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建筑科学

在住宅通风之战中,抵抗可能不是徒劳的

建筑科学公司已经制定了一个与ASHRAE 62.2相竞争的通风标准

这种ERV提供平衡的机械通风。关于住宅通风和ASHRAE 62.2的争论很快将进入一个新的阶段。建筑科学公司将在下个月的韦斯特福德建筑科学研讨会上发布其竞争性的通风标准,其特点之一是为不同类型的通风系统(供应、排气和平衡)设置不同的最小通风率。
图片来源:能源先锋

ASHRAE 62是目前唯一的国家共识标准文件。按照62.2。抵抗是徒劳的。”所以说马克斯·谢尔曼博士去年夏天在美国建筑技术更新会议上的演讲中。(在这里下载pdf格式的官方报告)。如果你想赢得人心,那“抵抗是徒劳的”这句话通常不会被钉在你身上,但我问了谢尔曼这个问题。这个故事还有很多内容,请继续往下读。

“反抗是徒劳的。”马丁·霍拉迪在他的文章中引用了这句话住宅通风之争最近。当我问谢尔曼这个问题时,他告诉我,他用它来“表明,与其试图取消62.2,不如通过ASHRAE程序提出改进建议。”

起初,我觉得他那句“抵抗是徒劳的”很有启发性一个€,也许是把他与博格人结盟.不过,我没有参加会议;据谢尔曼说,“谈话的语气轻快而戏谑,并不傲慢或粗鄙。”

舞台准备好了

关于住宅通风之战的细节已经在这里和绿色建筑顾问上广泛报道过好几次了(见下面我的相关文章列表),包括Martin Holladay最近的文章,你的家需要多少新鲜空气?

马丁的文章有几十条评论,其中至少有9条来自战斗的最高层人士(Joe Lstiburek, Paul Francisco和Paul Raymer)。当然,你应该读读乔的文章,意想不到的后果他对ASHRAE如何偏离了62.2标准的看法。

简而言之,ASHRAE 62.2是一些项目和建筑/能源规范使用的住宅通风标准。它使用公式或表格来确定低层住宅建筑所需的机械通风量。2010年的版本自动包含了每100平方英尺有条件楼面面积2立方英尺的渗透信贷。2013年的版本取消了渗透信用,只向那些能够证明自己的漏水程度足以获得信用的家庭提供信用。因此,2013版的换气率高于2010版。

许多人已经认为2010年版本要求的换气率太高了。在炎热潮湿的气候下,更多的通风意味着必须处理更多的水分。在寒冷的气候下,更多的通风意味着更多的供暖。

下面是62.2最后两个版本中所需的速率的简要介绍。根据62.2-2010,一栋三居室、2500平方英尺的房子需要55立方英尺。在62.2-2013版本中,同样的房子需要105立方英尺。

此外,Joe Lstiburek认为鼓风机门不能告诉你你需要多少通风在一所房子里。“事实是,用鼓风机门测试是不知道洞在哪里的。你不知道这些洞的压强。你不知道这些洞的本质,”乔在那篇文章中写给迈克尔·布拉斯尼克的评论中写道。

Lstiburek还在另一篇评论中指出,我们没有关于鼓风机门结果、换气率和室内空气质量的研究数据。“没有做过肾上腺素研究……这都是猜测工作。没有健康方面的研究。从来没有测量过基线。”他说,没有数据,我们提出的任何换气率都只是猜测。

可以说这场战斗已经白热化了。Max Sherman和Joseph Lstiburek都在建筑科学领域拥有博士学位和丰富的资历,多年来一直在这个问题上持相反观点。现在,这场战斗即将进入一个新的阶段。

进入建筑科学公司的新通风标准

Sherman关于ASHRAE 62.2是“唯一的国家共识标准文件”的说法可能是正确的,但这并不意味着抵制是徒劳的。Joe Lstiburek和建筑科学公司(BSC)即将发布他们自己的住宅通风标准。这是正确的。我们将在市场上有竞争性的标准。

以下是BSC新通风标准的简要概述,该标准仍处于草案阶段:

  • 这只适用于符合规范的新住宅。
  • 公式与ASHRAE 62.2-2013相似,但产生的换气率低于ASHRAE 62.2-2013。
  • 通过3个参数来修改速率:平衡、分布和混合。
  • 没有渗透信贷。
  • 不同气候区域的换气率没有调整。
  • 没有提供基于二氧化碳、相对湿度或任何其他室内空气成分传感器的通风。
  • 它有其他类似62.2的要求(间歇通风,局部排气,车库分离,过滤…)

