121典型高密人群建筑空间新风量需求特性分析(精)
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中央空调新风量国家标准一.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003建筑物室内人员所需最小新风量,应符合以下规定:1民用建筑人员所需最小新风量按国家现行有关卫生标准确定;2工业建筑应保证每人不小于30m3/h的新风量。
空气调节系统的新风量,应符合下列规定:1 不小于人员所需新风量,以及补偿排风和保持室内正压所需风量两项中的较大值;2 人员所需新风量应满足本规范第,并根据人员活动和工作性质以及在室内的停留时间等因素确定。
舒适性空气调节和条件允许的工艺性空气调节可用新风作冷源时,全空气调节系统应最大限度地使用新风。
二.《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2011(征求意见稿)民用建筑室内人员所需最小新风量应符合以下规定:1 公共建筑主要房间每人所需最小新风量应符合表表3.0.6 民用建筑主要房间每人所需最小新风量/(m3/(h·人))2 设置新风系统的居住建筑和医院建筑,其设计最小新风量宜按照换气次数法确定。
3 高密人群建筑设计最小新风量宜按照不同人员密度下的每人所需最小新风量确定。
【条文说明】3.0.6 公共建筑主要房间每人所需最小新风量。
表3.0.6 给出所推荐的不同类型民用建筑主要房间的每人所需最小新风量,主要参考对象包括《公共场所卫生标准》(GB9663~GB9673)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189)、《饭馆(餐厅)卫生标准》(GB16153-1996)等。
表3.0.6 中未做出规定的其他民用建筑人员所需最小新风量,可按照国家现行卫生标准中的容许浓度进行计算确定,并且设计时应满足国家现行专项标准的特殊要求。
由于居住建筑和医院建筑的建筑污染部分比重一般要高于人员污染部分,按照现有人员新风量指标所确定的新风量没有考虑建筑污染部分,从而不能保证始终完全满足室内卫生要求;因此,对于这两类建筑应将建筑的污染构成按建筑污染与人员污染同时考虑,并以换气次数的形式给出所需最小新风量。
空调技术承德石油高等专科学校新风量计算原则和方法一、一个空调房间的新风量确定原则新风量少,所需的冷量就少,系统就越经济。
最小新风量要满足以下要求:室内卫生要求补充局部排风量和满足室内正压要求。
121.室内卫生要求室内空气必须满足一定的卫生要求;一般是由室内的允许的二氧化碳的浓度来确定。
即送入新鲜空气→稀释室内空气→CO 2浓度达标风量:与房间类型和人数有关如:教室所需的最小新风量?2.补偿局部排风和正压排风量补偿局部排风量作用:房间中设有局部排风装置,为了不产生负压,用新风量来补充局部排风量。
风量:G= G p kg/hw2.补偿局部排风和正压排风量补充房间的正压排风量为防止外界环境的空气渗入房间,需使用房间保持一定的正压,一般正压值为5~10Pa太大会造成房间门打不开等最小新风量G w 在实际工程中,房间的最小新风量应取以下两项中的最大值:⑴保证人体健康所需新风量G w1⑵局部排风和正压排风所需新风量G w2即},max{21W W W G G G二、新风量指标摘自《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》——GB50736-2012公共建筑主要房间每人所需最小新风量建筑房间类型新风量(m 3/h·人)办公室30客房30大堂、四季厅10居住建筑和医院建筑所需最小新风量宜按换气次数法确定。
居住建筑设计最小换气次数每小时换气次数人均居住面积FPF P≤10m20.7010m2<F P≤20m20.6020m2<F P≤50m20.50F P>50m20.45居住建筑和医院建筑所需最小新风量宜按换气次数法确定。
