回复 22# 胡杨
译文续前:
2 通风的概念和类型
2.1通风:通风,即室外的空气进入建筑物内的过程,或进入一个房间后再分布到建筑物内。建筑物通风的目的是通过使用洁净的空气稀释或替换排出建筑物内的污染空气,提供健康的呼吸环境(瑟里 和 桑德伯格, 1996; Awbi, 2003)。
建筑物的通风有三个基本要素:
•通风率-室外空气进入室内的数量和质量(见附件D);
•气流方向-在建筑物内的整体气流方向,应该是从洁到污
•空气分布或气流模式-外部空气应有效地流动到空间的各个部位,并且空间的各个部位存在的空气污染物能够有效的被排出。
建筑物的通风方法有三种:自然通风,机械通风和混合通风。
2.1.1什么是自然通风?
自然通风:利用自然的力量(如:由于室内外空气压差和密度差异而产生的风力和热浮力)。把室外空气引进建造的开口[Purpose-built openings ]。
开口包括窗户,门,太阳能烟囱,风塔,溪流通风设备。建筑物的自然通风依赖于气候、建筑设计和人为因素。
【译者注:Natural forces drive outdoor air through purpose-built, building envelope openings. include windows, doors etc.
其中的“Purpose-built openings ”直译是“为特定目的而建造的开口”】
2.1.2 什么是机械通风?
机械力风扇驱动的通风。风扇可直接安装于窗户或墙上,也可安装于房间的进气管道或排气管道上。使用何种机械通风依据气候条件。如:在湿热气候地区,应减少或防止渗透作用以降低冷凝。在湿热地区,建筑物墙壁内表面、房顶、地板、其他冷表面常会发生。此时,需要使用正压机械通风系统。反之,在寒冷地区,应减少或防止渗漏作用以降低冷凝,应使用负压机械通风系统。
对于一个局部产生空气污染物的房间,常使用负压机械通风系统。如厨房、浴室、厕所。
在正压通风系统,房间空气保持正压并沿着存在的缝隙或其他开口渗出。在负压通风系统,房间空气保持负压,并通过吸纳室外空气补偿室内。一个均衡的机械通风系统是指空气的进入与排出已经经过测试和调整到预期的设计标准的系统。通过使用略微的供排气通风率不均衡手段,室压能够维持在微有正压或负压的状态。如:在寒冷地区,负压房间的压力是通过在保证最小冷凝限度的情况下,多排出10%的空气而形成。感染控制的负压空气传播隔离间,要保持大于走廊通道2.5帕的最小负压差(CDC, 2003)。
2.1.3 什么是混合式通风?
混合式通风是指依靠自然力和机械力提供符合设计要求风速的通风方式。当自然通风的风速太低时,采用机械通风(Heiselberg & Bjørn, 2002)。当自然通风不足时,使用经过功率测试和设计的排气扇,增加空气传播感染病人房间的通气率。但使用这种简单的混合式通风类型必须小心,风扇要安装在空气能够直接排出室外的墙或屋顶上。风扇的类型和数量依据通风率大小来确定,使用前必须测试。
使用排气扇的相关问题有安装困难(特别是大风扇)、噪音(特别是大功率风扇)、升高或降低室温,以及需要不间断的电力供应。如果室内环境温度不适,就要添置冷热空调系统或电扇。
另一个可能是,安装不需要电力驱动的涡轮风机(见附件I的图1.2 )。
2.2 通风效果评价
建筑物的通风效果,可以通过以下四个方面进行评价。其中三个通风基本要素已经在全面做过描述。
.系统是否能够提供足够的通风量?
.总的气流方向是否从洁到污(如隔离间或实验室等限制区)?
.系统将室外空气传输进入室内的效果如何?
.室内各区域的空气污染物外排的效果如何?
