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以人为本的暖通设计未来将更为扎实落地——中国建筑西南设计研究院暖通副总工程师 杨玲

来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2021-02-04 | 4404 次浏览 | 分享到:

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  我国经济在不断的进步与发展,建筑行业也在不断进步。暖通空调系统在现代建筑中被广泛应用,尤其是公共建筑中,这在一定程度上促进设计水平与设计方案不断发展。

营造安全健康的室内环境离不开专业的暖通系统

  “暖通系统营造了适宜人员停留的室内人工环境,使得多种的建筑形态成为可能,促进了公共建筑、尤其是大体量、高标准公共建筑的发展。”中国建筑西南设计研究院暖通副总工杨玲老师表示,就当前暖通设计是否满足公共建筑应急情况的需求这个问题,暖通系统的形式以及公共建筑的具体情况非常多,与应用的系统形式有关,不能一概而论。比如服务于单个空间、按加大新风比配置管路、具有排风出路的全空气系统可以较好应对疫情工况运行,而“冷热末端+新风系统”的形式难以加大新风量,通风稀释的能力就有限。另外还与系统设置的包容度有关,包容度好的系统可以满足公共建筑应急情况的需求。

  在所有公共卫生突发应急事件中,传染病的蔓延传播是最主要的一类,由于传染病具有突发性和重大健康风险,公共建筑面临的安全隐患亟待解决。对此,杨玲老师表示,暖通人的工作围绕“环境”展开,与“空气”打交道,在应对公共建筑的公共卫生安全隐患时,我们应该在暖通系统的专业领域内采取各种措施营造尽可能安全的环境。比如,为复工复产的既有建筑系统进行安全评估,提供疫情时期的运行策略;新建建筑系统构建上考虑室内空气环境防疫设计,跨学科合作探寻与暖通系统相关的病毒传播机理等。

针对不同建筑特点应对疫情的对应运营措施

  健康的环境不仅与暖通空调系统的设计有关,与建筑本身也息息相关。例如学校的主要功能空间教室,较多采用设置可开启外窗的自然通风方式,而自然通风量与风向、建筑群的平面布置、口部的设置密切相关。现有很多学校的设计往往没有做到相关专业联合对自然通风进行优化设计,对自然通风的有效性缺乏定量的评估;实际使用存在通风效果不良的可能,不利于疫情期间学校的正常使用。

  关于针对疫情使用学校是否需要改造以及如何改造这个问题,杨玲老师表示改造的内容与学校的具体情况有关,需要分析改造实施的难度以及产生通风不良的原因。改造主要包括两类措施,一类是加强通风,另一类是设置局部过滤装置处理室内循环风,以增加稀释污染源的洁净空气量。加强通风措施包括:通过外窗改造增加实际的通风面积,比如将开启角度小的悬窗改造为平开窗,将固定窗改造为可开启窗,优化开口位置加强对流等。设有机械通风系统的房间可以根据情况对风机改造加大通风量等。

  针对封闭式室内体育场而言,运动员在大量运动下会产生呼吸急促,需要摄入大量新鲜的空气,室内空气质量便至关重要。对此,杨玲老师表示:“在常规情况下,封闭的室内体育场馆往往设置有完备的机械通风系统;根据具体的情况,这些系统有与空气调节风系统合用的情况,也有独立设置的情况。在系统设计中做到合理的通风量取值、有效的过滤、良好的气流组织分布这三点,即可为运动人员提供舒适安全的运动环境。”

  在产生类似新冠病毒这类传染性极强的呼吸道疾病时,体育场馆入口筛查降低进入室内的污染源数量是降低室内人员感染概率的有效手段。就常规而合理的体育场馆暖通设计而言,通常采用不跨房间服务的全空气系统形式,且设有机械排风系统。这种系统形式的换气量大,有利于采用通风稀释室内环境中的潜在病毒。运行策略上:过渡季节以全新风运行,同时开启机械排风、开启对外口部以保证新风有效进入;如果系统设有中效以上的空气过滤器,空调季可利用部分回风;排风热回收系统应将排风、新风旁通。另外还需排查室外取风处的安全状况,对机组的过滤器、表冷器、风口进行清洗和表面消毒。