新屋。如果该标准只适用于新住宅,那么渗透信用就会被抛到一边,而现有住宅在机械通风方面的需求就只能靠自己了。这使得制定一个好的标准更加容易,因为它不需要做太多的事情。

通风率。以下是平衡计分卡标准草案中的主要公式:

Qv = 0.01地板+ 7.5 (Nbr + 1)

简言之,每100平方英尺有条件的楼层(floor)需要1立方英尺的通风,加上每人7.5立方英尺的通风。人数定义为卧室数(Nbr)加1。

这个公式与62.2-2010的公式相同。低于62.2-2013,因为该标准要求:

Qv = 0.03层+ 7.5 (Nbr + 1)

这不是BSC通风速率的最终结果因为你必须考虑到要安装的通风系统的类型。如果这是一个平衡的系统,空气是被分配的,你可以直接使用公式中的数字。如果它是平衡的,但不是分布的(定义为向公共区域和每个卧室输送通风空气),乘以1.25。如果不是平衡的,而是分布的,乘以1.25。如果既不平衡也不分散,就乘以1.5。下表来自BSC标准,显示了它是如何工作的。

还要注意,除了平衡和分配,室内空气的混合也会影响通风率。如果房子同时具备这三种功能——平衡和分布的空气混合通风系统——那么所需的换气率就会降低25%。所有这些的结果是,在BSC标准下,一个三居室,2500平方英尺的住宅,需要55立方英尺来满足62.2-2010,需要105立方英尺来满足62.2-2013,需要41到83立方英尺。

渗透信贷。这是62.2中最棘手的问题之一。这基本上是由于天气计划,空气密封现有的房屋,需要知道在什么气密性,他们应该增加一个机械通风系统。正如我上面提到的,Lstiburek不同意吹风机门可以告诉你一个家需要多少通风的假设。不过,他们绕开了现有住房的整个问题,只制定了新房的标准。

62.2中,渗透信贷适用于新房和二手房。委员会已经决定,通过建筑物围护结构上的随机孔漏进房子的空气可以作为通风空气。尽管该标准的标题是“低层住宅建筑的通风和可接受的室内空气质量”,但没有IAQ的理由将渗透算作通风。渗入的空气可能来自车库或阁楼或通风的爬行空间。来自这些地方的空气通常会使室内空气质量变差,而不是变好。

气候区和传感器。新的平衡计分卡标准不包括基于气候区进行调整的规定。根据Lstiburek的说法,你可以提出一个令人信服的论点:寒冷的气候需要更多的通风,但你也可以提出一个令人信服的论点:炎热潮湿的气候需要更多的通风。最后,他说,最好是有一个通用的标准,把变化留给居住者。

关于二氧化碳或相对湿度传感器控制通风系统的话题,乔不久前写道:“二氧化碳和湿度并不是良好空气质量的良好代表。有总比没有强。但也好不到哪里去。”所以平衡计分卡标准并没有根据这些因素改变换气速率的规定。

厨房和浴室排风机。ASHRAE和BSC之间的一个区别是,厨房和浴室必须有居住者控制的排风机,而不是连续运行的排风机。与62.2不同的是,BSC标准不允许风扇以较低的速率连续运行。“快速有效地把东西拿出来。然后把风扇关掉。”乔说。

通风质量得到认可

这个新标准最重要的方面之一是,它认识到并非所有的通风系统都是平等的。纯排气通风完全依赖于建筑物围护结构的随机泄漏。仅供系统本身就有很多问题。平衡系统是最好的,但它们更贵。

然而,ASHRAE 62.2并不关注系统的通风情况。它的主要重点是通风率,Lstiburek认为这没有坚实的科学基础。新的平衡计分卡标准“惩罚差的系统,奖励好的系统,”乔说。如果系统"吸和吹,你可以用更低的利率。如果它把通风的空气送到整个房子,你可以使用一个较低的速率。如果房子里的空气混合得很好,你可以使用较低的速率。

BSC-01的发射

正如我上面提到的,这个标准还处于草案阶段,还没有发布。在最终发布之前,一些细节可能会发生变化,但它的基本框架现在已经基本就位。建筑科学公司的第一个标准BSC-01的正式发布定于8月初,在韦斯特福德建筑科学研讨会(亲切地被称为楼宇科学夏令营这是建筑科学“Illuminati”的官方会议一个€”)。

标准、规范和程序

标准只是建议。许多组织制定标准。有时不同的组织会制定相互竞争的标准。以BPI现行的家庭能源审计标准为例ACCA、ICC、AHRI和其他10个组织对他们的抨击.重要的是建筑规范和程序采用哪种标准。

