE (заменив ASHVE) разработали рекомендации по использованию пространства и опубликовали их как стандарт ASHRAE 62-1975: Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении.

Поскольку все больше архитектуры включали механическую вентиляцию, стоимость вентиляции наружным воздухом стала предметом пристального внимания. В 1973 году в ответ на Нефтяной кризис 1973 года и соображения охраны окружающей среды, стандарты ASHRAE 62-73 и 62-81) уменьшили требуемую вентиляцию с 10 кубических футов в минуту (4,76 л / с) на человека до 5 кубических футов в минуту (2,37 л / с) на человека. В холодном, теплом, влажном или пыльном климате предпочтительнее минимизировать вентиляцию наружным воздухом для экономии энергии, затрат или фильтрации. Эта критика (например, Тиллера[42]) привело к тому, что ASHRAE снизила интенсивность наружной вентиляции в 1981 году, особенно в зонах для некурящих. Однако последующие исследования Фангера,[43] В. Каин и Янссен подтвердили модель Яглоу. Было обнаружено, что пониженная интенсивность вентиляции является фактором, способствующим синдром больного здания.[44]

Стандарт ASHRAE 1989 г. (Стандарт 62-89) гласит, что соответствующие руководящие принципы вентиляции составляют 20 кубических футов в минуту (9,2 л / с) на человека в офисном здании и 15 кубических футов в минуту (7,1 л / с) на человека для школ, в то время как стандарт 2004 года 62,1 -2004 снова имеет более низкие рекомендации (см. Таблицы ниже). ANSI / ASHRAE (Стандарт 62-89) предположил, что «критерии комфорта (запаха), скорее всего, будут выполнены, если скорость вентиляции установлена ​​так, чтобы 1000 ppm CO2 не превышен "[45] в то время как OSHA установила предел 5000 ppm в течение 8 часов.[46]

Исторические показатели вентиляции
Автор или ИсточникГодСкорость вентиляции (IP)Скорость вентиляции (SI)Основание или обоснование
Тредголд18364 CFM на человека2 л / с на человекаОсновные метаболические потребности, частота дыхания и горение свечи
Биллингс189530 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаГигиена воздуха в помещении, предотвращающая распространение болезней
Flugge190530 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаПовышенная температура или неприятный запах
ASHVE191430 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаПо произведениям Биллингса, Флюгге и современников
Ранние коды США192530 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаТо же, что и выше
Яглоу193615 кубических футов в минуту на человека7,5 л / с на человекаКонтроль запаха, наружный воздух как доля от общего воздуха
КАК194615 кубических футов в минуту на человека7,5 л / с на человекаПо мотивам Яхлоу и современников
ASHRAE197515 кубических футов в минуту на человека7,5 л / с на человекаТо же, что и выше
ASHRAE198110 кубических футов в минуту на человека5 л / с на человекаДля мест для некурящих снижено.
ASHRAE198915 кубических футов в минуту на человека7,5 л / с на человекаНа основе произведений Фангера, У. Каина и Янссена.

ASHRAE продолжает публиковать рекомендации по скорости вентиляции для каждого помещения, которые принимаются консенсусным комитетом отраслевых экспертов. Современными потомками стандарта ASHRAE 62-1975 являются стандарт ASHRAE 62.1 для нежилых помещений и ASHRAE 62.2 для жилых помещений.

В 2004 году метод расчета был пересмотрен, чтобы включить как компонент загрязнения, связанный с жителями, так и компонент загрязнения по площади.[47] Эти два компонента являются дополнительными, чтобы получить общую скорость вентиляции. Изменение было внесено, чтобы признать, что густонаселенные районы иногда чрезмерно вентилировались (что приводило к увеличению энергии и затрат) с использованием индивидуальной методики.

Скорость вентиляции в зависимости от количества людей,[47] Стандарт ANSI / ASHRAE 62.1-2004

IP-блокиЕдиницы СИКатегорияПримеры
0 куб. Футов в минуту на человека0 л / с / чел.Помещения, где требования к вентиляции в первую очередь связаны с элементами здания, а не с людьми.Кладовые, Склады
5 кубических футов в минуту на человека2,5 л / с / человекаПространства, занятые взрослыми, занятыми низким уровнем активностиОфисное помещение
7,5 куб. Футов / мин на человека3,5 л / с / человекаПомещения, в которых обитатели заняты более высоким уровнем активности, но не напряжены, или в которых происходит больше загрязняющих веществ.Торговые помещения, вестибюли
10 куб. Футов в минуту на человека5 л / с / челПомещения, в которых обитатели заняты более напряженной деятельностью, но не занимаются физическими упражнениями, или в которых создается больше загрязняющих веществ.Классы, школьные настройки
20 куб. Футов в минуту на человека10 л / с / чел.Помещения, в которых люди занимаются физическими упражнениями или производят много загрязняющих веществ.танцполы, тренажерные залы