  除此之外,随着疫情逐渐得到控制,在各地复工复产政策的激励下,酒店的住宿问题也受到大家的关注。对于其室内环境安全的问题,杨玲老师为我们分享了她的相关观点。酒店作为人员流动性非常强的公共建筑,通过筛查降低病毒污染源强度仍然是首要的有效手段。已确定和可疑传播途径主要包括飞沫传播、接触传播、粪口传播、气溶胶传播,酒店的防疫措施主要从尽量切断传播途径的角度来考虑。针对人员流动性强的特点,客房物品(尤其是卫生间器具)应实行全面消毒避免表面接触;通过客房安排实行客房的间歇使用、持续通风运行制度,客人退房后进行持续的换场通风,最大限度降低客人受活性病毒感染的概率。

  酒店客房中暖通系统按竖向设置的情况比较多,如客房卫生间排风系统、新风系统,还有客房水管路也是设置竖井内,这样就将各层客房竖向串联起来、存在连通口。运行中应该注意观察是否存在通过竖向通路空气串流的情况,如果有应该及时采取措施截断。鉴于粪口传播的风险,应高度重视卫生间排风系统的运行,应该保持24小时运行形成负压,防止卫生间对其它房间的二次污染。

  对餐厅、健身房这类公共空间的运行管理首先需要摸清空调系统的设置情况,比如空调系统是“冷热末端+新风”形式还是“全空气系统”形式,全空气系统是服务于单一空间亦或多空间,是否设有排风系统,是否设有空气-空气热回收系统等。摸清情况后根据具体情况制订相应的运行策略,总体原则是以通风稀释方式降低停留者吸入病毒的概率,增加供应到室内的洁净空气量,包括自然通风、机械新风以及过滤后的空气。另外,为应对新风量增加后的空调负荷增加,空调冷热源侧和水系统需要将原有系统中的冗余量释放出来发挥作用,比如:降低空调冷水的供水温度或提高空调热水的供水温度,运行备用空调水泵,加大水管阀门开度等,均可从各个角度提高末端设备的换热能力,从而保证室内热舒适度在可接受的范围内。

以人为本的暖通设计将更加落地

  随着民生事业的不断进步,需求不断升级,在绿色建筑的倡导下,公共建筑的暖通设计在发展过程中会面临各项难题,杨玲老师对此表示:“关于问题中困境这个提法,我个人更愿意将其理解为暖通设计在发展中需要满足的迫切需求。绿色建筑本就包括节能与健康两个方面的要素,这场突发的大疫情让民众聚焦建筑中暖通系统的安全性,而暖通系统的健康品质则会被要求落实得更为扎实,以人为本不能仅是停留在理念层面,需要面对更为实在与严苛的效果检验。”

  从历史的发展来看,每一次人类的大事件都会推动人们认知的改变和技术的变革。应对上主要为两个方面:第一,通过跨学科的合作,探寻健康环境的机理,比如这段一直在讨论的空气传播方面与病毒相关的数据取值、过滤对病毒的作用等。第二,具体工程中切实贯彻健康系统的要求,比如正确的压力梯度控制、合理的气流组织分布、通风的均匀性、过滤、清洁新风等。

  提起未来暖通设计的发展方向,杨玲老师也和我们分享了她的看法:“未来暖通设计的发展方向应该是更加柔性、包容度好的健康系统,能够适应建筑使用中一定范围内的变更,适应更多的工况,也包括适应于疫情时期的运行。公共建筑中暖通设计满足平疫结合的要求将会是设计的趋向所在,当然是与建筑的防护等级相对应,也应该避免过度防控。”

  就加强通风、加强过滤这些平疫结合的设计措施而言,与暖通系统平时工况的优化目标方向是一致的。这些措施会造成投资、占用建筑空间一定程度上的增加,但就达到的效果而言,具有很好的投入产出比;不仅可在疫情时期运行,还能在全年的较长时段用于提升室内空气品质。未来的建筑会将品质、功能放在更重要的地位,暖通系统在建设中的考虑权重也会相应加大。

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