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能源呆子的沉思

Covid时代的通风要求

我们应该增加通风率吗?

一个设计良好的通风系统以已知的速度将新鲜的室外空气引入建筑物。三种主要类型的通风系统 - 仅限排气系统,供应系统和平衡系统 - 所有这些都涉及引入新鲜的室外空气,虽然并非所有系统都做得很好地将新鲜空气分配到A中的各种房间建筑。大多数研究人员认为,充足的通风可以帮助限制室内空间中的Covid-19的传播。[图片信用:精美的房屋]

到目前为止,建筑科学家还没有在最佳通风量为建筑物的问题达成共识。作为绿色建筑顾问的读者可能知道,很多的新鲜空气是如何引入办公楼,学校的问题,和家庭一直存在争议多年。(欲了解更多的争议,见“你家需要多少新鲜空气?”“通风率和人类健康”。

现在,公共卫生当局和建筑经理正在应对全球性苍白大流行,通风率争议已经变得更加复杂。在本文中,我会尽力概述最新的争议,并在科迪德时代的通风率提供一些建议。

为什么我们透气建筑物?

当前建筑标准中规定的通风率(例如,ASHRAE 62.2中规定的率,美国最常见的住宅通风标准不是基于降低病毒疾病的传输速率;相反,目前的推荐率基于将多氧化碳(和其他一些已知的空气污染物)的室内水平降低到可接受的水平,以及降低人体气味水平的较小程度。

杰弗里·西格尔博士是ASHRAE研究员,并在多伦多大学土木工程系教授。(ASHRAE is the American Society of Heating, Refrigeration, and Air-conditioning Engineers.) When I asked Dr. Siegel about the origins of the ventilation rates in current standards, he said, “I don’t think infectious disease entered into any discussions of ventilation systems, except in some medical environments.”

据威廉Bahnfleth博士, a professor of architectural engineering at Pennsylvania State University and chair of ASHRAE’s epidemic task force, “The ventilation rates in part are intended to lower the levels of bioeffluent, or in lay terms, body odor, to the point that most people will think the air quality is acceptable. Epidemics were not really incorporated into the thinking.”

也就是说,有很好的理由,相信具有室外空气的室内空间通风可降低病毒疾病的传输风险。According to Dr. Max Sherman, a senior scientist at Lawrence Berkeley National Laboratory and a recipient of ASHRAE’s Holladay Distinguished Fellow Award, “We know that if you increase ventilation, you will reduce the concentration of aqueous aerosols, and reducing the concentration reduces the risk.”

Covid-19的传输通过空气发生

在Covid大流行的最初几个月里,公共卫生官员不确定病毒的最常见传播方式。它主要是通过接触表面传播的吗?还是通过吸入被感染咳嗽弹射到短距离的大飞沫?或者它主要是通过空气传播的更小的颗粒——小到可以漂浮并传播很长一段距离的颗粒——通过所谓的气溶胶或空气传播?

起初,世界卫生组织(世卫组织)落后于空中传播的重要性。然而,随着空气传输积累的证据是重要的,谁最终改变了曲调。

关于这个有争议的问题的详细信息,请参阅以下文章:

冒着过于简化的风险:

  • 如果通过接触表面传播,最好的预防措施是洗手。
  • 如果大的飞沫吸入传播发生,最好的预防是社会距离。
  • 如果通过吸入小气溶胶颗粒而发生透射,则最佳预防是改善室内通风。

通过戴上掩模也可以减少最后两个传输方法。大多数专家认为,所有三种机制都在Covid-19传播中发挥滚动;但是,有一个正在进行的辩论,了解哪些机制最重要。

户外比室内更安全

到目前为止,我们大多数人都知道,担心Covid-19传播的人应该更喜欢室外空间,而不是室内空间。如果你正在考虑举行社交活动,那么在天气允许的情况下,你应该计划在户外举行。虽然阳光确实有助于杀死病毒,但户外的主要好处是新鲜的空气——尤其是微风可以迅速将病毒颗粒从受感染的人身边带走。这些事实与任何人思考通风率问题有关。

捕捉Covid-19与地震中的死亡有很大的共同之处:主要发生在室内的人,而不是户外的人。几乎所有的超级概念都在室内进行。作为建筑科学家Joseph Lstiburek解释说,“最安全的地方是在海滩上。”

