Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сардоба (резервуар для воды) с двойными куполами и бадгиром (отверстия вблизи верхней части башни) в центре пустыни города Naeen , Иран. Ветроголовки - это форма естественной вентиляции . [1]

Вентиляция - это намеренное введение наружного воздуха в помещение. Вентиляция в основном используется для контроля качества воздуха в помещениях путем разбавления и вытеснения загрязнителей внутри помещений; его также можно использовать для управления температурой, влажностью и движением воздуха в помещении для повышения теплового комфорта , удовлетворения других аспектов внутренней среды или других целей.

Намеренное введение наружного воздуха, как правило , классифицируются как либо механическая вентиляция, естественная вентиляция , [2] или вентиляции смешанного режима (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 - это 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 эффект суммирования . Отверстия для естественной вентиляции могут быть фиксированными или регулируемыми. Регулируемые проемы могут управляться автоматически (автоматически), управляться людьми (работоспособными) или сочетанием того и другого.
  • В смешанных системах вентиляции используются 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 достаточную вентиляцию. В этом случае можно использовать механические системы для дополнения или регулирования естественного потока.

Вентиляция обычно описывается отдельно от инфильтрации.

  • Инфильтрация - это случайный поток воздуха из помещения в помещение через утечки (незапланированные отверстия) в оболочке здания . 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, могут также потребоваться другие устройства для очистки, такие как фильтрация. В кухонных системах вентиляции или в лабораторных вытяжных шкафах., 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 внутри помещений включают: ASHRAE стандарты 62.1 и 62,2, Международный жилой кодекс, Международный механический код, и Соединенное Королевство строительных норм и правил 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 охлаждение экономайзером на стороне воздуха и предварительное вентиляционное 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» бытовых приборов и оборудования для сжигания, такого как водонагреватели , 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 приборах для сжигания используется «прямая вентиляция», при которой воздух для горения забирается непосредственно снаружи, а не из помещения.

Скорость вентиляции для качества воздуха в помещении [ править ]

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 кубических футов в минуту / p или CFM / фут², или как воздухообмен в час (ACH).

Нормы для жилых домов [ править ]

Для жилых зданий, которые в основном полагаются на инфильтрацию для удовлетворения своих потребностей в вентиляции, обычным показателем интенсивности вентиляции является скорость воздухообмена (или воздухообмен в час ): почасовая скорость вентиляции, деленная на объем помещения ( I или ACH ; единицы от 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 [ править ]

Процедура скорости вентиляции [ править ]

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 (посредством измерения CO 2 ), а скорость вентиляции вычисляется математически с использованием констант. Процедура контроля качества воздуха в помещении использует одно или несколько руководящих принципов для определения допустимых концентраций определенных загрязняющих веществ в воздухе помещений, но не предписывает скорость 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 [ править ]

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] Давления, создаваемые « эффектом суммирования », зависят от плавучести нагретого или поднимающегося воздуха. Вентиляция с приводом от ветра основана на силе преобладающего ветра, которая втягивает и проталкивает воздух через замкнутое пространство, а также через отверстия в оболочке здания.

Практически все исторические здания вентилировались естественным путем. [10] В более крупных зданиях США в конце 20-го века от этой техники обычно отказывались, поскольку использование кондиционирования воздуха стало более распространенным. Однако с появлением передового программного обеспечения для моделирования характеристик здания (BPS), улучшенных систем автоматизации зданий (BAS), требований к проектированию Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) и улучшенных технологий производства окон; Естественная вентиляция возродилась в коммерческих зданиях как во всем мире, так и по всей территории США. [11]

К преимуществам естественной вентиляции можно отнести:

  • Улучшение качества воздуха в помещении (IAQ)
  • Экономия энергии
  • Снижение выбросов парниковых газов
  • Жилой контроль
  • Снижение заболеваемости жильцов, связанных с синдромом больного здания
  • Повышенная производительность труда

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 [ править ]

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, управляемая по потребности (DCV) [ править ]

