室内空气质量:如何评估通风系统的性能?


通过ECP IAQVS认证计划,Eurovent Certita Certification将二氧化碳、湿度和甲醛转化为可比的性能指标。

高性能通风不仅仅关乎风量或能耗,它还必须能够在实际使用条件下,维持一个对居住者和建筑都有利的室内环境。

但如何客观地评估这种性能呢?

值此世界通风日之际,Eurovent Certita Certification重新审视了IAQVS计划中制定的评估方法。该计划基于模拟,综合评估完整住宅通风系统的室内空气质量和能效表现,同时将住宅的特性、居住情况及气候因素纳入考量。

室内空气质量(IAQ)已成为公共卫生和建筑性能方面的一大关键议题。鉴于我们近80%的时间都在室内度过,在健康期望、公共政策和能源转型的共同推动下,相关要求正在迅速演变。

在此背景下,建筑行业面临一个关键问题:如何同时确保通风系统的良好室内空气质量和最佳能源性能?

Eurovent认证性能IAQVS认证基于对通风系统整体的分析,为评估这一双重性能提供了一种结构化方法。

从基于规定性要求的做法转向基于性能的方法

从历史上看,建筑通风主要依赖于基于手段的方法,其基础是遵守规定性要求,例如风量或特定的技术配置。然而,这种方法并不总能保证在代表性使用条件下达到预期性能。

近期法规的发展,特别是在欧洲层面(《欧洲建筑能效指令》(EPBD)),正推动向更注重性能的方法转型,该方法纳入了室内环境质量(IEQ)指标,其中室内空气质量(IAQ)是关键支柱之一。

在此背景下,IAQVS认证通过提供基于可测量且可比结果的评估,完全契合这一趋势。

一种创新方法:评估整个系统的性能

与传统的以组件为中心的方法不同,IAQVS认证基于对通风系统的全面分析。

它考虑了以下因素:

  • 通风机组
  • 风管系统
  • 进风口和出风口
  • 使用条件。

其目标是回答一个关键问题:在现实的使用条件下,该系统在特定住宅中的预期性能如何?

这种方法使得以下目标成为可能:

  • 比较配置相当的解决方案
  • 根据具体情境识别性能最佳的系统
  • 优化空气质量与能耗之间的平衡。

基于模拟的可靠方法论

IAQVS认证的核心在于先进的模拟方法论。

每个系统都通过数千次迭代进行评估,模拟现实场景:

  • 住房类型(从F1到F6)
  • 气候条件(温带、寒冷、炎热)
  • 居住行为(烹饪、淋浴、洗衣)
  • 建筑特征(朝向、通风等)

这些模拟得出的结果反映了在现实使用条件下的性能表现。

计算将持续进行直至各项指标趋于收敛,从而确保结果的可靠性。

多准则室内空气质量指标

室内空气质量评估基于若干互补指标,反映了健康与舒适方面的主要关切。

二氧化碳(CO₂):空气滞留与空气交换的指标

二氧化碳指标与人员活动直接相关。它用于评估模拟过程中空气滞留现象的发生频率和严重程度。

高浓度可能导致疲劳、头痛、刺激感等。

所采用的该指数基于浓度阈值被超过的频率,反映了空气滞留的程度。

室内空气质量(IAQ) 室内空气质量(IAQ)等级 空气中CO2浓度的频率分布

 

5

100%的CO2值 < 1000 ppm 空气滞留极少或无滞留

4

1/3 的读数 > 1000 ppm 但 < 1700 ppm

3

2/3 的读数 > 1,000 ppm 但 < 1,700 ppm 

中度空气滞留

 

2

2/3 的读数 > 1,000 ppm,其中 1/3 > 1,700 ppm

1

2/3 的读数 > 1,700 ppm

高度封闭,通风不足

 

0

100% 的 CO2 读数 > 1,700 ppm


系统将浓度维持在最理想范围内的时间越长,其评级就越高。反之,低评级则表明超标情况更频繁或更严重,反映出相对于模拟人员占用情况,空气交换量不足。

相对湿度:一个涉及健康与建筑性能的问题

相对湿度 受到人类活动(烹饪、淋浴、洗衣)的强烈影响。

它在居住者舒适度和建筑的可持续性中起着核心作用。

空气过于干燥会给居住者带来不适,并可能刺激眼睛、鼻子、喉咙和呼吸道。

过高的湿度则会助长霉菌生长、细菌繁殖并损害建筑结构。

该指标并非基于单一测量值,而是基于对涵盖不同气候、住宅及居住情景的数千种模拟情况的分析;它考虑了不同湿度范围内的数值分布,并特别关注关键情况。

Fauconnier diagram and hygrothermal comfort zone

福康尼尔图与湿热舒适区。  

福康尼尔图描绘了空气温度与相对湿度之间的关系。多边形4代表理想的湿热舒适区。模拟条件在此多边形内停留的时间越长,说明温湿度的综合控制效果越好,同时也能减少导致不适或潮湿相关问题的状况。

IAQVS方法旨在衡量通风系统长期将住宅维持在此舒适区内的能力。

甲醛:首要的室内空气污染物

甲醛是一种常见于室内空气中的挥发性有机化合物。

住宅中的多种来源都可能释放甲醛,包括某些建筑材料、饰面、家具和室内装饰产品。

接触甲醛可能对健康产生多种影响。短期内,它可能会导致眼睛、皮肤或呼吸道刺激,以及某些敏感人群出现过敏反应。长期来看,反复接触高浓度甲醛可能导致更严重的呼吸系统影响,并存在公认的致癌风险。

该评估基于两个互补的指标。第一个指标反映长期暴露情况,基于模拟过程中获得的平均浓度;第二个指标评估短期暴露事件,考虑浓度超过100 µg/m³的频率。随后,将这两个评分的平均值用于描述该系统在甲醛方面的整体表现。

Formaldehyde indicators

甲醛指标将基于平均浓度的慢性暴露评估与偶发峰值评估相结合。高评分反映了系统在维持低浓度水平和限制不利事件方面的更强能力。

交叉分析:室内空气质量与能源性能

IAQVS的一项主要贡献在于,通过与空气交换相关的热损失以及系统的电力消耗,对室内空气质量指标与能源性能指标进行交叉分析。

这种方法有助于避免以牺牲室内空气质量为代价的优化,并促进采取平衡的解决方案。

应对当前和未来的挑战

在法规正朝着对室内环境质量提出更全面要求的方向演变之际,评估工具必须随之调整。

IAQVS通过以下方式为这些挑战提供了结构化的应对方案:

  • 纳入关键的室内空气质量指标
  • 提供一种可靠且可重复的方法
  • 清晰概述性能。

从长远来看,这种方法有望成为建筑和翻新政策的关键要素,特别是在实现建筑领域碳中和和生活质量目标的背景下。

结论

IAQVS认证标志着建筑通风评估方式的重要发展。

通过从规定性方法转向基于性能的方法,并融入对室内空气质量的系统性视角,它为行业利益相关者提供了一个可靠、可比且实用的工具。

在建筑行业转型的大背景下,该方法有助于将健康要求、能源性能和实际使用情况这三个如今已密不可分的核心要素有机结合起来。

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