医院建筑设计最小换气次数功能房间每小时换气次数门诊楼2急诊室2配药室5放射室2病房2高密人群建筑每人所需最小新风量应按人员密度确定。
高密人群建筑每人所需最小新风量(m3/h·人)建筑类型(部分)人员密度PF(人/m2)PF≤0.40.4<PF≤1.0PF>1.0影剧院会议厅等141211商场、超市191615教室282422图书馆201716如:教室80m2,容纳60人,则PF=0.75人/m2,则最小新风量取24m3/h·人,则房间新风量为:24×60=1440m3/h三、空调系统的新风量确定方法当一个空调系统负担多个使用房间时,系统的新风量如何计算?机组新风比=?m 1=10%m 2=15%m 3=10%m 4=5%系统的新风量按下列公式计算:Y=X/(1+X-Z)式中X——未修正的系统新风量在送风量中的比例(平均新风比)Y——修正后的系统新风量在送风量中的比例Z——需求最大的房间新风比m1=10%m2=15%计算机组新风比m3=10%m4=5%Y=X/(1+X-Z)其中:X=(0.1+0.15+0.1+0.05)/4=0.1 Z=0.15因此Y=0.1/(1+0.1-0.15)=10.5%例:小结在冬夏季,空调系统新风量越小,运行费用越低,因此应按最小新风量来设计空调。
民用建筑供暖通风与空气调节设计规范1 总则1.0.1 为了在民用建筑供暖通风与空气调节设计中贯彻执行国家技术经济政策,合理利用资源和节约能源,保护环境,促进先进技术应用,保证健康舒适的工作和生活环境,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建的民用建筑的供暖、通风与空气调节设计,不适用于有特殊用途、特殊净化与防护要求的建筑物以及临时性建筑物的设计。
1.0.3 供暖、通风与空气调节设计方案,应根据建筑物的用途与功能、使用要求、冷热负荷特点、环境条件以及能源状况等,结合国家有关安全、节能、环保、卫生等政策、方针,通过经济技术比较确定。
在设计中应优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料。
1.0.4 在供暖、通风与空气调节设计中,对有可能造成人体伤害的设备及管道,必须采取安全防护措施。
1.0.5 在供暖、通风与空调系统设计中,应设有设备、管道及配件所必需的安装、操作和维修的空间,或在建筑设计时预留安装维修用的孔洞。
对于大型设备及管道应提供运输和吊装的条件或设置运输通道和起吊设施。
1.0.6 在供暖、通风与空气调节设计中,应根据现有国家抗震设防等级要求,考虑防震或其他防护措施。
1.0.7 供暖、通风与空气调节设计应考虑施工、调试及验收的要求。
当设计对施工、调试及验收有特殊要求时,应在设计文件中加以说明。
1.0.8 民用建筑供暖、通风与空气调节的设计,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.0.1 预计平均热感觉指数(PMV)predicted mean votePMV指数是以人体热平衡的基本方程式以及心理生理学主观热感觉的等级为出发点,考虑了人体热舒适感诸多有关因素的全面评价指标。
PMV指数表明群体对于(+3~-3)七个等级热感觉投票的平均指数。
2.0.2 预计不满意者的百分数(PPD)predicted percent of dissatisfied PPD指数为预计处于热环境中的群体对于热环境不满意的投票平均值。
智 能 家 居· HOME112让家自由呼吸!新风系统全解析随着科技的发展,室内装修的换气系统也在不断进化,从风扇到空调,再到如今的新风系统。
由于人们对生活品质要求有所提高,但是空气质量却逐渐下降,新风系统应运而生,不仅在空调与空气净化器为主的市场中硬生生打开一条路,受到越来越多主流市场消费者关注与接受。
现代都市家居新刚需2013年起,“雾霾”问题成为国民级话题,近年来不断强化的环境治理有效改善了全国性的雾霾问题,但反复出现的雾霾天气却让国人对空气质量的认知与重视度不断提升,新风系统便是在这样的大环境下进入主流消费市场的。
