新鮮的空氣–新冠肺炎大流行中健康建築的重要性

2020-12-21 預製建築網

新冠肺炎大流行證明,健康考慮因素已不再僅僅是建築物的增值,而是允許更大的群體安全地使用空間的必要元素。

來源:《中國健康建築發展研究報告2020》,檸檬樹

按照LEED,WELL,AH主動式建築標準或中國健康建築標識(CHBL)要求進行設計的建築物在防範病毒傳播方面已經具有優勢。長期以來,針對環境可持續發展、創造良好的室內環境品質和降低碳排放的影響進行設計一直是這些評級系統的主要賣點。雖然每個標準各有側重,但是這些標準都可以減輕新冠肺炎的傳播並幫助乘員安全地在其間工作和生活。

雖然,我們在此提到的任何標準都不能完全阻止病毒傳播,但是這些策略以及社會隔離可以幫助使空間更安全。縱觀各類健康技術措施,本次新冠肺炎大流行對於未來建築最大的啟發是新鮮空氣的重要性,或者說,新風系統的重要性。

新風系統

限制室內空氣中病毒和細菌積累的一種簡單方法是清除它們!機械空氣處理系統旨在向室內空間供應新鮮的含氧空氣,並從空氣中排出二氧化碳,顆粒物,甲醛,一氧化碳和許多有害化合物,例如揮發性有機化合物(VOC)。在此過程中,病毒顆粒也會被排除,但是如果建築物的通風和換氣率不足,則呼吸空間中可能會殘留更高濃度的病毒顆粒。眾所周知,當受感染的人打噴嚏或咳嗽時,新冠肺炎會藉此傳播,從而排出含有數百萬個小微生物的飛沫。然後它們會在呼吸空間內霧化或降落在可觸摸的表面上。

WELL標準中空氣部分的12個先決條件和17個優化項,來源:《「疫」後購房,新風成標配》,黃俊鵬

WELL標準中空氣前提條件3 和 LEED v4.1 O + M (室內環境質量[EQ]前提條件1)要求通風系統每五年進行測試和平衡,並保持ASHRAE 62.1所要求的新風量。保持系統的最佳狀態確實有必要(進行調試和再調試),因為隨著系統的運行,建築空間使用和設備的老化化,新風量可能且經常會降至低於設計值。

通過精心設計的通風系統和定期維護,建築物運行管理人員可以最大程度地減少病毒傳播。更重要的是,與ASHRAE 62.1(由WELL Air Optimization 6 和 LEED v4.1 BD + C EQ Credit 1推薦)相比,空氣供應量增加了30%,可以提供更多的新鮮空氣,有助於稀釋呼吸空間中的病毒濃度。更高的新風量是醫療保健行業的標準做法,考慮到存在新冠肺炎的風險,現在是採用這種做法並調整/改造現有建築設備以引入更多新鮮空氣的好時機。添加到空氣供應系統中的傳感器可以與建築物管理系統綁定,以提供定期的空氣供應和空氣品質監控(WELL空氣優化8)。

新冠肺炎將加速新風系統的普及,來源:《「疫」後購房,新風成標配》,黃俊鵬

如果可能的話,打開門窗以增加通過建築物的空氣流通也是一種好習慣。WELL和LEED促進了可操作的窗戶(WELL空氣優化7;LEED v4.1 BD + C EQ前提條件1)和開口。

所有這些空氣品質衡量標準都可以記錄在建築物的《室內空氣品質政策》中。

當有充足的日光並且空氣聞起來新鮮而不陳舊時,人們會感覺自己在健康的建築中。打開窗戶或門可以增強健康的感覺,並幫助乘員感受到陽光的刺激,並欣賞自然風光。通過露臺和陽臺輕鬆進入戶外的能力進一步支持了健康益處。這一點在《AH主動式建築標準》中稱之為Bring the Outside In。當環境改善健康時,乘員會感到更安全,更舒適。通過將良好的設計和運營實踐與自然和親生物的聯繫相結合(WELL Mind Precondition 2)可以改善健康狀況,從而減少重返工作的壓力。

來源:AH主動式建築實施指南,AH國際聯盟

空氣過濾

保持空氣清潔通常的做法是,新風系統要進行一定程度的過濾,以除去進入室內環境的顆粒,灰塵和碎屑。但是,過濾水平和過濾器維護對於向乘員提供新鮮,健康的空氣很重要。研究表明,適當過濾效率的過濾器,是經濟性最佳的去除潛在汙染物的方式。

WELL Air Optimization 12 需要更換記錄並根據室外空氣條件確定過濾器類型。密集的城市地區,炎熱乾燥的內陸地區以及交通樞紐和主要高速公路附近的位置可能含有更多的顆粒物,因此需要進行更大程度的過濾。LEED(LEED v4.1 BD + C IEQ技術要點1)建議使用最低MERV 13過濾器,WELL空氣優化12 建議最高使用MERV 16,並根據室外空氣品質和顆粒物(稱為PM2.5)對MERV 8進行預過濾和PM10)級別。PM2.5是進入肺部和血液中導致心臟病和其他心血管併發症的最小空氣顆粒。

MERV 13是一款非常經濟適用的過濾器,可以捕獲多達75%的PM2.5,細菌和病毒。MERV 16最多可捕獲95%,但更高的過濾效率也意味著更高的風機能耗、噪音和運行費用。除獲得LEED或WELL技術要點外,還將使用MERV 17或更高級的過濾器(歸類為HEPA)。