Вентиляция с управлением по потребности ( DCV , также известная как вентиляция с контролем по запросу) позволяет поддерживать качество воздуха при сохранении энергии. [12] [13] ASHRAE определила, что: «В соответствии с процедурой скорости вентиляции разрешается использовать регулирование по потребности для уменьшения общей подачи наружного воздуха в периоды меньшей посещаемости». [14] В системе DCV датчики CO 2 контролируют объем вентиляции. [15] [16] Во время максимальной занятости уровни CO 2 повышаются, и система регулируется для подачи того же количества наружного воздуха, которое использовалось бы в процедуре регулирования скорости вентиляции. [17]Однако, когда помещения менее заняты, уровни CO 2 снижаются, и система сокращает вентиляцию для экономии энергии. DCV - это устоявшаяся практика [18], которая требуется в помещениях с высокой загруженностью в соответствии со стандартами энергопотребления зданий, такими как ASHRAE 90.1 . [19]

Индивидуальная вентиляция [ править ]

Персонализированная 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 [ править ]

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 выхлопная 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. Выхлопная труба, через которую удаляется загрязненный воздух [20]

В Великобритании использование систем LEV регулируется правилами, установленными Управлением по охране здоровья и безопасности (HSE), которые называются «Контроль за веществами, опасными для здоровья» ( CoSHH ). Согласно CoSHH, законодательство установлено для защиты пользователей систем LEV, гарантируя, что все оборудование проверяется не реже одного раза в четырнадцать месяцев, чтобы гарантировать адекватную работу систем LEV. Все части системы должны быть подвергнуты визуальному осмотру и тщательному тестированию, и при обнаружении дефектов каких-либо частей инспектор должен выпустить красную этикетку для идентификации дефектной части и проблемы.

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

Умная вентиляция [ править ]

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 вентилируемого охлаждения, или приемлемо. Быть отзывчивым к потребностям электросетей означает обеспечивать гибкость спроса на электроэнергию (включая прямые сигналы от коммунальных служб) и интеграцию со стратегиями управления электросетью. Интеллектуальные системы вентиляции могут иметь датчики для определения расхода воздуха, давления в системе или использования энергии вентилятора таким образом, чтобы сбои системы могли быть обнаружены и устранены.а также когда компоненты системы нуждаются в обслуживании, например, замене фильтра.[21]

Вентиляция и горение [ править ]

При сгорании (например, в камине , газовом обогревателе , свече , масляной лампе и т. Д.) Потребляется кислород, при этом выделяется углекислый газ и другие вредные для здоровья газы и дым , требующий вентиляции. Открытый дымоход способствует инфильтрации (то есть естественной вентиляции) из-за отрицательного изменения давления, вызванного плавучим более теплым воздухом, выходящим через дымоход. Теплый воздух обычно заменяется более тяжелым холодным воздухом.

Вентиляция в конструкции также необходима для удаления водяного пара, образующегося при дыхании , горении и приготовлении пищи , а также для удаления запахов. Скопление водяного пара может привести к повреждению конструкции, изоляции или отделки. [ необходима цитата ] Во время работы кондиционер обычно удаляет из воздуха лишнюю влагу. Осушитель воздуха может также быть целесообразным для удаления влаги по воздуху.

Расчет приемлемой скорости вентиляции [ править ]

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 / (C i - C a )

  • Q = скорость вентиляции (л / с)
  • G = скорость образования CO 2
  • C i = допустимая концентрация CO 2 в помещении
  • C a = концентрация CO 2 в окружающей среде [22]

Курение и вентиляция [ править ]

Стандарт 62 ASHRAE гласит, что воздух, удаляемый из зоны, содержащей табачный дым в окружающей среде , не должен рециркулироваться в воздух, свободный от ETS. Помещению с ETS требуется больше вентиляции, чтобы добиться воспринимаемого качества воздуха, аналогичного таковому в помещении 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 вентилируемого воздуха на сигарету для проектируемого помещения (фут 3 / сигарета)
  • E = эффективность удаления загрязняющих веществ [23]

История [ править ]

В этом древнеримском доме используются различные методы пассивного охлаждения и пассивной вентиляции . Тяжелые каменные стены, маленькие внешние окна и узкий огороженный сад, ориентированный на северную сторону, затеняют дом, предотвращая попадание тепла. Дом выходит в центральный атриум с имплювиумом (открытый в небо); испарительное охлаждение воды вызывает перекрестный проект из предсердия в сад .