现代都市环境建筑强调隐私与舒适性的同时,密封、静音、防水隔热等特点也令居民居室自然换气变得越来越难,北方冬季取暖更进一步降低了室内空气流通,新风系统开始从家电细分市场中脱颖而出,成为独立的大众市场。
根据奥维云网(AVC )数据显示,2017年新风行业销售额为80亿元,同比增长了31.1%,在家电品类中表现突出。
而该数据到2018年时,新风系统的销售规模已破100万套,同比增长近40%,销售额也破100亿,同比增长30%。
虽然2017年〜2018年间,新风系统市场增速有所放缓,但相对更为“平缓”的家电市场而言,新风系统在过去两年的成绩已经相当不错,而随着居民消费升级、健康意识的提升,新风系统有望在2019年的个人消费市场得到持续成长,整个市场规模有望达到187.1亿元,重回高速增长模式。
竞争激烈的新风口新风行业符合风口期和发展的轨迹,基本上每年50%到60%的增长速度,向后会达到80%的增长速度。
伴随着居民收入水平以及国家整体经济实力的提升,新风产业有望在2020年实现500亿的市场规模。
可期待的前景加上庞大的市场体量,新风产业自然会受到市场高度关注。
从产业链看,新风系统产业链主要包括风机、空气处理器、控制器、换热芯、新风系统制造、终端产品到需求应用等环节。
另外,也包括与产业链相关联产业,如精装修、房地产等。
典型高密人群建筑空间新风量需求特性分析王军张旭同济大学暖通空调研究所,上海200092摘要:基于建筑新风量确定基础理论,并结合国内外现行新风量确定方法和标准,对典型高密人群建筑的新风量需求随室内人员密度和通风时间的变化特性做出分析。
结果表明,不同新风量确定方法所得高密人群建筑新风量需求值之间的差异程度受室内人员密度的影响较大,且与建筑类型密切相关;同时,使用过程中的新风量需求调节应依据通风起点时刻室内污染水平与允许污染水平之间的差异关系确定。
关键词:新风量人员密度通风时间高密人群建筑1 前言一直以来,建筑节能和室内舒适健康要求对空调系统新风量的大小都具有双重要求,新风量的确定也相应地成为争论的焦点[1]。
对高密人群建筑(如剧院、会堂等)而言,由于人员密度高,其新风需求比其他建筑要求更高。
因此,该类建筑新风量的合理确定对平衡建筑节能和室内舒适健康要求之间的关系具有重要意义。
本文基于新风量计算理论,对典型高密人群建筑的新风量需求特性做出分析,从而为该类建筑新风量的合理选择以及新风需求调节提供理论指导。
2 新风量确定基础室内空气污染的影响集中体现在舒适(人的心理反应)和健康(人的生理反应)两个方面。
从舒适角度看待室内污染,主要指可感知的污染,即气味污染。
气味决定了所感受的室内空气新鲜度,也影响了室内空气品质的可接受性。
早在1936年,Yaglou C.P.的研究发现室内人体气味的强度与每个人所占有的空间体积和新风量密切相关;由于人体气味易变且随时间逐渐衰减,而每人所占有的空间体积越大,人体气味衰减的越多,相应地为实现室内环境控制目标所需要的新风量就越小。
值得指出的是,非人体气味污染并不完全具有这些性质。
另一方面,从健康角度看待室内污染,主要是指空气污染所产生的健康效应。
具体而言,“恶化”的室内空气可以使人致病,也可以弱化人们对疾病的抵抗能力。
19世纪Pattenkofer的研究发现也证实了这一点[1],并指出CO2本身并不重要,但却可以作为反映人体产生污染物数量水平的指示物。
目前,室内长期低浓度多组分污染的健康影响在大多数情况下呈现为亚临床性表现,而寻找有效、敏感的反映该类污染作用下室内空气中有害污染物数量水平的合理指示物又是正确认识该类污染问题的重要前提之一。
应当看到的是,尽管目前关于室内空气污染与新风量确定还有很多新的问题需要解决,然而Yaglou C.P.和Pattenkofer的研究结果对这一领域相关问题的深入认识已奠定了重要的基础。
而且,在过去的100年里,通风空调标准也主要是以Yaglou C.P.和Pattenkofer的传统理论为基础,即人是民用建筑的主要污染物,并且这一思想在世界各国标准中都得到体现。