當過濾效率MERV值為13時,綜合考慮初投資和運行成本的淨化策略技術經濟性最高。來源:《後疫情時代中央新風與全屋淨水系統在健康建築中的應用》,黃俊鵬

MERV值為13的過濾效率相當於中國的中效過濾器。來源:《後疫情時代中央新風與全屋淨水系統在健康建築中的應用》,黃俊鵬

新冠肺炎病毒很小,直徑約為30納米(例如,平均毛囊的直徑約為80,000納米)。它是如此之小,以至於僅靠它自己就可以通過大多數空氣過濾器。但是,它通常會吸引PM2.5等顆粒物,凝結成一塊較大的物質。因此,重要的是使用最少的MERV 13過濾器過濾掉這些顆粒,或者如果通風系統能夠容納這些過濾器,則使用更高水平的過濾器。這些更高級別的過濾功能強大到足以緩解(儘管不能阻止)病毒的傳播。因此,從經濟性考慮,我們並不建議在商業空間中安裝HEPA過濾器。這些過濾器類型應保留用於醫療保健和關鍵設施。

如果系統不能容納這些較大的過濾器尺寸和相關的壓降,則可以採用電子系統(例如生物極性電離)殺死細菌和病毒。WELL為在強制空氣冷卻系統的冷卻盤管和凝結水盤上處理黴菌和黴菌孢子的紫外線處理提供了得分(WELL Air Optimization 14)。儘管此策略處理黴菌方面的效果很好,但是在處理病毒方面將是無效的,因為當病毒通過HVAC系統傳播時,紫外線根本沒有足夠的停留時間來完成其工作。空氣只是快速地通過。或者,可以在幾個小時後的空間中使用獨立的紫外線系統或紫外線燈,對空氣和表面進行消毒處理,這是常規清潔程序的一部分。

生物極性電離技術將揮發性有機化合物和其他氣味顆粒分解為二氧化碳和水。後續文章將深入介紹該技術,敬請關注。

LEED,WELL和AH主動建築標準還為測試室內空氣品質提供了得分。雖然標準的ASHRAE 62.1空氣品質測試協議並不涵蓋病毒的檢測,但其實施可以幫助向居住者證明您在建築物中實施的最佳實踐正在發揮作用,從而有可能防止病毒傳播(LEED v4.1 O + M EQ前提4, WELL空氣前提1 和 優化5)。

溼度控制

某些溼度水平可使病毒存活更長的時間,甚至在數量上增長,從而更難控制病毒的傳播。高溼度可能會促進微生物的積累和生長,而低相對溼度也與更長的存活率(滅活速度較慢)有關。

通過增加或去除空氣中的水分來保持相對溼度,該方法適用於溼度範圍廣的建築物。對溼度的調節改善了空氣品質和熱舒適性。WELL Comfort Optimization 7 建議所有項目中的機械系統(除了用於高溼度的空間,如遊泳館和溫室之外)都應始終保持相對溼度(RH)在30%至60%之間。該空間中模擬的RH水平也必須在一年中至少98%的營業時間內保持在此範圍內。最近的數據在室內溼度和病毒傳播方面,建議將相對溼度保持在40-60%之間。推薦的範圍用於保持較大的包含病毒顆粒的液滴,從而使它們更快地沉積在房間表面上,而不是在呼吸空間中保持霧化狀態。在這個溼度區間,包裹病毒顆粒的膜被破壞和失活的可能性更高。低於此範圍時,低環境溼度會損害免疫系統抵抗呼吸道病毒感染的能力。

來源:Increasing Temperature and Relative Humidity Accelerates Inactivation of SARS-CoV-2 on Surfaces,https://msphere.asm.org/content/5/4/e00441-20

清潔產品和協議

LEED為綠色清潔實踐提供了得分(LEED v4.1 O + M EQ先決條件3和EQ技術要點6-7),但是 WELL材料優化9超出了使用清潔產品的要求,並且為培訓和協議提供了額外的嚴格要求,這可能對減輕新冠肺炎病毒的傳播特別有幫助。

WELL指南可以幫助建築運營團隊制定更全面的清潔計劃。WELL涵蓋了有關清潔步驟順序和個人防護設備使用方面的培訓。該標準涵蓋了清潔規程,特別是清潔的程度和頻率,例如清潔日誌,以及消毒規程,包括識別和維護高接觸表面的列表及其對消毒的限制。WELL Water Optimization 8 通過為建築物居民提供適當的洗手指導,特別是用於水槽和水龍頭設計,皂液器和幹手器,進一步提高了清潔度。

結論

健康建築雖然無法完全阻止病毒的傳播,但嚴格按照LEED,WELL,AH主動式建築標準或中國健康建築標識(CHBL)要求進行設計的建築物在防範病毒傳播方面具有明顯的優勢,尤其是健康的通風系統,最終可能會成為建築設計的關鍵功能。在上述各種綠色健康標準中,新風系統都是強制的必選項。我們也呼籲更多的住宅地產開發商,重視新風系統的配置,即便毛坯交房,也應預留新風的取風口和新風機的安裝位置,為用戶二次裝修時,提供良好的便利條件。

來源:檸檬樹綠色地產顧問

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