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建筑科学

在住宅通风大战中,抵抗可能不是徒劳的

建筑科学公司创建了一个与ASHRAE 62.2相竞争的通风标准

ERV提供平衡的机械通风。关于住宅通风和ASHRAE 62.2的争论将很快进入一个新阶段。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)设置不同的最低通风率。
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Max Sherman博士去年夏天在美国建筑技术更新会议上的演讲中。(请在此下载pdf格式的官方报告)。如果你想要赢得人心的话,那种关于抵抗是徒劳的说法通常不是你想要的,但我问了谢尔曼这个问题。这个故事还有很多,所以继续读下去。

“抵抗是徒劳的。”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。当我问谢尔曼这件事时,他告诉我,他用它来“表明,与其试图让62.2消失,不如通过ASHRAE流程提出改进建议。”

起初,我觉得他说的“抵抗是徒劳的”很有启发性一个€,也许把他与博格人结盟.然而,我没有参加会议;据谢尔曼说,“谈话的语气轻松而戏谑,不傲慢也不粗俗。”

舞台已经准备就绪

关于住宅通风之战的细节,今年已经在《绿色建筑顾问》杂志上被广泛报道过几次(相关文章列表见下文),包括马丁·霍拉迪最近的一篇文章,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条来自战斗最高级的人(Joe Lstiburek, Paul Francisco和Paul Raymer)。当然,你应该读读乔的文章,意想不到的后果糟透了他对ASHRAE如何偏离62.2标准的看法。

概括一下,ASHRAE 62.2是一些程序和建筑/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所需的机械通风量。2010年的版本自动包括每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抵免,只对那些能够证明自己漏水程度足够大的家庭提供抵免。因此,2013年的版本比2010年的版本产生更高的通风率。

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

下面简要介绍62.2最后两个版本中所需的速率。根据62.2-2010,一套三居室、2500平方英尺的房子需要55立方英尺。同样的房子在62.2-2013版本中需要105 cfm。

此外,Joe Lstiburek认为a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,你不知道鼓风机门测试的洞在哪里。你不知道这些洞的压强。你不知道漏洞的本质,”乔在那篇文章中给迈克尔·布拉斯尼克(Michael Blasnik)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、通风量和室内空气质量的研究数据。“没有做过肾上腺素的研究……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,在没有数据的情况下,我们提出的任何通风速率都只是猜测。

可以说这场战斗已经白热化了。马克斯·谢尔曼(Max Sherman)和约瑟夫·斯提布里克(Joseph Lstiburek)都是建筑科学领域的博士和重量级人物,多年来一直在这个问题上持相反立场。现在,这场战斗即将进入一个新阶段。

进入建筑科学公司的新通风标准

谢尔曼关于ASHRAE 62.2是“唯一的全国共识标准文件”的说法可能是正确的,但这并不意味着抵抗是徒劳的。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。我们即将在市场上有相互竞争的标准。

以下是BSC新通风标准的快速概述,该标准仍处于草案阶段:

  • 这只适用于符合规范的新房子。
  • 公式与ASHRAE 62.2-2013相似,但产生的通风量低于ASHRAE 62.2-2013。
  • 速率可以通过3个参数进行修改:平衡、分布和混合。
  • 没有渗透信贷。
  • 对于不同的气候区域,通风频率没有调整。
  • 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。
  • 它还有其他类似于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,就会把渗透信用抛到一边,让现有住宅在机械通风的需求方面自生自亡。这使得有一个好的标准更容易,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 Afloor + 7.5 (Nbr + 1)

用一句话来说,所需的通风(Qv)是每100平方英尺的空调地板面积(Afloor) 1 cfm,加上每人7.5 cfm。人数定义为卧室数(Nbr) + 1。

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

Qv = 0.03 flor + 7.5 (Nbr + 1)

这还不是BSC通风率的最终结果因为你还得考虑到要安装什么样的通风系统。如果这是一个平衡的系统,空气是分布的,你可以直接使用公式中的数字。如果它是平衡的,但没有分配(定义为将通风空气输送到公共区域和每个卧室),乘以1.25。如果不是平衡而是分布,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,展示了它是如何工作的。

还要注意的是,除了平衡和分配,室内空气的混合也会影响通风率。如果家里同时具备这三种功能——平衡通风和空气混合的分布式通风——所需的通风率就会降低25%。所有这一切的结果是,一个三居室,2500平方英尺的房子,需要55立方英尺的空间来满足62.2-2010年,105立方英尺的空间来满足62.2-2013年,在BSC标准下,需要41立方英尺到83立方英尺的空间。