图1给出了Yaglou C.P.实验曲线与ASHRAE62.1-2007给定的不同类型建筑人员最小新风量之间的对照关系,从图1可以看到,Yaglou C.P.实验曲线基本构成了人员最小新风量的下限。
图1 Yaglou C.P.实验曲线与ASHRAE62.1-2007所给定不同类型建筑人员最小新风量之间的对照关系3 新风量确定方法建筑新风量的确定可以沿着稳态确定和非稳态确定两个角度入手,前者可以作为设计新风量的确定方法,后者为可以作为新风量需求调节的依据。
(1)稳态确定法 A. 人员指标法在我国通风空调设计标准中,民用建筑室内卫生要求的最小新风量是针对CO 2浓度控制要求而确定的,并对每人所需的最小新风量做出规定[2]。
因此,针对具体建筑空间而言,所需的新风量为:a p V A P = (1)式中:A p 为每人所需的最小新风量,m3/(人·h ),P 为室内人员量。
B. 规定设计法规定设计法由早期的“通风量法”(ventilation rate procedure )改进得到。
这种方法的出发点是污染源。
早期国内外的很多标准把人作为建筑空调房间内的唯一污染源,并由此规定新风需求仅随人员量的变化而变化。
而现有标准大多数将建筑污染也考虑在内,并且假定相同类型的建筑物内的污染源种类及其强度基本相同。
因此,相应地提出“每人所需的最小新风量”和“单位地板面积所需的最小新风量”的概念[3]。
与此同时,研究发现室内污染物的化学组成虽不相同,但污染物共存时并非单独发生作用,在嗅觉反应(气味)和物质感觉(刺激)方面具有显效应[4-5]。
所以,空调通风房间呼吸区所需最小新风量应为人员部分所需最小新风量与建筑部分所需最小新风量之和,即:()/oz p z a z z V R P R A E =+ (2)式中:R p 为每人所需最小新风量,m 3/(人·h );P z 为室内人员数,人;R a 为单位地板面积所需最小新风量,m 3/(m 2·h );A z 为空调通风面积,m 2;E z 为空气分布效率。
C. 性能设计法性能设计法由早期的“室内空气品质法”(indoor air quality procedure )发展得来[3]。
这种方法立足于维持一定的室内空气品质。
ASHRAE 标准有两个室内空气品质的定义,即可接受的室内空气品质(acceptable indoor air quality )和可接受的可感室内空气品质(acceptable perceived indoor air quality )。
性能设计法针对特定空间内影响健康和舒适的每种污染物,根据它预计存在的源强以及从健康和舒适方面考虑各自所允许的最大浓度,运用质量守恒方程计算新风量,取最大值作为该空间的最小新风量,即:00s NV C C =- (3)式中:N 为污染物散发量,g/h ;C s 为从舒适健康角度所确定的污染物浓度限值,g/m 3;C 0为送入新风中污染物浓度,g/m 3。
(2)非稳态确定法由于建筑室内污染物浓度水平的形成受到污染源散发特性和通风稀释作用的综合影响,因此对于任意时刻,室内存在以下平衡关系:()i i AdC Gdt C C V dt =-- (4)式中:A 为房间体积,m 3;G 为污染物散发量,g/h ;V i 为新风量,m3/h ;C i 为送入新风中污染物浓度,g/m 3。
由式(4)可以得到任意通风时刻新风量与室内浓度水平之间的耦合关系,即:(/)0()i V A t i i i ii iG CV G CV C C e V V -++=-+ (5)式中:C 0为建筑空间通风初始时刻污染物浓度,g/m 3。
4 新风量需求特性基于对通风时间和人员停留时间的集中性考虑,本文选择3个典型高密人群案例建筑作为分析对象,包括剧院、会堂和教室,并以CO 2污染指标作为该类建筑人员污染负荷变化的衡量指标。
各自的几何参数和新风量指标参数如表1所示。