目前,ASHRAE 62.2在几个地方使用,主要是因为它是镇上唯一的展览。它深深嵌入到能源之星家庭计划中,其中的许多要求直接来自62.2-2010。

游戏介绍

就像BPI和ACCA的能源审计标准之间的采用竞争一样,不久BSC将在住宅通风标准方面给ASHRAE一些竞争。你可以读到Max Sherman和Joe Lstiburek辩论的很多细节Martin Holladay的文章但到目前为止,争论的焦点都在ASHRAE 62.2中应该包含什么,不应该包含什么。

随着竞争标准很快出现在市场上,寻求指导的组织除了采用或不采用62.2之外,还有其他选择。乔有信心他的新标准将在超过62.2个地方被采用。正如乔最近告诉我的,“在思想的市场中,更好的想法会胜出。”

事实上,我觉得他很期待这场战斗。对于马克斯·谢尔曼所说的“抵抗是徒劳的”,他的回应是:“游戏开始了。”

脚注

一个€在一个正在进行的关于通风的讨论在建筑科学社区小组上LinkedIn在美国,谢尔曼已经开始把他的观点中未指明的反对者称为光明会例如,他写道,如果控制气味是唯一的需要,“某些光照派所主张的那种不符合标准的系统是可以的”。

Allison贝尔斯她是一位演说家、作家、能源顾问、resnet认证的培训师,也是《能源先锋博客.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

10评论

  1. 凯文·迪克森,中小微企业||# 1

    科学在哪里?
    让我们明确一点,这两个标准都是SWAGs。

    BSC标准将融合他们丰富的经验和常识,这对我来说已经足够好了。它还将空气质量的部分责任推给了居住者,在这种情况下,这是一件好事。

  2. 詹姆斯·杰夫||#2

    “科学”是什么样子的?
    我同意Kevin的观点,我在BSC那篇文章中一直在寻找的是:科学需要做什么?是了解污染物,它们在建筑物内的产生,以及它们在不同浓度下的影响吗?我不是说这很简单,离简单还差得远,但是制定一个议程,可以交给适当的科学资助机构,这将是一个巨大的贡献。比用不同的猜测来对抗猜测要好得多。

  3. 丹尼斯Heidner||# 3

    认为2020年
    所有参与的各方——即使是与BSC意见相左的ASHRAE 62.2标准成员,也都具有良好的资格和丰富的经验。但他们对已经建成和未来建成的住宅应该是什么样子也有非常不同的观点(HVAC/能源观点)。

    我不相信任何一个团体主张仅靠简单的排气风扇来解决空气质量问题,目前解决“坏”污染物的真正方法是从源头控制污染物或用新鲜空气稀释它们。所以问题就变成了住宅中污染物的允许水平是多少以及你能多快将有害物质稀释到允许的水平。

    然而,我更喜欢平衡计分卡的建议——我仍然对房子缺乏按需控制通风(DCV)的规定感到心痛。我们现在确实有低成本的传感器技术——针对VOC,而不仅仅是二氧化碳,但如果不包括允许的水平和要求通风的规定,没有制造商或建筑商会冒险花时间和金钱。

    我希望在建议的指导方针中至少有一条包含DCV。它不需要100%由传感器调制-它可以简单地允许通风率下降50%的计算速率,同时VOC,CO2,CO和O3保持在或低于允许水平(或降低NBR值至1 -当水平是可接受的)。当空气浓度超过标准值时,就会加大通风力度,以更高的速率“稀释”空气——可能是现有的62.2-2013标准的150%。

    反对DCV的一个论点是,没有住宅污染物的硬性标准——空气质量是主观的。我同意——然而——我的孩子们(现在都有自己的家了)也提醒我,我喜欢更冷的房子,而他们更喜欢温暖的房子。制造商正在通过制造更智能的恒温器来解决房主的多变性。

    NEST和其他制造商现在提供温控器,可以“了解”住户的热偏好。如果太冷你就调高温度,如果太热你就调低温度。恒温器知道时间,知道室外条件,它(通过基于云的程序)学习什么是房子的最佳设置,然后在未来遵循该程序……你改变温度,它就会继续学习。

    我们可以在通风方面做同样的事情——设定一个最低标准,以确保猫和狗不会死亡,保持低流量,这样房子就能得到新鲜空气。感受空气质量,了解室内环境,如果居民按下“闷热”按钮-调整。摒弃“单一”传感器测量点,在室内加入多个传感器——到2020年,无线传感器微粒——温度、RH、VOC、CO2、CO和O3的售价可能会达到35-50美元(相当于2013年美元)。

    传感器可以很容易地监测VOC、CO2、CO和O3,如果它们接近极限——而不是像一些可听的烟雾探测器那样发出“火,火,火”的声音,如果未来的暖通空调温控器/控制器可以大喊“通风,通风,通风....”