Примитивные системы вентиляции были обнаружены на археологическом участке Плочник (принадлежащем к культуре Винча ) 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]

О пассивной вентиляции и пассивных системах охлаждения много писали 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. Ледяным домам несколько тысячелетий, и в классические времена они были частью хорошо развитой ледовой индустрии.

Развитие принудительной вентиляции было стимулировано распространенным в конце 18 - начале 19 века верованием в миазматическую теорию болезней , в соответствии с которой 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 Джон Теофил Дезагулье дал ранний пример этого, когда установил вентиляционные отверстия в воздушных трубах на крыше Палаты общин . Начиная с театра Ковент-Гарден , газовые люстры на потолке часто создавались специально для вентиляции.

Механические системы [ править ]

Дополнительная информация: Отопление, вентиляция и кондиционирование § Механическая или принудительная вентиляция
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 сильфонов была установлена ​​для вентиляции тюрьмы Ньюгейт и прилегающих зданий инженером Стивеном Хейлсом в середине 1700-х годов. Проблема с этими ранними устройствами заключалась в том, что для работы они требовали постоянного человеческого труда. Дэвид Босвелл Рид был вызван для дачи показаний перед парламентской комиссией по предложенным архитектурным конструкциям для нового Палаты общин , после того , как старый один сгорел во время пожара в 1834 году [25] В январе 1840 Рейд был назначен комитетом для Дома Лордызанимается строительством замены для палат парламента. Фактически эта должность была инженером по вентиляции; и с его созданием началась долгая череда ссор между Рейдом и Чарльзом Барри , архитектором. [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 Рида была сделана его работой в Вестминстере. Он был заказан для исследования качества воздуха в 1837 году железной дорогой Лидса и Селби в их туннеле. [29] Паровые суда, построенные для Нигерской экспедиции 1841 года, были оснащены системами вентиляции, основанными на Вестминстерской модели Рида. [30] Воздух сушили, фильтровали и пропускали через уголь. [31] [32] Метод вентиляции Рида был также более полно применен в Сент-Джордж-холле в Ливерпуле , где архитектор Харви Лонсдейл Элмс попросил, чтобы Рид участвовал в проектировании вентиляции. [33]Рид считал это единственным зданием, в котором его система полностью работала. [34]

Поклонники [ править ]

С появлением практической энергии пара , наконец, можно было использовать вентиляторы для вентиляции. Рид установил четыре паровых вентилятора в потолке больницы Святого Георгия в Ливерпуле , 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] Он вспомнил , как «Доктор Рид форточку» в двадцать первом веке в обсуждении энергетической эффективности , с помощью Господа Ваде Chorlton . [35]

История и развитие стандартов скорости вентиляции [ править ]

Проветривание помещения свежим воздухом позволяет избежать «плохого воздуха». Изучение того, что представляет собой плохой воздух, восходит к 1600-м годам, когда ученый Мэйоу изучал асфиксию 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 истощение запасов кислорода . 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 году и Флюгге в 1905 году. Рекомендации Биллингса и Флюгге были включены в многочисленные строительные нормы и правила. с 1900–1920-х годов и опубликован в качестве отраслевого стандарта ASHVE (предшественник ASHRAE ) в 1914 г. [36]

Продолжались исследования различных эффектов теплового комфорта , кислорода, углекислого газа и биологических загрязнителей. 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 определено, что CO2 действительно вреден при концентрациях более 50 000 ppm [39] )