表1 几何参数和新风量指标参数 参数 建筑剧院 会堂 教室 地板面积/m 2 2370 5780 113 空间高度/m 7 5 4 A p / m 3/ (人·h) 20 10 17 R p / m 3/ (人·h) 9 9 18 R a / m 3/(m 2·h)1.081.082.16建筑通风的基本目的之一是将室内污染物控制在允许的浓度水平。
基于通风动态过程考虑,可以将通风初始时刻室内污染物浓度(C 0)与室内污染物允许浓度(C n )之间的关系按照C 0=0.5 C n 和C 0=1.5 C n 两种情况考虑。
首先,从设计新风量的角度看,在图2~4中对比由人员指标法、规定设计法和性能设计法得到的在不同人员密度下的新风量需求值可知,对剧院建筑而言,按照性能设计法得到的各人员密度下的新风量需求值以及新风需求变化率要高于规定设计法对应的结果,但与人员指标法得到的结果较为接近。
而对于会堂建筑来说,性能设计法得到的各人员密度下的新风量需求值以及新风需求变化率均高于规定设计法和人员指标法得到的结果;并且存在临界人员密度,当室内人员密度低于临界值时,规定设计法得到的结果要高于人员指标法的对应结果,当室内人员密度高于临界值时,结果相反。
对于教室在各人员密度下的新风量需求值以及新风需求变化率而言,规定设计法和性能设计法得到的结果均高于人员指标法的对应结果,而且也存在临界人员密度,当室内人员密度低于临界值时,规定设计法得到的结果要高于性能设计法的对应结果,当室内人员密度高于临界值时,结果相反。
因此根据以上分析结果可以发现,对于高密人群建筑而言,人员密度越高,选用不同新风量确定方法所带来的差异越大;而且,针对不同类型的高密人群建筑,按照国内新风量标准得到的结果与按国外标准得到的对应结果之间的接近程度也不同。
实际上,出现以上现象的主要原因在于不同新风量确定方法的出发点和建立基础是不同的。
图2 剧院新风量的需求特征图3 会堂新风量的需求特征图4 教室新风量的需求特征另一方面,从新风量需求调节的角度看,在确定的人员密度条件下,当通风初始时刻室内污染物浓度低于室内污染物允许浓度时,根据室内污染物浓度水平与新风量之间的耦合关系可知,为了使室内污染物浓度达到允许的浓度水平,三个案例建筑的新风量应随通风时间而逐渐降低,而当通风初始时刻室内污染物浓度高于室内污染物允许浓度时,为了达到允许的污染物浓度水平,三个案例建筑的新风量则应随通风时间而逐渐增加。
实际上,在室内污染物浓度未达到允许的浓度水平之前,需要不断调节新风量来实现室内污染物浓度控制目标;而在这个非稳态过程中,根据耦合关系得到的新风量逐时值在所考查的时间段内始终偏离由性能设计法得到的稳态阶段的新风量需求值; 当C 0=0.5 C n 时,逐时值高于稳态需求值,当C 0=1.5 C n 时,逐时值低于稳态需求值。
出现这种情况的主要原因在于,当C 0=0.5 C n 时,在室内污染物浓度未达到允许的浓度水平之前,任意时刻的通风效率要低于稳态阶段的通风效率,因此对于特定时刻的污染源散发强度,所得到新风量要高于稳态结果;与之相反的是,当C 0=1.5 C n 时,在室内污染物浓度未达到允许的浓度水平之前,任意时刻的通风效率要高于稳态阶段的通风效率,相应地所得到新风量要低于稳态结果。
根据以上分析结果表明,对于高密人群建筑而言,应根据通风初始时刻室内污染物浓度与室内污染物允许浓度之间的大小关系来确定合理的新风量调控策略。
实际上,当通风初始时刻室内污染物浓度低于室内污染物允许浓度时,若延迟启动通风系统,则建筑空间内污染物浓度上升到允许浓度所需要的时间如图8所示。
从图8中可以发现,室内人员密度越大,空间内污染物浓度上升到允许浓度所需要的时间越短。
对于室内人员密度一定的情况下,人均占有空间体积越大,上升到允许浓度所需要的时间也越长。
图8 污染物浓度上升到允许水平的时间5 结论通过分析比较典型高密人群建筑新风量需求随室内人员密度和通风时间的变化关系可以得到以下结论:(1)不同新风量确定方法的建立基础不同使得所得到的高密人群建筑新风量需求值之间存在差异,且人员密度越高差异程度越大;同时,根据国内外新风量标准所得结果之间的接近程度也因高密人群建筑的类型而异。