为什么高通风率可能是一个好主意

声音的上升合唱现在要求更高的通风率。为什么通风的室内空间可降低病毒传播的主要原因是因为引入的新鲜空气稀释病毒气溶胶的室内空气中的浓度。如果你希望你的房子的内部更加安全,因此,一种方法是离开一个或多个窗口打开,特别是如果天气温和。

另一种方法是确保您的房子有一个通风系统,将新鲜的室外空气引入建筑物。所有精心设计的通风系统 - 包括供应通风系统,排气通风系统和平衡通风系统 - 将新鲜空气引入家庭,尽管有些系统比其他系统更好地工作新的空气分配。

如果房屋具有强制空气加热和冷却系统,可再循环空气,并且还包括有效滤波器,则过滤器可以帮助减少病毒载荷 - 特别是如果过滤器在MER5或更好的速度下额定值。

那么,我们的目标通气率是多少?

许多出版物和网站建议建筑业主提高建筑物的通风率,以降低Covid传播的风险。例如,一个ASHRAE网站,为房主提供Covid-19建议有一个标题的一节,“增加通风率”。

另一个例子可以在由ASHRAE疫情工作小组发表了资源,其中的注意事项“通风量增加:建筑指导显然鼓励建筑运营商增加其系统的室外空气通风,以将再循环空气减少回到空间。”

尽管对这种声音合唱来说,呼吁通风增加,建筑科学家和公共卫生当局尚不确定旨在最大限度地减少Covid传播的设施的通风率是什么感觉。

当我与西格尔博士交谈时,他指出:“据我所知,我们没有证据表明换气频率如何影响Covid传播率。但我们知道,通风不好的地方是我们看到传播的地方。许多其他呼吸道病毒的传播率受到通风率的影响,这一点得到了很好的证明。”

因此,有些部门提醒,我们应该增加超出今天的标准中列出的推荐率通风率。但其他当局注意,没有人报告在精心设计和正常通风系统建筑superspreading事件,所以现有的通风标准可能就好了。Superspreading事件发生在拥挤通风不良的建筑物。如果这些建筑已经配备了符合最低标准的通风系统,病毒传播可能不会发生。

我问Bahnfleth博士 - 像谢尔曼博士一样,谁是Ashrae的霍拉迪尊贵的同伴奖项 - 无论我们都应该提高建筑物的通风率超出现有标准推荐的水平。他回答道,“现在是一个未答复的问题。如果您有更多的室外空气通风,您将减少室内[病毒]浓度。但我们知道目标通风应该是什么吗?在这个阶段,没有。我们知道通风很重要,所以我们需要有最少的通风。但我说的原因是我不确定我们应该走多远,我们还没有看到的研究表明,通风良好的空间中有任何超级概念事件。“

当我问西格尔博士关于他的建议在学校设施经理,他告诉我,“增加通风量不应只是盲目进行。对于学校而言,我会说增加通风对于那些通风不良的场所“。

房屋与学校不同

我们知道,在建筑物(如学校)的情况下,足够的通风尤为重要,许多人聚集在一起。但是家园怎么样?如果你喜欢典型的家庭,那么这些天你不会在室内社交,那些住在你家的人是你的“社会泡沫”的成员。If you live in a single-family home, you’re probably not worried about Covid transmission from your spouse or children (although there are exceptions to this rule), which is why most of us don’t wear a mask when we’re home.

也就是说,如果你居住在一个多方面的建筑物中,你可能不得不担心在大厅或电梯里与邻居的遭遇。这就是为什么那些生活在多摩性建筑物中的人需要更关心室内通风,而不是生活在一个家庭住宅中的人。

“如果我们谈论一个独立的单户房子,那么增加通风的唯一原因就是一个人生病的房子,”塞格尔博士告诉我。“在一个多梦的建筑物中,它变得更加复杂。我们在多救护场建筑物中看到的那种传输是在公共区域有密切的接触时。......对我来说,众多建筑物不需要所有公共领域的面具。“