渗透信贷。这是62.2中最棘手的问题之一。这基本上是因为风化程序,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不同意鼓风机门可以告诉你一个房子需要多少通风。不过,他们只是为新房制定了一个标准,从而回避了二手房的整个问题。

在62.2中,渗透信贷适用于新房和现房。委员会决定,通过建筑围护结构上的随机孔漏进房子的空气可以算作通风空气。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”,但在室内空气质量方面,没有理由将渗透算作通风。渗入的空气可能来自车库、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。

气候带和传感器。新的平衡计分卡标准不包括基于气候区域的调整条款。根据Lstiburek的说法,你可以令人信服地认为寒冷的气候需要更多的通风,但你也可以令人信服地认为炎热潮湿的气候需要更多的通风。最后,他说,最好有一个一刀切的标准,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替代品。有总比没有强。但也好不到哪里去。”所以BSC标准没有规定根据这些因素来改变通风量。

厨房和浴室排气扇。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气风扇,而不是连续运行的排气风扇。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。排风通风完全依赖于建筑围护结构中的随机漏洞。仅供应系统本身存在许多问题。平衡系统是最好的,但它们更昂贵。

然而,ASHRAE 62.2并不关注系统通风的好坏。它主要关注的是通风率,Lstiburek认为这并不是基于可靠的科学。新的平衡计分卡标准“惩罚差的系统,奖励好的系统,”乔说。如果系统糟糕透顶,您可以使用较低的利率。如果它把通风的空气输送到整个房子,你可以使用较低的速率。如果房子里的空气混合得很好,你可以使用较低的空调。

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,但它的骨架现在基本都到位了。建筑科学公司的第一个标准,BSC-01,将于8月初在韦斯特福德建筑科学研讨会期间正式发布建筑科学夏令营这是建筑科学“光明会”的正式会议一个€”)。

标准、规范和程序

标准只是建议。许多组织制定标准。有时不同的组织制定相互竞争的标准。以BPI现有的家庭能源审核标准为例他们从ACCA、ICC、AHRI和其他10个组织那里得到的宣传.重要的是哪种标准会被建筑规范和程序采用。

目前,ASHRAE 62.2在几个地方被使用,主要是因为它是城里唯一的展览。它深深嵌入在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能源审计标准之间的竞争一样,BSC很快就会让ASHRAE在住宅通风标准方面进行竞争。你可以读到很多马克思·谢尔曼和乔·斯提布拉克之间辩论的细节Martin Holladay的文章但是到目前为止,关于ASHRAE 62.2中应该包含什么,不应该包含什么,我们一直在讨论。

随着竞争标准很快出现在市场上,寻找指导的组织将有其他选择,而不仅仅是采用62.2。Joe相信他的新标准将在超过62.2的更多地方被采用。正如乔最近告诉我的那样,“在思想的市场上,更好的思想将会胜出。”

事实上,我觉得他真的很期待这场战斗。他对马克斯·谢尔曼“抵抗是徒劳的”的说法的回应是,“游戏开始。”

脚注

一个€在正在进行的关于通风的讨论中,在建筑科学社区小组上LinkedIn,谢尔曼已经开始把他的观点的不明确的反对者称为“光明会例如,他写道,如果控制气味是唯一必要的话,“某些光照派所主张的那种不符合标准的系统是可以接受的”。

Allison贝尔斯迪凯特,格鲁吉亚,是一个演讲者,作家,能源顾问,resnet认证培训师,和作者能源先锋博客.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

10评论

  1. kevin_in_denver||# 1

    科学在哪里?
    让我们明确一点,这两个标准都是SWAGs。

    BSC的标准将结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乘客,这在这种情况下是一件好事。

  2. jameshowison||#2

    “科学”会是什么样子?
    我同意凯文的观点,我在BSC的文章中一直在寻找的是:需要做什么科学研究?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?我不是说这很简单,一点也不简单,但是制定一个可以交给适当的科学资助机构的议程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. heidner||# 3

    认为2020年
    参与各方——即使是不同意BSC的ASHRAE 62.2标准成员,也都有很好的资格和丰富的经验。但他们对已经建成和未来建造的住宅也有非常不同的看法(暖通空调/能源观点)。

    我不相信任何一个团体主张仅用简单的排气风扇来解决空气质量问题,目前解决“坏”污染物真正意味着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允许的污染物水平是多少,以及你多快能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提议——我仍然对房子里缺乏按需控制通风(DCV)的规定感到心痛。我们现在确实有低成本的传感器技术——用于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时间和金钱的风险。