ASHVE начал активную исследовательскую работу в 1919 году. К 1935 году ASHVE финансировал исследование, проведенное Лембергом, Брандтом и Морсом - снова с использованием людей в испытательных камерах - показало, что основным компонентом «плохого воздуха» был запах, воспринимаемый обонятельными нервами человека . [40] Реакция человека на запах оказалась логарифмической относительно концентрации загрязняющих веществ и зависела от температуры. При более низких, более комфортных температурах более низкая интенсивность вентиляции была удовлетворительной. Яглоу, Райли и Коггинс провели исследование в испытательной камере на людях, 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 одобрено и принято в отраслевые стандарты, начиная с кода ASA в 1946 году. На основе этой исследовательской базы ASHRAE (заменив ASHVE) разработала рекомендации по пространству и опубликовала их как Стандарт ASHRAE 62-1975: Вентиляция для приемлемое качество 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 проблемы сохранения, стандарты ASHRAE 62-73 и 62-81) снизили 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] ) привела к тому, что ASHRAE снизила интенсивность вентиляции вне помещений в 1981 году, особенно в зонах для некурящих. Однако последующие исследования Фангера [43] В. Каина и Янссена подтвердили модель Яглоу. Было обнаружено, что пониженная интенсивность вентиляции является фактором, способствующимсиндром 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 будет установлена ​​так, чтобы не превышалась 1000 ppm CO 2 » [45], в то время как OSHA установила предел 5000 ppm. более 8 часов. [46]

Исторические показатели вентиляции
Автор или ИсточникГодСкорость вентиляции (IP)Скорость вентиляции (SI)Основание или обоснование
Тредголд1836 г.4 CFM на человека2 л / с на человекаОсновные метаболические потребности, частота дыхания и горение свечи
Биллингс1895 г.30 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаГигиена воздуха в помещении, предотвращающая распространение болезней
Flugge1905 г.30 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаПовышенная температура или неприятный запах
ASHVE1914 г.30 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаПо произведениям Биллингса, Флюгге и современников
Ранние коды США1925 г.30 кубических футов в минуту на человека15 л / с на человекаТо же, что и выше
Яглоу1936 г.15 кубических футов в минуту на человека7,5 л / с на человекаКонтроль запаха, наружный воздух как доля от общего воздуха
КАК1946 г.15 кубических футов в минуту на человека7,5 л / с на человекаПо мотивам Яхлоу и современников
ASHRAE1975 г.15 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.
ASHRAE1989 г.15 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 62-1975 ASHRAE являются стандарт 62.1 ASHRAE 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 кубических футов / мин 20,30 л / с / м 2Помещения с нормальным загрязнением помещений или аналогичные офисным помещениям.Конференц-залы, холлы
0,12 куб. Фут / фут 20,60 л / с / м 2Помещения, в которых загрязненность помещений значительно выше, чем в офисных помещениях.Учебные классы, музеи
0,18 кубических футов в минуту / фут 20,90 л / с / м 2Помещения, в которых загрязненность помещений даже выше, чем в предыдущей категорииЛаборатории, художественные классы
0,30 кубических футов / мин 21,5 л / с / м 2Особые места в спорте или развлечениях, где выделяются загрязняющие веществаСпорт, развлечения
0,48 куб. Футов / мин 22,4 л / с / м 2Зарезервировано 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 достижения касаются интенсивности вентиляции, зависящей от людей и процесса, эффективности вентиляции помещения и эффективности вентиляции системы [48]

Проблемы [ править ]

  • 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 создать 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 отверстия для забора свежего воздуха расположены слишком близко, или когда преобладающие ветры меняют характер выхлопа, или за счет проникновения между потоками всасываемого и вытяжного 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]

См. Также [ править ]

  • Архитектурное Проектирование
  • Биологическая безопасность
  • Экологический табачный дым
  • Вытяжной шкаф
  • Мощность головного узла
  • Отопление, вентиляция, кондиционирование
  • Вентиляция с рекуперацией тепла
  • Машиностроение
  • Распределение воздуха в помещении
  • Синдром больного здания
  • Солнечный дымоход
  • Windcatcher