当我建议谢尔曼博士时没有多少理由担心在一个家庭住宅中的病毒传播,他回答道,“但如果清洁女士进入清洁怎么办?”我必须承认我没有考虑过一些人雇用专业清洁工的事实 - 大概是,这些清洁剂可能是男性或女性 - 在他们的家中工作。如果您的家庭进入该类别,您应该考虑减少清洁天的病毒传输的方法。

室内相对湿度的作用

研究人员注意与室内病毒传播有关的人员应尽量保持室内相对湿度在40% ~ 60%之间。避免室内相对湿度超过60%是直观的;毕竟,一些研究表明潮湿的建筑与室内霉菌和儿童哮喘的高发病率有关。

在光谱的另一端,目前尚不清楚为什么室内相对湿度水平为30%或35%比40%更差。以下是解释:空气传播的病毒被一滴水包围。如果液滴很大,它很快就会沉到地板(换句话说,它是球形的,停止是空气传播的(因此不可吸入可吸入)。然而,如果液滴很小,它暂停在空中长时间 - 意味着它可以长途旅行,并且更有可能吸入。当室内相对湿度(RH)低于40%时,每个液滴中的水分蒸发,将大液滴变成小滴。小液滴更有可能导致比大液滴更容易导致病毒传输,因此我们不希望液滴快速蒸发。

[作者注意:有关液滴蒸发的更多信息,请参阅本文底部的注释#2。]

然而,保持室内相对湿度在40%以上并不总是容易的,尤其是在寒冷的冬季,在那里,普通的建筑操作往往导致室内相对湿度在30%或更低。如果业主决定在冬季将通风率提高到正常水平以上,希望降低室内病毒水平,那么室内RH很可能会进一步下降。此外,试图用加湿器解决室内相对湿度低的问题可能是有风险的,因为加湿器的操作与窗户上或热外壳隐藏部分的冷表面上的冷凝有关。那么业主该怎么做呢?

共识似乎是试图操纵室内相对湿度,应将后座带到更重要的考虑因素,如引入室外空气和安装Merv-13过滤器。Bahnfleth博士告诉我,“在试图将建筑物加湿到40%时,肯定有很多实际问题。......基于对感染风险的影响,以特定的顺序做事是很重要的。我不认为我会在列表上把加湿高。更重要的是降低空中病毒的浓度。“

过滤是个好主意

这种新型冠状病毒非常小,直径约为100纳米。那么火炉过滤器是如何去除空气中的病毒的呢?

事实证明,我们并不真正担心所谓的“裸体病毒”,因为赤裸病毒不对空降传输负责。我们担心小水滴中包含的病毒。通过MERV-13滤波器滤出空气相对容易滤过空气,因此空气过滤是减少空气传播病毒载荷的有效方法。

谢尔曼博士告诉我,“一般的冠状病毒无法生存赤裸。他们需要围绕一个液滴。我们不相信肉眼病毒是一个很大的威胁。东西希望成为在痰或水,气溶胶液滴的小颗粒,至少0.3微米的“。

Sherman博士和Bahnfleth博士都认为,在空气处理装置中安装MERV-13过滤器是有意义的,只要这个过滤器不会引起静压问题。Sherman博士指出,“如果你查看HVI数据库,其中列出了过滤器的初始压降,你会发现许多MERV-13过滤器的压降低于一些MERV-8过滤器。”

一些新鲜空气的狂热者想知道是否有必要将他们的强制空气系统转换成100%新鲜的室外空气,而不是主要的循环空气。然而,由于你可能希望室内空气被过滤,这不是一个好主意。如果你想让你的空气处理过滤器去除室内空气中的病毒,那么你需要有再循环。

Bahnfleth博士说:“就暖通恒视广播而言,我认为一个涉及我的想法是”没有再循环在所有情况下是件好事“。换句话说,将在外部空气模式外到100%。如果你这样做,你会打败空气处理程序中有过滤器的目的。再循环的高效过滤实际上是一件好事。“

哪种措施最重要?