    我希望至少有一个建议的指导方针包含包含DCV的路径。它不需要100%由传感器调制-它可以简单地允许通风速率下降50%,同时VOC,CO2,CO和O3保持在或低于允许的水平(或将NBR值降低到1 -而水平是可接受的)。当空气质量超标时,通风系统就会增加并调节,以更高的速率“稀释”空气——可能是现有62.2-2013标准的150%。

    反对DCV的一个论点是,如果没有对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(现在已经是有自己家的成年人了)也提醒我,我喜欢寒冷的房子,而他们更喜欢温暖的房子。制造商正在通过创造更智能的恒温器来解决房主的可变性问题。

    NEST和其他制造商现在提供的恒温器可以“学习”家庭成员的热偏好。如果太冷你就提高温度,如果太热你就降低温度。恒温器知道时间,知道室外条件,并(通过基于云的程序)学习房屋的最佳设置,然后在未来遵循该程序……你改变温度,它就会不断学习。

    我们也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。感知空气质量,了解室内环境,如果居民按下“闷”按钮,就进行调整。摆脱“单一”传感器测量点,在房子里安装多个传感器-到2020年,无线传感器颗粒-温度,RH, VOC, CO2, CO和O3可能会卖到35-50美元(相当于2013年美元)。

    传感器可以很容易地监测VOC的,CO2, CO和O3,如果他们接近极限-而不是尖叫“火火火”像一些声音烟雾探测器,如果未来暖通空调恒温器/控制器可以大喊“通风,通风,通风....”

    2013年编写的任何指南或标准都需要帮助进一步推动住宅暖通空调系统在2020年达到我们的需要....不要阻止DCV,只是对允许的DCV系统寄予更高的期望…

    提供一条通往更节能的家庭的道路,一条EPA会积极看待的道路——能源之星计划将采用这条新道路作为标准,远离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
    我决定根据你的文章为我现在正在设计的三种通风方法做一个快速的电子表格:2010 ASHRAE 62.2, 2013 ASHRAE 62.2和BSC-01。根据我在俄克拉荷马州酒吧获得的博士学位,我能告诉你的是,小房子每平方英尺的通风比例更高,如果你假设大房子的体积更大,那么大房子每立方英尺的空气通风更少是否说得通?人们可能会认为,要交换的空气量在某种程度上也与要交换的空气体积成正比!此外,仅供风系统或平衡通风系统运行的时间长度是否应考虑需要供应的cfm总量?附件是我的R&D…

  5. 用户- 1135248||# 5

    丹尼斯看到了什么
    好吧,如果二氧化碳和湿度不适合机械测量
    室内“污染”水平的指标是什么??

    通风建议最终会是怎样的呢
    当一个热稳定的建筑不需要冷却,但是
    外面的空气又脏又潮湿?我们要强制携带吗
    在不受欢迎的情况下
    有机会对它进行预处理吗?如果已经干燥了
    在室内,我最喜欢的通风率是
    为了避免窒息,尽量做到最低限度
    如有必要,包括零,直到环境条件改善。

    _H *

  6. heidner||# 6

    挥发性有机化合物等
    需要大量的二氧化碳才能让你生病……远超过3000 PPM延长时间。外面的背景现在运行大约400ppm,在家里,它可能位于600- 1200ppm,有生命的身体。在过去,二氧化碳一直被用作空气质量差的指标——用它来代替其他难以测量的化学物质。这些包括:苯,甲醛,萘,氮氧化物。一氧化碳。

    环保局,世界卫生组织,很多大学都有很多用数字写的论文。问题是有太多…许多数字和可能的坏东西,很难决定要检查什么。

    在过去的十年里,许多用于不良物品的传感器已经被制造得成本更低,而且唾手可得。一氧化碳(CO)就是一个很好的例子。每个家庭都应该有多个CO检测器,由于广泛的需求和采用,价格已经下降了。CO传感器与苯、甲烷、酒精、萘传感器非常相似。这些通常是基板上的金属氧化物,被轻微加热——对不良化学物质的反应改变了金属氧化物的电阻,可以检测到。早期传感器的寿命并不长,但正如CO探测器所示,这些问题都可以解决。按单个数量计算,苯、甲烷、萘传感器的价格目前在每个5美元左右。氮氧化物传感器略高。对于其他一些不好的东西,所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——在技术上有很好的竞争。在过去几年里,稳定的CO2传感器的唯一选择是NDIR(非色散IR—CO2气体吸收)。但情况已经发生了变化——竞争更加激烈,供应商更多,还有新的调谐金属氧化物传感器。汽车行业正在他们的产品中使用二氧化碳传感器,这大大降低了价格!结果是,像德州仪器(Texas Instruments)这样的半导体公司现在正在提供旨在使传感器更容易使用的芯片。

