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模拟通风策略以减少室内传染病传播的风险

发布于：2021-01-06 10:56:06 来自：建筑设计/建筑方案设计 [复制转发]

文章来源：Liam Buckley（IES北美副总裁）

随着建筑设计和空调系统的运行对COVID-19（SARS-CoV-2）大流行病毒的影响，人们越来越重视模拟通风策略，以降低传染病传播的风险。每天都会有新的研究发表：通用的指南手册正在不断的完善，建筑仿真专家对空调系统仿真的需求也在不断增加，以促进建筑物居住者的健康和安全，同时还可以精确评估和有效的模拟这些系统的能源性能。本文重点介绍了2020年从业人员正在模拟的一些最常见的通风系统策略。

空气过滤

在下面突出显示的模型中，显示了专用室外空气系统（DOAS）中常见的过滤器位置。高效微粒空气（HEPA）过滤器位于送风风扇的下游。许多先进的最小效率报告值（MERV）过滤器被指定用于过滤病毒和细菌，例如MERV 14-15，并且HEPA过滤器越来越受欢迎，因为数以万计的人正在使用过滤器来减少每年野火产生的烟雾。下面的例子显示了一个常见的维护计划，效率为99.97%的HEPA过滤器每30天清洁一次，此时系统的额外静压将重置为较低的值。如图所示。由于肮脏的过滤器引起的静压升高会损害风扇的能量（4个峰值）。这可能会使某些建筑规范和标准的遵守变得更加艰巨。

40-60%相对湿度（RH）控制

ASHRAE发表的文件标明，指出“微生物的最不利存活”使相对湿度（RH）在40-60%之间。包括温度设定点，房间或区域在被使用时间内的目标舒适范围如下图所示。只要分配了正确的控制变量，许多ApacheHVAC组件来实现理想的室内温度和RH。湿度表中的舒适度范围过窄会导致能量损失，因此建议评估Airside Heat Recovery选择，尤其使那些回风与供气混合风险为0%的选项。

空气稀释解决方案

另一种通风策略是“外部空气稀释”。三种增加室外空气的常用方法包括：

1：空气测省煤器

2：自然通风

3：按需通风（DCV）

在大流行期间，建议在一些交通建筑物内使用?600 ppm的二氧化碳，在恢复期间可以将其放宽至?1000 ppm .如下图所示，目标CO2范围可以分配给Apache HVAC中的空气测控制器，也可以分配给MacroFlo中的可操作窗口执行器。

空气循环

对于任何给定的自然通风空间，重要的是了解可操作窗户对空间内一系列条件的影响。建议使用CFD仿真来了解空气循环模式，已发现潜在的停滞区域，或使用排风机或吊扇补充被动策略以增加空气循环。空气循环的模式需要用户自定义，典型的CFD指标可能包括空气速度、二氧化碳浓度和空气龄（LMA）。

紫外线杀菌（UVGI）

紫外线杀菌（UVGI）可以物理设置在上层房间，可提供更有效的消毒换气，也可设置在暖通空调机组（管道或AHU）内。UVGI被建模为自定义房间的内得热/负荷，其具有逐时变化曲线，遵循HVAC时间表（系统延长时间）。粗略估计，基于全空气系统供气1 cfm/sf，UVGI电力需求为0.02 W/sf, (0.2 W/m2)

空气密封和增压

原理很简单：空气由清洁变为污染。从能耗模拟的角度来讲，有一些可供选择的方法来模拟从系统A到系统B的空气输送。为了维持空气条件，可能需要对空间进行补充调节和过滤。

病房是一个很好的例子，一个负压的浴室，一个正压的走廊，一个侧开门和风驱动渗透。在考虑空气增压时，应包括所有这些因素。

居住多样性因素／社交距离

至少在短期内，在建筑物中保持社交距离和减少使用水平也应该被考虑。现有系统中部分负荷的影响，以及对如何最佳尺寸选择和操作系统的影响，可以使用基于不断变化的科学的建议的多样性因子来执行。评估占用情况，以评估整个建筑物的单向移动策略的适用性，或如何实施适当的距离措施，同时基于目前的科学建议进行评估。

COVID－19，以及野火的频繁发生，使设计师在室内空气质量至关重要的情况下，在建筑、系统设计和性能评估中需要考虑的额外策略变得更加明显。为了减少传染病转移的风险，关于社交距离和不同的入住水平的科学建议也引入了在基于性能的模拟和分析中需要考虑这些因素。