Siegel博士知道我们需要避免的情况。“描述了Covid传输速率高的空间的数字是”拥挤的通风空间“,”他说。“所以我们应该解决拥挤和通风。”

说到学校,西格尔建议,“如果钱不是问题,我会在所有地方增加通风。”如果一所学校远远没有达到ASHRAE 62.1的要求,那么达到62.1真的比什么都重要。我的建议是找学校里通风最差的地方,然后把钱花在那里。”

西格尔博士指出,然而,通风是次要的措施。“对于首要措施,头号措施是使用掩膜。让人们的除了尽量是第二。然后洗手和表面清洁来轮淘汰的首要措施。通风是二次测量 - 它涉及毕竟的主要措施。......我在二级类别把过滤坚决。”

Bahnfleth博士也有于学校设施经理的建议。“[学校]的第一件事是确保您的系统工作,”他说。“根据高校报告,41%的美国学区包括与HVAC系统的学校不足。所以首先,我们需要在应该工作的情况下工作。之后,我会推荐Filtration-Merv 13当你做到这一点。“

如果您正在寻找涉及住宅HVAC系统的措施,这是Sherman博士的建议:“首先,满足最低通风要求。下一步是过滤。如果你有一方,你可以随时打开一个窗口。“

新鲜空气很好

很多人,包括我的妻子和我,喜欢让他们的卧室窗户在天气温和时睁开。室外空气闻起来清爽,可能对人类健康有益。将大量室外空气引入现代化建筑的唯一缺点是通过在冬季加热时调节室外空气的能量惩罚,在夏季进行冷却,并在必要时脱离它。

没有建筑物的所有者拥有能量无限的预算,但很多业主都愿意支付更高的能源法案,以减少居民所将抓住潜在的致命疾病的机会。在我们等待从Covid传导机制的研究更多的数据,许多建筑的业主将不得不做自己最擅长的平衡自己的需要,以保持能源费用低,他们的愿望,以保持乘员的安全。

-Martin Holladay是一个住在佛蒙特州的退休编辑。

6评论

  1. Vivian Girard.||#1

    从这个“退役”的主编另一个非常丰富,合理,以及编辑列。请尽可能多就可以了,马丁回来在这些网页上;它会保持你的思维敏捷,让我们其他人少无知。在构建科学的教育和GBA特别是世界,你是不可替代的!

  2. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#2

    我刚收到一封电子邮件,从最大谢尔曼博士,我采访了文章的专家之一。在他的电子邮件,谢尔曼博士提供的道路上含有病毒的飞沫在低湿度的环境中蒸发的进一步细节。

    他写道,“我已经了解了一些关于液滴蒸发问题的更多信息,这比我想象的更复杂和更有趣。含有病毒的液滴当然大多是水,但它们有几个蛋白质中有百分之几的蛋白质。而水随时间蒸发,水合蛋白质没有并形成漂亮的巢以保护病毒。水滴基本上变成了几十个鼻球,直径为3个较小的东西。我猜测那些小球可能最终进一步干燥,但这可能会慢得多,然后他们可能会被困在某物或病毒会变得不活跃。“

  3. 删除||# 3

    “[删除]”

  4. 用户- 6986109||#4

    我们有一个小型办公室与二氧化碳控制通风通过横流空气 - 空气热交换器(循环加热,迷你分裂冷却)。我们通常维持900至1000ppm二氧化碳。我们现在维持在600至800 ppm时,给出一个没有任何具体指导。在办公分频器有面对面的会议之外的同时,需要口罩,并希望提高胜算不扩散Covid 19。

  5. David Sofio.||# 5

    还有一些细节是否有关于至少一个最近的研究中的空气过滤,其中发现感染性Covid-19病毒在无意识的6英寸分离距离之外,在住房患者的医院患者中?“房间每小时六个空气变化,并配有有效的过滤器,紫外线辐照和其他安全措施,以在空气重新推进到房间之前灭活病毒。”看https://www.nytimes.com/2020/08/11/health/coronavirus-aerosols-indoors.html.

  6. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#6

    大卫,
    以下是实际论文的链接:“具有Covid-19患者的医院空间中的空气中可行的SARS-COV-2。”

    Q。“在最近的至少一项研究中,有关于空气过滤的更多细节吗?”

    答:是的,本文的详细信息还要多于纽约时报文章。这是本文的作者写道:“房间133每小时六个空气变化和排气空气接受三重滤波器处理(最小效率134报告值[Merv] 14,75%-85%效率为0.3μm),在将90%处理的空气中回收回到房间之前,线圈冷凝(以除去135次水分),以及UV-C辐射。“

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