    在过去的几年里,我看到了关于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坏东西。想象一下,一块玻璃在HCHO存在的情况下会改变色调,并可以用紫外光重置。但是现在紫外线是来自UV- led的,包装看起来像一个小火柴盒。

    甲醛传感器仍然很贵(DART的),当你添加支持电子设备时,仍然接近100美元——但它是基于燃料电池的,而且是全新的。一种金属氧化物传感器,也对HCHO和苯有反应,单价约为20美元。

    可靠性问题总是被问到——答案是,新型传感器的故障率与CO探测器(有良好电池的情况下)差不多。您可以通过要求基于DCV的通风系统在每个卧室、家庭娱乐室和主要生活空间安装传感器尘埃来解决可靠性问题。传感器的微尘报告给普通的恒温器(也许是一个类似NEST的设备),然后设置通风速率。如果在任何一个房间里“闻”坏东西,这个比率就会上升。如果CO被检测到,你就尽可能地提高汇率…200%如果可能的话。如果检测到氮氧化物(可能是由于烹饪或燃烧区设备的反牵拉),则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,并加大通风。

    这些东西大部分是未来的——五六年以后。但是标准的采用需要几年的时间,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系统诞生。想想2020年吧!

    附件是一个简单的腋下除臭剂VOC检测的例子…传感器是一个装有简单软件的廉价u盘,30美元左右就能买到一个。数千个传感器不到几美元。

  7. curtkinder||# 7

    你说得有道理
    而不是盲目地将过去30年的收益和效率付之东流。

  8. curtkinder||# 8

    一些粗略的计算:
    我和其他4个家庭成员住在一个3 ACH 50 3400 SF的房子里,非常快乐。使用ACH50 vs ACHnat除数为20,我们可能会得到合适的室外空气量,每个ASHRAE 62.2-2010为5个居住者,大约60-70 CFM。

    尽管缺乏机械通风设备,但我们都很健康——我们五个人平均每年因工作或上学生病的天数不到一天。

    我对完全取消渗透积分感到恼火。虽然情况确实有所不同,但所有的家庭,尤其是多层和海滨家庭,几乎一直都有一些自然的、风或烟囱驱动的通风设备。

    如果我们被迫继续这样做,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选择。我听到两种说法——二氧化碳似乎被允许用于商业,OTOH一些评论员,包括乔,坚持认为二氧化碳是一个糟糕的室内空气质量指标,因为它忽略了无数其他潜在的污染物。

    我确实知道,如果我们被迫总是向一个典型的中型房子提供50-100 CFM的室外空气,不管是否有人住,我们都将在节能和湿度控制方面后退一步。考虑到委员会如何像国会一样制定规则,我不得不怀疑中央dehu或ERV游说团体是否在这些标准中有看不见的手。

    如果我从日落到日出带了50 CFM的室外空气到这个房子里,在太阳负荷消失后,我将在11个小时内把空调空气(全部34,000立方英尺,45% RH)换成室外空气,大约90% RH,整个夏天,我不会很高兴。这相当于在室内空气中增加了近3加仑的水,2.25吨热泵(低速齿轮)以75%的显热比(行业标准)运行,将花费近3.5小时从室内空气中抽出这么多水。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,我们在夜间保持45%的RH,热泵在夜间运行约2小时,这是由于前一天获得的太阳能通过我们的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夜间最低50 CFM室外温度所产生的水分,那么在一个典型的日子里,正常的德湖骑行要到中午以后才能恢复。

    最好的(即最节能的)中央dehu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3加仑的水。此外,它还会给热泵增加1-2吨小时的敏感负荷,再消耗1-2千瓦时。换句话说,只要符合50 CFM连续室外空气的要求,我的暖通空调成本就会在一年的大部分时间里增加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不取代一个中央dehu,只是转移一些负荷从它。

    这个“解决方案”似乎是在寻找一个问题来解决……除非“问题”是昂贵的erv和中央dehus销量低!

  9. wjrobinson||# 9

    坚果……室内空气品质……我的奶奶
    坚果……室内空气品质……我奶奶靠杂货店的非有机食品活到了99岁,住在没有空调、没有除湿机和传感器的燃煤房子里。

    祝你好运…所有……无论你做什么…你死。

    放弃吧,享受吧。

  10. curtkinder||# 10

    他们不造奶奶
    他们肯定不像以前那样做奶奶了!

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