关于中美标准中卫生需求新风量计算的几点差异比较
2019-10-12黄远珊
黄远珊
(寰球工程项目管理(北京)有限公司,北京 100029)
确保室内新风量是构建健康建筑的基本要求之一。增大新风量有利于室内污染物的稀释和控制,减小对人体的伤害和增强人员舒适性,而过大的新风量也必然造成不必要的能耗。因此合理确定建筑新风量的大小对于暖通系统设计是一个不可轻视的环节。
工业建筑中办公类辅助建筑新风量的计算主要执行《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(以下简称《工规》),参考《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(以下简称《民规》,《民规》和《工规》统称国标)。因为国情和发展现状的不同,国标对于新风量的确定和ASHRAE 62.1(以下简称62.1)有一些计算方法的差异。以下就单独对卫生需求下,国标和62.1针对新风量的确定原则和计算方法的异同进行对比。
1 系统新风量计算的对比
1.1 国标的要求
《工规》中规定:工业建筑应保证每人不小于30m3/h的新风量。[1]
1.2 62.1中三种有关新风的设计方法
62.1中对于新风量计算,主要有三种方法:通风计算法(Ventilation Rate Procedure,VRP),室内空气品质法(Indoor Air Quality Procedure,IAQP)[2],自然通风法(Natural Ventilation Procedure,NVP)。以上三种设计方法中,IAQP流程复杂变数大,NVP一般不单独应用,通风计算法(VRP)是应用最普遍,最常规的设计方法。以下结合工程案例主要讨论该种方法的计算过程,并与按照国标所得计算结果进行对比分析。
(1)计算每个区域所需新风量
a)按照建筑物及空间形式查表确定每人所需新风量Rp, 单位面积新风量Ra;
b)确定区域人员数量Pz,区域净居住面积A[3];
z
c)计算呼吸区所需新风量
由此可见新风量分别与室内人数和建筑面积成正比[4]。
d)根据送回风口位置及送风温度,查表确定区域新风分配效率Ez: 按照上送上回,制冷工况考虑,Ez,c=1.0,制热工况考虑时,Ez,h= 0.8。该系数考虑了新风在不同工况下在室内的利用系数;
e)计算最小区域新风量(即送入每个房间的新风量)
表1为根据业主提供房间人数计算的过程和结果数据。
表1 根据业主提供房间人数计算最小区域新风量Voz
其中咖啡间、休息室、会议室计算时均考虑高峰人数的50%计算新风量。可以看出:在制冷工况下,除了咖啡间和门厅,其他房间的新风量62.1的计算结果均比国标小;而在制热工况下,门厅、咖啡间、休息室62.1的新风量计算结果比国标大。如若进行定风量系统设计及风量分配时,必然按照最不利的工况,即制热工况进行设计。
表2为根据62.1建议房间人员密度计算的过程和结果数据。
表2 根据62.1建议房间人员密度计算最小区域新风量Voz
如果项目缺乏人员密度数据时,可以参考62.1中提供的数据。由上表可见,如按照根据62.1中建议房间人员密度选取人数,计算最小区域新风量Voz, 在制冷工况下,休息室、办公室、门厅新风量与国标计算结果偏差小于15%;制热工况下,咖啡间、休息室、会议室新风量与国标计算结果偏差小于15%,而办公室62.1的新风量计算结果较大。
(1)根据服务于多个区域的系统计算得出系统新风量Vot( 根据业主提供房间人数计算最小区域新风量Voz进 行计算);
a)确定系统新风分配效率Ev的 两种方法:计算区域新风比Zpz后 ,查表确定Ev或 根据公式计算确定Ev;
表3为计算得出的各房间送风量及新风比。
表3 各房间送风量及新风比
?
由62.1查表得出Ev= 0.8;
a)计算使用参差率,即系统所服务区域所在的固定人员数量与各区域人数总和的比值[3],
根据业主提供一层所服务人员Ps=35,经计算D=0.7;
b)计算未修正新风量,
c)计算室外新风量,
国标计算方法中,当全空气空调系统服务于多个不同新风比的空调区时,需要考虑修正后的系统新风比Y[5]:
Y——修正后的系统新风量在送风量中的比例;
Vot——修正后的总新风量(m3·h-1);
Vst— —总送风量,即系统中所有房间送风量之和(m3·h-1);
X——未修正的系统新风量在送风量中的比例;
Von——系统中所有房间的新风量之和(m3·h-1);
Z——需求最大的房间的新风比;
Voc——需求最大的房间的新风量(m3·h-1);
Vsc— —需求最大的房间的送风量(m3· h-1);
经计算Y=16.5%,修正后的室外新风量
2 总结
由以上计算结果可知,两种标准中针对卫生需求的最小新风量计算方法出发角度基本相同,均考虑用于稀释人员和室内污染物。不同方面主要包括每人所需新风量取值的差别、是否考虑单位面积新风量、是否采用呼吸区的概念影响区域新风分配效率、是否考虑使用参差率等因素,导致最后计算结果差异。国标在规定设计最小新风量指标是考虑了人员污染和建筑污染对人体健康的影响[5],但是在具体计算中,仅以每人所需最小新风量作为指标,而缺少体现两种污染对于新风需求的区别。同时,62.1中对于常见房间列举更加详细,计算中带入多种因素影响,考虑更加周全[6],并且在标准每隔几年的升版中增加调整参数。对此,我国规范也可考虑提供针对我国建筑物特点的单位面积新风量。
按照本案例实际设计计算,休息室、会议室计算最小区域新风量Voz的 结果与国标相差较小;对于走廊的计算方法,《民规》提供每人所需最小新风量[5],62.1不考虑人员,而是按照区域面积所需新风量计算;有关区域新风分配效率,按上送上回制冷工况考虑,区域新风分配效率为1,无影响;若按照上送上回制热工况考虑,区域新风分配效率为0.8,对计算结果产生影响,区域所需新风量增大,而在国标中由于没有考虑这送入房间后的利用效率,根据62.1建议房间人员密度计算最小区域新风量时,制冷工况时办公室两种计算新风量结果差别不大,但制热工况下,即上送上回送暖风时,62.1的区域新风量明显大于国标;在系统新风量计算时,由于考虑了使用参差率的因素,导致62.1修正后新风量计算结果与国标相差较大,可见系统所服务区域所在的固定人员数量与各区域人数总和的比值对新风量有较大影响。由此可见,两种标准对于新风量的计算所考虑的因素有较大差别,计算结果也会差别较大。