Интенсивность вентиляции по площади,[47] Стандарт ANSI / ASHRAE 62.1-2004

IP-блокиЕдиницы СИКатегорияПримеры
0,06 куб. Футов / мин / фут20,30 л / с / м2Помещения с нормальным загрязнением помещений или аналогичные офисным помещениям.Конференц-залы, холлы
0,12 куб. Футов / мин / фут20,60 л / с / м2Помещения, в которых загрязненность помещений значительно выше, чем в офисных помещениях.Учебные классы, музеи
0,18 куб. Футов / мин / фут20,90 л / с / м2Помещения, в которых загрязненность помещений даже выше, чем в предыдущей категорииЛаборатории, художественные классы
0,30 куб. Футов / мин / фут21,5 л / с / м2Особые места в спорте или развлечениях, где выделяются загрязнителиСпорт, развлечения
0,48 куб. Футов / мин / фут22,4 л / с / м2Зарезервировано для закрытых бассейнов с высокими концентрациями химических веществ.Крытые плавательные зоны

Добавление значений интенсивности вентиляции в зависимости от количества людей и площади, указанных в таблицах выше, часто приводит к значительному снижению скорости по сравнению с прежним стандартом. Это компенсируется другими разделами стандарта, которые требуют, чтобы это минимальное количество воздуха действительно доставлялось в зону дыхания отдельного пассажира в любое время. Таким образом, общий объем наружного воздуха, поступающего в систему вентиляции (в многозонных системах переменного объема воздуха (VAV)), может быть аналогичен расходу воздуха, требуемому стандартом 1989 года.
С 1999 по 2010 год протокол применения скорости вентиляции претерпел значительные изменения. Эти усовершенствования касаются интенсивности вентиляции, зависящей от людей и процесса, эффективности вентиляции помещения и эффективности вентиляции системы.[48]