其中两个方面的指标经常被使用。空气交换效率指标显示新鲜空气进入室内均匀分布的效果,通风效率指标显示空气污染物从室内排出的效果。
工程师规定,局部平均空气寿命是指进入房间的空气首次到达某点的平均时间,空气平均寿命代表了首次进入房间空气所有点的空气寿命均值(Etheridge & Sandberg, 1996)。空气寿命能够通过气体示踪技术来测量(Etheridge & Sandberg, 1996)。
空气交换效率可以通过每小时空气交换量和房间里的空气平均寿命来计算 (Etheridge & Sandberg, 1996)。对于塞式通风,空气交换效率是100%。最充分的混合流通风,空气交换效率也只有50%。局部通风的效率介于50-100%两者之间,但短路气流模式的空气交换效率不足50%。
通风效率可以通过测量和模拟来评价。通风的风速能够通过在室内注射微量可衰变气体示踪物来测量。或者采用测量通过通气口、空气管道、以及空气流动区域的气流速度的方法。空气流动方向可以通过烟雾来观察。数字流体动力学和微量影像速度测量学技术可以建立房间内的气流分布模型(Nielsen, 1974; Chen, 1996; Etheridge & Sandberg, 1996)。
2.3 机械通风与自然通风的比较
2.3.1 机械通风
如果设计、安装、维护良好,机械通风有许多优点:
.机械通风系统可以稳定的保持设计风速,不用考虑外部温度与风力的变化影响。机械通风可以轻易的与空调系统整合,室内的温湿度也能够控制。
.机械通风系统可以安装过滤系统,排除危险微生物、微粒、异味、其他异常气体。
.机械通风系统可以控制气流路径。例如控制气流使空气传播感染病人的区域空气远离易感人群。
.机械通风可以在任何有电力的地方工作。
但是,机械通风也有它的不足之处:
.机械通风系统常不按预期工作,可能出于各种原因而中断正常运作,包括设备故障,公共服务中断,设计不良,保养不善或不正确的管理(德拉甘,2000 )。如果该系统服务设备很重要,必须保证其正常运转,连续工作,所有的设备就必须要备份---这可是昂贵和不易实现的。
机械通风系统的安装和运行维护费用会很高。如果一个机械通风系统安装不适宜,运行维护短缺,其作用将大打折扣。
由于诸如此类的这些问题,机械通风系统就不但不能做为医院感染控制的重要工具,反而会成为一个媒介,导致感染性疾病的传播。
2.3.2 自然通风
如果安装和维护良好,与机械通风系统相比,自然通风系统自有它的一些优点。
•由于是利用自然力和大风口,自然通风一般可以更经济的获得高通风率。
•自然通风更节省能源,特别是如果不需要加热时。
.设计良好的自然通风系统,能够获得最佳采光。从技术角度讲,自然通风可以分为简单自然通风系统和高科技自然通风系统。后者是计算机化控制,可以与机械通风系统配合使用)例如:混合式通风系统)。高科技通风也存在机械通风系统的相同缺陷问题,但它也兼有机械通风和自然通风二者的优点。
如果设计合理,自然通风完全可以信赖。特别是当与机械通风系统结合,即采用混合式通风方式时,尽管某些现代化自然通风系统可能比机械通风系统设计与构建更昂贵,但效果可靠。
一般而言,自然通风优势在于它能够以一个简单的系统,提供低成本、高效率的空气交换率。尽管其空气交换效果显著,但建筑物配置设计和运行良好的现代化自然通风系统,可以通过使用自然力获得非常高的空气交换率。大大超过最低通风量的基本要求。
自然通风也有它的不利之处:
.自然通风是易变的,取决于相对于室内环境的室外气候条件。两种驱力产生的风速(风和温差)变化多样。自然通风控制困难,气流在某些部位会很高,而其他部位又会没有气流流动。在某些不利气候条件下,有可能导致低空气交换率。
.由于缺乏持续良好的负压,风向难以控制。会存在走廊与邻近房间相互污染的风险。
.自然通风无法使用粉尘过滤器。气候原因、安全考虑、文化背景导致大家不习惯打开门窗而关闭。在这样的环境,通风率会非常低。
.自然通风仅在自然力可用时起效;当需要高通风量的时候,恰恰对风力的要求更高。
.自然通风系统常常会停止工作,正常的运行会因多种原因而终止。这些原因包括门窗未打开;设备损坏(对高科技通风系统而言);公共设施故障(对高科技通风系统而言)设计不良;维修不当;疏于管理。
.尽管简单的自然通风系统的维护费用很低,如果安装不恰当,缺乏维护经费,其通风效果大打折扣。导致空气传播病原体传播的风险增加。这些问题可以通过良好的设计或使用混合式通风来克服。其他可能的缺陷,比如噪音,空气污染,带菌飞虫,安全保卫等也需要考虑。
由于这些问题,自然通风系统不但不能做为感染控制的有效设施,反而能够通过这些设施造成感染性疾病的传播。
表2.1医院通风系统优缺点汇总表【略】
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