    2013年制定的任何指导方针或标准都需要帮助进一步推动住宅暖通空调系统达到2020年我们需要的水平....不要阻止DCV,只是对允许的DCV系统有更高的期望…

    提供一条通向更节能的家庭的道路,一条EPA会积极看待的道路——能源之星项目将采用这条新道路作为标准,摒弃那些仅仅为了保持空气新鲜而燃烧煤炭的标准……

  4. 专家成员
    阿曼德科博||# 4

    比较
    根据您的文章,我决定为我正在设计的三个住宅做一个快速的电子表格,使用三种通风方法:2010 ASHRAE 62.2, 2013 ASHRAE 62.2和BSC-01。根据我在俄基州立大学获得的博士学位,我能说的是,小房子每平方英尺的通风比例更高,如果你假设大房子的容积更大,那么大房子每立方英尺的空气通风更少,这有意义吗?人们会认为,交换空气的数量也与交换空气的体积成正比。此外,单供通风系统或平衡通风系统运行的时间长度是否应该作为需要供应的cfm总量的考虑因素?附件是我的研发…

  5. 霍比特人_||# 5

    丹尼斯说什么
    好吧,如果二氧化碳和湿度不能用机械测量
    衡量室内“污染”水平的指标是什么??

    通风建议会是怎样的呢
    当一个热稳定的建筑不需要冷却,但
    外面的空气又脏又潮湿?我们要强制带吗
    在不必要的恶心中
    有机会预先处理它吗?如果天气已经变干了
    在室内,我最喜欢的换气率是
    尽量避免窒息,最小到和
    如有必要,包括零,直到环境条件改善。

    _H *

  6. 丹尼斯Heidner||# 6

    VOC和其他物质
    让你生病需要大量的二氧化碳…在较长时间内都能超过3000ppm。现在室外环境的浓度约为百万分之400,而在家里,如果有活人,浓度可能在百万分之600-1200之间。过去,二氧化碳一直被用作空气质量不良的指标——用它来代替其他更难测量的化学物质。包括:苯,甲醛,萘,氮氧化物。一氧化碳。

    环保局,世界卫生组织,很多大学都有很多有数字的发表论文。问题是……许多数字和可能的坏东西,很难决定检查什么。

    在过去的十年里,许多用于不良物质的传感器的成本已经降低,而且很容易获得。一氧化碳(CO)就是一个很好的例子。每个家庭都应该有多个一氧化碳检测器——由于广泛的需求和采用,价格已经下降。CO传感器与苯、甲烷、酒精、萘传感器非常相似。这些通常是在基材上的金属氧化物,被轻微加热——对坏的化学物质的反应改变了金属氧化物的抗性,它可以被检测到。早期的传感器并没有很好的使用寿命,但正如二氧化碳探测器所见,这些问题都可以解决。按单个数量计算,单个苯、甲烷、萘传感器的价格目前在5美元左右。氮氧化物传感器的读数略高。对于其他一些不好的东西,使用的技术是基于燃料电池。甲醛(HCHO)传感器通常是经过调谐的燃料电池。

    二氧化碳传感器的价格正在下降——技术上存在良好的竞争。在前几年,稳定的二氧化碳传感器的唯一真正的选择是NDIR(非分散的红外-二氧化碳气体吸收)。但这种情况已经发生了变化——更多的竞争,更多的供应商,以及新的调谐金属氧化物传感器。汽车工业正在他们的产品中使用二氧化碳传感器——这降低了价格——很多!其结果是,像德州仪器这样的半导体公司现在正在提供旨在使传感器的使用更容易的芯片。

    在过去的几年里,我看到了融合更好的光学传感器的重要工作,用专门设计的化学敏感光学板来检测有害物质。想象一块玻璃,在HCHO存在的情况下,它可以改变色调,并可以用紫外光重新设置。但现在的紫外线来自UV- led,包装看起来像一个小火柴盒。

    甲醛传感器仍然是昂贵的(DART的)仍然接近100美元,当你添加支持电子设备-但它是基于燃料电池和新的。一种金属氧化物传感器也能对HCHO和苯产生反应,每台售价约为20美元。