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Мэлоун, Аланна. «Дом ветроуловителей» . Архитектурный рекорд: здание для социальных изменений . Макгроу-Хилл. Архивировано 22 апреля 2012 года.
  2. ^ Вентиляции и инфильтрации глава, объем Основы ASHRAE Handbook , ASHRAE, Inc., Атланта,Джорджия, 2005
  3. ^ Де ГИД ВФ, Jicha М., 2010. « Вентиляционный Информационный документ 32: Гибридные Вентиляционная архивация 2015-11-17 в Wayback Machine », инфильтрация воздуха и вентиляция Центр (AIVC), 2010
  4. ^ Скьявон, Стефано (2014). «Дополнительная вентиляция: новое определение старого режима?» . Внутренний воздух . 24 (6): 557–558. DOI : 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. ^ MH Шерман. «Первый стандарт вентиляции жилых помещений ASHRAE» (PDF) . Национальная лаборатория Лоуренса Беркли . Архивировано из оригинального (PDF) 29 февраля 2012 года.
  8. ^ a b 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» . Архивировано 21 июля 2012 года.
  11. ^ Shaqe, Erlet. Устойчивое архитектурное проектирование .
  12. ^ Raatschen В. (ред.), 1990: « Спрос Контролируемый вентиляционных систем: состояние Art Review архивной 2014-05-08 в Wayback Machine », шведский совет по организации научных исследований, 1990
  13. ^ Månsson LG, Svennberg SA, Liddament МВт, 1997: "Техническая Обобщенный доклад Резюме МЭО Приложение 18. Demand Controlled вентсистемы архивация 2016-03-04 в Wayback Machine ", Великобритания, инфильтрация воздуха и вентиляция Центр (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 оригинального (PDF) 12 августа 2013 года . Проверено 10 апреля 2013 года .
  15. ^ Фален П. Андерссон Х., Рууд С., 1992: « Спрос Controlled вентиляции: Датчик ИСПЫТАНИЯ В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine », национальное тестирование шведского и научноисследовательский институт, BORAS, 1992
  16. ^ Raatschen W., 1992: « Спрос Controlled вентиляции: Датчик Обзор рынка В архиве 2016-03-04 на Wayback Machine », Шведский совет для организации научных исследований, 1992
  17. ^ Månsson LG, Svennberg SA, 1993: " Спрос Controlled вентиляции: Source Book в архив 2016-03-04 на Wayback Machine ", Шведский совет для организации научных исследований, 1993
  18. ^ Lin X, Lau J & Grenville 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 оригинального (PDF) 14 июля 2014 года . Проверено 10 июля 2014 .
  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. Архивировано 02 декабря 2012 года . Проверено 10 ноября 2012 .
  21. ^ Центр инфильтрации и вентиляции воздуха (AIVC). « Что такое умная вентиляция? », AIVC, 2018
  22. ^ "Дом" . Wapa.gov. Архивировано 26 июля 2011 года . Проверено 10 ноября 2012 .
  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 Винка был металлургической культурой" . www.stonepages.com . Архивировано 30 декабря 2016 года . Проверено 11 августа 2016 .
  25. ^ a b 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. Архивировано 17 января 2012 года.
  27. ^ Альфред Барри . «Жизнь и творчество сэра Чарльза Барри, РА, ФРС и т. Д. И т. Д.» . Проверено 29 декабря 2011 .
  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. Проверено 29 декабря 2011 .
  30. ^ Милн, Линн. «Маквильям, Джеймс Ормистон». Оксфордский национальный биографический словарь (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета. DOI : 10.1093 / исх: odnb / 17747 . (Требуется подписка или членство в публичной библиотеке Великобритании .)
  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. Проверено 29 декабря 2011 .
  32. ^ «Уильям Лони RN - Фон» . Питер Дэвис. Архивировано из оригинального 6 -го января 2012 года . Проверено 7 января 2012 года .
