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对抗疫情与气候变化,暖通空调(HVAC)为何如此重要?

对抗疫情与气候变化,暖通空调(HVAC)为何如此重要?

作者:
Meg Massey
来源:
发布时间:
2020/12/07
浏览量
【摘要】:
疫情期间,很多人或许第一次意识到,空调系统的安全性与我们的健康如此息息相关。而事实上,空调与气候变化也有着千丝万缕的联系。

       疫情期间,很多人或许第一次意识到,空调系统的安全性与我们的健康如此息息相关。而事实上,空调与气候变化也有着千丝万缕的联系。

       任何病毒的传播都需要警惕 “气溶胶效应” 所带来的风险 —— 被感染的人讲话、打喷嚏及咳嗽后,他们所携带的传染性颗粒会在空气和物体表面停留。在新冠病毒爆发之后,科学家们也一直在研究气溶胶的影响,尽管还没有十分明确的定论,但迄今为止的研究也表明:冠状病毒更可能在通风不良的空间中生存和传播。在美国,有大约 41% 的公立学校是通风不良的。

       这也是空调系统与气候变化最出人意料但是也最紧密相关的地方 —— 随着极端气候越来越频繁,受气候变化影响的疾病也越来越多。

       USGBC 高级政策顾问 Liz Beardsley 表示:“谈到暖通空调 HVAC(heating, ventilation, and air conditioning),我们通常专注于它的能源效率。暖通空调通常是建筑中能源消耗大户,也是具有节能潜力的领域。但我们通常会忽视,暖通空调系统还控制着通风。尤其是当前,新冠疫情影响了世界运转的方式,人们对室内空气质量越发重视了。”

       暖通空调的节能潜力 —— LEED 是如何规定的?

       确实,对于一个建筑物来说,暖通空调系统的效率在 LEED 认证中对于建筑整体的能源效率有非常大的贡献。然而,空调系统更重要的功能,实际上是为建筑使用者提供安全、健康的室内空气,以及舒适的室内环境。LEED 认证体系从 1.0 版本开始就在室内环境质量(IEQ)板块,对暖通空调系统针对室内空气质量和热舒适的设计上提出指导和要求,以 BD+C 体系为例:

      1 LEED 要求所有机械通风的建筑空间,都必须满足 ASHRAE 62.1 对机械通风系统的最小新风量要求,并对新风量进行监控,当实际风量相比设定值变化 15% 以上,就需发出警报。

      2 LEED 还要求所有的提供新风的通风系统都必须使用 MERV13 或以上(F7 或更高类别)的空气过滤介质。并在施工完成和使用之前更换所有空气过滤介质。

      3 对于文中提到的 “气溶胶效应”,LEED 对于建筑中所有可能产生有害物质的空间,例如打印间、清洁间都要求安装自闭门,常年保持负压,保障有害气体不会在建筑空间中流窜,避免室内交叉污染。甚至是卫生间、楼梯间,LEED 也要求需要达到 ASHRAE 62.1 对于排风的最低要求。  

     4 针对人员密集的建筑使用空间,LEED 要求对二氧化碳进行监测,当二氧化碳浓度超过设定值 10% 以上时向建筑自动化系统发出警报。LEED 也建议项目对除二氧化碳以外,其他潜在空气污染物,例如 PM2.5、PM10、TVOC、O等进行监测。  

     5 针对住宅类型的建筑,除了满足新风的要求,LEED 要求对每个住宅单元的的每一层都安装一氧化碳监测器,当燃烧装置发生意外泄露时进行报警,保障住户的人身安全。  

       LEED v4 BD+C: IEQ 板块先决条件 —— 最小室内空气质量表现, IEQ 板块得分点 —— 增强室内空气质量策略,住宅体系中,也对 HVAC 系统的设计和运行维护都有相关要求。

       多年以来,USGBC 通过 LEED 认证为新建及既有建筑提供绿色标准。同时,USGBC 还倡导联邦政府为更绿色、更清洁的建筑系统升级(包括暖通空调)提供资金支持,这项举措不仅可持续,并且在经济上可行性更高。根据 Reports and Data 提供的数据:当前全球绿色建筑材料市场价值已达 2,480 亿美元,尽管受疫情影响,诸多建设项目停滞或推迟,但这一市场规模仍有望在 2027 年实现翻倍甚至更多。

       现在,USGBC 以及其全球其他绿色建筑委员会已经针对新冠疫情增加了新的 LEED 得分点,并鼓励利用经济复苏资金推动建筑的绿色改造,以控制病毒在室内传播。今年 7 月,美国众议院通过了促进经济复苏的一揽子计划,其中包括用于学校建筑翻新(包括暖通空调系统及洗手槽升级)的 1,000 亿美元,以及为住宅用户提供的 60 亿美元升级暖通空调系统的补贴。

      LEED 全新试行得分点中对暖通空调的要求

      在疫情发生后,USGBC 为应对新冠疫情对 LEED 体系进行了特定升级,增加了 “安全至上” 试行得分点(Pilot Credits), 包括 COVID-19 期间的室内空气质量控制(Safety First: Managing Indoor Air Quality during COVID-19 (1 分)),旨在通过对 HVAC 系统的临时调整,以最小化新冠病毒通过空气传播的可能性。

     其中可以考虑采取的策略有:

    1 将空调系统提供新风的比例提高到 100%(首先验证与暖通空调系统在温度和湿度控制方面的兼容性,以及与室外 / 室内空气质量考虑因素的兼容性)。

    2 如果可能,为常驻空间提高新风量。

    3 在环境条件和建筑要求允许的情况下,可以考虑使用自然通风 (即在可能和安全的情况下打开窗户) 来提供更多的新鲜空气。

    4 提高中央空调系统的滤网的过滤等级,并确保正确安装。

    5 考虑使用便携式高效微粒空气(HEPA)风扇 / 过滤系统,以协助紫外线杀菌照射(UVGI)作为补充,帮助灭活病毒。

       Liz Beardsley 认为,私募融资可以被投资于医院、政府、学校等关键建筑设施,让它们增强病毒防御能力以及更加节能。事实上,通过节约能源省下来的资金可以直接用于这些方面的投资。

       在全球,这样的 “绿色投资” 还有很多。比如欧盟投入 7,500 亿欧元进行经济复苏,其中就有接近三分之一用于绿色升级,包括在《欧洲绿色协议》中涵盖的建筑及装修部分。

       这类绿色投资好处多多,世界资源研究所研究员 Joel Jager 分析了绿色升级带来的经济影响:在欧盟以及其他地区,投资于能源效率的每一美元创造的就业机会比投资于化石能源多 2.3 倍;而用于建筑效率的绿色投资,不仅有助于促进建筑行业的快速反弹,也可以为因疫情受重创的相关领域减少能源开支。