    可靠性问题总是被问到——答案是新传感器的失效率与CO探测器(有好的电池)差不多。您可以通过要求DCV为基础的通风系统在每个卧室、家庭活动室和主要生活空间有一个传感器灰尘来解决可靠性问题。传感器上的微粒会反馈到普通恒温器(可能是类似NEST的设备),然后由恒温器设定通风速率。如果在任何房间里“嗅”到不好的东西,这个比率就会上升。如果CO被检测到,你就尽可能提高汇率…如果可能的话,200%。如果检测到氮氧化物——这可能是由燃烧区设备的烹饪或反向牵伸造成的——可能需要与大型抽油烟机进行一些通信。但它也可以触发警报,提高通风。

    这些东西大多是未来的——五六年以后。但是标准需要几年的时间来采用,如果标准不允许,就不会有新的住宅直流暖通空调产品和控制。想想2020年吧!

    附件是一个简单的腋下除臭剂VOC检测的例子…传感器是一个便宜的u盘,里面有简单的软件,可以花30美元买到。几千美元的传感器卖不到几美元。

  7. Curt友善||# 7

    你说得有道理
    而不是盲目地将过去30年所取得的所有成果和效率的提高都付之东流。

  8. Curt友善||# 8

    一些信封背面的计算:
    我和其他4个家庭成员住在一个3 ACH 50 3400 SF的房子里,非常幸福。使用ACH50 vs ACHnat除数20,我们可能会得到适合住宅和5名居住者的室外空气量,每ASHRAE 62.2-2010,大约60-70 CFM。

    尽管缺少机械通风设备,但我们都很健康——我们五个人平均每年在工作或学校生病的一天不到。

    我对完全取消渗透学分感到恼火。虽然它确实有所不同,但所有的住宅,特别是多层和海滨住宅都有一些自然通风,风或堆栈驱动,几乎所有的时间都在进行。

    如果我们被迫向前推进,我希望我们可以选择绕过持续通风,使用需求驱动,而二氧化碳传感器是正确的动物。我从两方面都听说过——二氧化碳似乎被允许用于商业用途,但一些评论员,包括乔,坚持认为二氧化碳是室内空气质量的一个糟糕指标,因为它忽略了无数其他潜在的污染物。

    我知道,如果我们被迫总是向一个典型的中型房屋提供50-100 CFM的室外空气,无论是否有人居住,都是24/7,等等,我们将在节能和湿度控制方面后退一步。鉴于委员会制定规则的方式与国会类似,我不得不怀疑中央dehu或ERV游说团体是否在这些标准中有一只看不见的手。

    如果我从日落到日出将50立方英尺的室外空气带入这个房子,在太阳负荷消失后,我将在11小时内更换空调空气(全部34000立方英尺,45% RH),与室外空气约90% RH,整个夏天,我不会很高兴。这相当于室内空气中增加了近3加仑的水,2.25吨的热泵(矿井的低档位)在显热比75%(工业标准)的情况下运行,将需要近3.5小时才能从室内空气中抽出这么多的水。这忽略了室内已经存在的潜在负荷(渗透、呼吸、蒸发)。经验表明,我们整夜保持45% RH,热泵整夜运行约2小时,这是由于前一天的太阳能收益通过我们的ICF墙整夜缓慢泄漏造成的愉快情况。

    如果需要额外3.5个小时的暖通空调操作来排出因室外最低50 CFM的夜间强制温度而产生的水分,那么在正常情况下,要到中午过后才会恢复正常。

    最好的(即最节能的)中央脱氢机的安装成本为2500-3000美元,需要4-6千瓦时才能更及时地从空气中抽出额外的3加仑水。此外,它还会给热泵增加1-2吨小时的合理负荷,成本又增加了1-2千瓦时。换句话说,如果只使用50个CFM连续的室外空气,那么一年中的大部分时间里,我的暖通空调成本就会增加50%以上。

    ERV可能会在一定程度上抵消额外的运营成本,尽管资本成本更高。ERV不取代中央dehu,只是转移了一些负荷。

    这个“解决方案”似乎是在寻找一个要解决的问题……除非“问题”是昂贵的erv和中央dehus的低销量!

  9. Aj建筑商,纽约州北部6a区||# 9

    坚果……室内空气品质……我的奶奶
    坚果……室内空气品质……我奶奶99岁时只吃杂货店里卖的非有机食品,住的是烧煤的房子,没有空调,没有除湿机,也没有传感器。

    祝你好运…所有……无论你做什么…你死。

    放弃吧,享受吧。

  10. Curt友善||# 10

    他们不做奶奶
    他们肯定不像以前那样做奶奶了!

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