  33. ^ Старрок, Нил; Лоусдон-Смит, Питер (10 июня 2009 г.). «Вентиляция Дэвида Босуэлла Рида в Сент-Джордж-холле, Ливерпуль» . Викторианская сеть. Архивировано 3 декабря 2011 года . Проверено 7 января 2012 года .
  34. ^ Ли, Сидней , 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 . Канцелярия. п. 224. ISBN 978-0-10-400724-2. Проверено 29 декабря 2011 .
  36. ^ a b 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. Архивировано 14 июля 2014 года (PDF) . Проверено 11 июня 2014 года .
  37. ^ Тредголд, Т. 1836. «Принципы обогрева и вентиляции - общественные здания». Лондон: М. Тейлор
  38. ^ Billings, JS 1886. «Принципы вентиляции и отопления и их практическое применение 2-е изд., С исправлениями». Архивная копия . ПР 22096429М . 
  39. ^ «CDC - Концентрации, непосредственно опасные для жизни или здоровья (IDLH): двуокись углерода - Публикации и продукты NIOSH» . www.cdc.gov . 1 ноября 2017. Архивировано 20 апреля 2018 года . Проверено 30 апреля 2018 года .
  40. ^ Лемберг WH, Брандт А.Д. и Морс, К. 1935. «Лабораторное исследование минимальных требований к вентиляции: эксперименты с вентиляционной коробкой». Транзакции ASHVE, т. 41
  41. ^ Yaglou CPE, Райли C и Коггинс DI. 1936. «Требования к вентиляции» ASHVE Transactions, v.32
  42. Перейти ↑ Tiller, TR 1973. ASHRAE Transactions, v. 79
  43. ^ Берг-Мунк B, Clausen P, Fanger PO. 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. Перейти ↑ Joshi, SM (2008). «Синдром больного дома» . Индийский J Occup Environ Med . 12 (2): 61–64. DOI : 10.4103 / 0019-5278.43262 . PMC 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 оригинального (PDF) 14 июля 2014 года . Проверено 12 июня 2014 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) по состоянию на 11 июня 2014 г.
  46. ^ Апте, Майкл Г. Связь междуконцентрациямиCO 2 в помещениии симптомами синдрома больного здания в офисных зданиях США: анализ данных исследования BASE 1994–1996 гг. "Indoor Air, Dec 2000: 246–58.
  47. ^ a b c Станке Д. 2006. «Объяснение науки за стандартом 62.1-2004». Приложения ASHRAE IAQ, версия 7, лето 2006 г. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 14 июля 2014 года . Проверено 12 июня 2014 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) 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 оригинального (PDF) 14 июля 2014 года . Проверено 12 июня 2014 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) 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) . Архивировано (PDF) из оригинала 24.10.2008 . Проверено 30 апреля 2009 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

Центр инфильтрации и вентиляции воздуха (AIVC) [ править ]

  • Публикации от инфильтрации и вентиляции воздуха Центра (AIVC)

Программа Международного энергетического агентства (IEA) «Энергия в зданиях и сообществах» (EBC) [ править ]

  • Публикации исследовательских проектов Международного энергетического агентства (МЭА) по программе «Энергия в зданиях и сообществах» (EBC), связанных с вентиляцией - приложения:
    • Приложение 9 EBC: Минимальные нормы вентиляции
    • EBC Приложение 18 Системы вентиляции с контролируемым потреблением
    • Приложение 26 EBC к энергоэффективной вентиляции больших помещений
    • Приложение 27 EBC Оценка и демонстрация бытовых систем вентиляции
    • Приложение 35 EBC «Стратегии управления гибридной вентиляцией в новых и модернизированных офисных зданиях» (HYBVENT)
    • EBC Приложение 62 Вентиляционное охлаждение

Международное общество качества воздуха и климата в помещениях [ править ]

  • Внутренний воздушный журнал
  • Материалы конференции в помещении

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

  • Стандарт ASHRAE 62.1 - Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении
  • Стандарт ASHRAE 62.2 - Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха внутри жилых домов