Проблемы

  • В жарком и влажном климате безусловный вентиляционный воздух будет доставлять примерно один фунт воды каждый день на каждый кубический метр наружного воздуха в день, в среднем за год. Это очень много влаги, и это может вызвать серьезные проблемы с влажностью и плесенью в помещении.
  • Эффективность вентиляции определяется конструкцией и компоновкой и зависит от расположения и близости диффузоров и выходных отверстий для отработанного воздуха. Если они расположены близко друг к другу, приточный воздух может смешиваться с застоявшимся воздухом, снижая эффективность системы HVAC и создавая проблемы с качеством воздуха.
  • Дисбаланс системы возникает, когда компоненты системы HVAC неправильно отрегулированы или установлены, и могут создавать перепады давления (слишком много циркулирующего воздуха создает сквозняк или слишком мало циркулирующего воздуха создает застой).
  • Перекрестное загрязнение происходит, когда возникают перепады давления, вытесняя потенциально загрязненный воздух из одной зоны в незагрязненную зону. Это часто связано с нежелательными запахами или летучими органическими соединениями.
  • Повторное поступление отработанного воздуха происходит, когда выпускные отверстия и приточные патрубки для свежего воздуха расположены слишком близко, или когда преобладающие ветры меняют схему выпуска отработавших газов, или за счет проникновения между потоками приточного и отработанного воздуха.
  • Попадание загрязненного наружного воздуха через всасываемые потоки приведет к загрязнению воздуха в помещении. Существует множество источников загрязненного воздуха, от промышленных сточных вод до ЛОС, выделяемых близлежащими строительными работами.[49]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Мэлоун, Аланна. "Дом ловцов ветров". Архитектурный рекорд: здание для социальных изменений. Макгроу-Хилл. В архиве из оригинала от 22.04.2012.
  2. ^ Глава «Вентиляция и инфильтрация», том «Основные положения» Справочник ASHRAE, ASHRAE, Inc., Атланта, Джорджия, 2005 г.
  3. ^ де Гидс В.Ф., Джича М., 2010. "Информационный документ по вентиляции 32: Гибридная вентиляция В архиве 2015-11-17 на Wayback Machine ", Центр инфильтрации и вентиляции воздуха (AIVC), 2010 г.
  4. ^ Скьявон, Стефано (2014). «Дополнительная вентиляция: новое определение старого режима?». Внутренний воздух. 24 (6): 557–558. Дои:10.1111 / ina.12155. ISSN  1600-0668. PMID  25376521.
  5. ^ Стандарт ANSI / ASHRAE 62.1, Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении, ASHRAE, Inc., Атланта, Джорджия, США
  6. ^ Кавано, Стив. Инфильтрация и вентиляция в жилых постройках. Февраль 2004 г.
  7. ^ M.H. Шерман. «Первый стандарт вентиляции жилых помещений ASHRAE» (PDF). Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинал (PDF) 29 февраля 2012 г.
  8. ^ а б Стандарт ASHRAE 62
  9. ^ Как работает естественная вентиляция, Стивен Дж. Хофф и Джей Д. Хармон. Эймс, штат Айова: Департамент сельскохозяйственной и биосистемной инженерии, Университет штата Айова, ноябрь 1994 г.
  10. ^ «Естественная вентиляция - Руководство по проектированию всего здания». В архиве из оригинала от 21.07.2012.
  11. ^ Шаке, Эрлет. Устойчивый архитектурный дизайн.
  12. ^ Раачен В. (ред.), 1990: "Системы вентиляции с регулируемым спросом: обзор современного состояния В архиве 2014-05-08 в Wayback Machine ", Шведский совет строительных исследований, 1990 г.
  13. ^ Манссон Л.Г., Свеннберг С.А., Лиддамент М.В., 1997: "Технический сводный отчет. Краткое изложение Приложения 18 МЭА. Системы вентиляции с регулируемым спросом В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine ", Великобритания, Центр инфильтрации и вентиляции воздуха (AIVC), 1997 г.
  14. ^ ASHRAE (2006). «Интерпретация IC 62.1-2004-06 стандарта ANSI / ASHRAE 62.1-2004 по вентиляции для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении» (PDF). Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха. п. 2. Архивировано из оригинал (PDF) 12 августа 2013 г.. Получено 10 апреля 2013.
  15. ^ Фален П., Андерссон Х., Рууд С., 1992: "Системы вентиляции с регулируемой потребностью: тесты датчиков В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine ", Шведский национальный исследовательский и испытательный институт, Борас, 1992 г.
  16. ^ Раачен В., 1992: "Системы вентиляции с контролируемым спросом: обзор рынка датчиков В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine ", Шведский совет строительных исследований, 1992 г.
  17. ^ Манссон Л.Г., Свеннберг С.А., 1993: "Системы вентиляции с контролируемым потреблением энергии: Справочник по источникам В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine ", Шведский совет строительных исследований, 1993 г.
  18. ^ Лин X, Лау Дж и Гренвилл KY. (2012). «Оценка обоснованности предположений, лежащих в основе вентиляции с контролируемым спросом на основе CO2, путем обзора литературы» (PDF). Транзакции ASHRAE NY-14-007 (RP-1547). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-07-14. Получено 2014-07-10.
  19. ^ ASHRAE (2010). «Стандарт ANSI / ASHRAE 90.1-2010: Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых домов». Американское общество инженеров по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха, Атланта, Джорджия.
  20. ^ а б «Вентиляция. - 1926.57». Osha.gov. В архиве из оригинала от 2012-12-02. Получено 2012-11-10.
  21. ^ Центр инфильтрации и вентиляции воздуха (AIVC). "Что такое умная вентиляция? ", AIVC, 2018
  22. ^ "Дома". Wapa.gov. В архиве из оригинала 2011-07-26. Получено 2012-11-10.
  23. ^ ASHRAE, Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc, Атланта, 2002 г.
  24. ^ "Stone Pages Archaeo News: Неолит барвинок был металлургической культурой". www.stonepages.com. В архиве из оригинала на 30.12.2016. Получено 2016-08-11.
  25. ^ а б Портер, Дейл Х. (1998). Жизнь и времена сэра Голдсуорси Герни: джентльмен-ученый и изобретатель, 1793–1875 гг.. Associated University Press, Inc., стр. 177–79. ISBN  0-934223-50-5.
  26. ^ «Башни Парламента». www.par Parliament.uk. В архиве из оригинала от 17.01.2012.
  27. ^ Альфред Барри. «Жизнь и творчество сэра Чарльза Барри, R.A., F.R.S., & c. & C». Получено 2011-12-29.
  28. ^ а б Роберт Брейгманн. «Центральное отопление и вентиляция: истоки и влияние на архитектурный дизайн» (PDF).
  29. ^ Рассел, Колин А; Хадсон, Джон (2011). Ранняя железнодорожная химия и ее наследие. Королевское химическое общество. п. 67. ISBN  978-1-84973-326-7. Получено 2011-12-29.
  30. ^ Милн, Линн. «Маквильям, Джеймс Ормистон». Оксфордский национальный биографический словарь (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета. Дои:10.1093 / ссылка: odnb / 17747. (Подписка или Членство в публичной библиотеке Великобритании требуется.)
  31. ^ Филип Д. Кертин (1973). Образ Африки: британские идеи и действия, 1780–1850 гг.. 2. Университет Висконсин Press. п. 350. ISBN  978-0-299-83026-7. Получено 2011-12-29.
  32. ^ "Уильям Лони Р.Н. - Предыстория". Питер Дэвис. Архивировано из оригинал 6 января 2012 г.. Получено 7 января 2012.
  33. ^ Старрок, Нил; Лоусдон-Смит, Питер (10 июня 2009 г.). «Вентиляция Дэвида Босуэлла Рида в Георгиевском зале, Ливерпуль». Викторианская сеть. В архиве из оригинала от 3 декабря 2011 г.. Получено 7 января 2012.
  34. ^ Ли, Сидни, изд. (1896 г.). «Рид, Дэвид Босуэлл». Словарь национальной биографии. 47. Лондон: Smith, Elder & Co.
  35. ^ Великобритания: Парламент: Палата лордов: Комитет по науке и технологиям (2005-07-15). Энергоэффективность: 2-й отчет сессии 2005–06 гг.. Канцелярия. п. 224. ISBN  978-0-10-400724-2. Получено 2011-12-29.
  36. ^ а б c Янссен, Джон (сентябрь 1999 г.). «История вентиляции и контроля температуры» (PDF). Журнал ASHRAE. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Атланта, Джорджия. В архиве (PDF) из оригинала 14 июля 2014 г.. Получено 11 июня, 2014.
  37. ^ Тредголд, Т. 1836. «Принципы обогрева и вентиляции - общественные здания». Лондон: М. Тейлор
  38. ^ Биллингс, Дж. 1886. «Принципы вентиляции и отопления и их практическое применение 2-е изд., С поправками» Архивная копия. ПР  22096429M.
  39. ^ «CDC - Концентрации, непосредственно опасные для жизни или здоровья (IDLH): двуокись углерода - Публикации и продукты NIOSH». www.cdc.gov. 1 ноября 2017 г. В архиве из оригинала 20 апреля 2018 г.. Получено 30 апреля 2018.
  40. ^ Лемберг WH, Брандт А.Д. и Морс К. 1935. «Лабораторное исследование минимальных требований к вентиляции: эксперименты с вентиляционными коробками». Транзакции ASHVE, т. 41
  41. ^ Yaglou CPE, Riley C и Coggins DI. 1936. «Требования к вентиляции» ASHVE Transactions, v.32
  42. ^ Тиллер, Т. 1973. ASHRAE Transactions, v. 79
  43. ^ Берг-Мунк Б., Клаузен П., Фангер П.О. 1984. «Требования к вентиляции для контроля запаха тела в помещениях, занимаемых женщинами». Материалы 3-й Междунар. Конференция по качеству воздуха в помещениях, Стокгольм, Швеция, V5
  44. ^ Джоши, С.М. (2008). «Синдром больного дома». Индийский J Occup Environ Med. 12 (2): 61–64. Дои:10.4103/0019-5278.43262. ЧВК  2796751. PMID  20040980. в разделе 3 «Недостаточная вентиляция»
  45. ^ «Стандарт 62.1-2004: строже или нет?» Приложения ASHRAE IAQ, весна 2006 г. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-07-14. Получено 2014-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) по состоянию на 11 июня 2014 г.
  46. ^ Апте, Майкл Г. Связи между внутренними CO2 концентрации и симптомы синдрома больного здания в офисных зданиях США: анализ данных исследования BASE за 1994–1996 гг. "Indoor Air, Dec 2000: 246–58.
  47. ^ а б c Станке Д. 2006. «Объяснение науки за стандартом 62.1-2004». Приложения ASHRAE IAQ, версия 7, лето 2006 г. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-07-14. Получено 2014-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) по состоянию на 11 июня 2014 г.
  48. ^ Станке Д.А. 2007. «Стандарт 62.1-2004: строже или нет?» Приложения ASHRAE IAQ, весна 2006 г. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-07-14. Получено 2014-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) по состоянию на 11 июня 2014 г.
  49. ^ Агентство по охране окружающей среды США. Раздел 2: Факторы, влияющие на качество воздуха в помещении. «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала от 24.10.2008. Получено 2009-04-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)

внешняя ссылка

Центр инфильтрации и вентиляции воздуха (AIVC)

Программа «Энергия в зданиях и сообществах» Международного энергетического агентства (МЭА) (EBC)

Международное общество качества воздуха и климата в помещениях

Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE)