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在不浪费能源的情况下降低商业建筑中COVID-19的风险

办公室大楼的一扇开着的窗户。

办公室大楼的一扇开着的窗户。

Bildagentur Zoonar GmbH是一家

逐渐地,越来越多的办公室、学校和零售店重新开张,各州的趋势各不相同,州内的县也往往不同。随着酒店重新开业,许多业主和管理人员正在考虑采取措施,以减少冠状病毒传播的机会。在这篇博客文章中,我总结了关于这个主题我们知道的和不知道的,然后讨论了基于我们所见过的最好的专家指导的建议。

作为一个能源效率组织,我们希望建筑是安全的,我们寻求在不浪费能源的情况下使它们安全的方法。降低COVID-19风险是优先事项,研究和指导表明,可以在不过度增加能源使用的情况下实施许多降低风险的最佳建议。

我们知道的和不知道的

我们知道,冠状病毒在户外传播的可能性要比在室内小得多。例如,在数据库在1500多起超传播事件中,只有3起发生在室外(占病例总数的0.002%),57起(占病例总数的4%)同时发生在室内和室外,不清楚哪里发生了感染。绝大多数(超过95%)的超级传播事件发生在室内。

我们知道,病毒传播的主要机制是感染者喷出的飞沫,通常(但不完全)是感染者6英尺以内的人吸入的。

我们知道,病毒可以在许多表面存活一段时间,当人们接触这些表面,然后用手接触口腔或鼻子时,病毒就会被感染。这就是为什么人们被敦促经常洗手,为什么有许多建议定期清洁可能被污染的表面。然而,新兴共识表面感染是不常见的

我们知道有些过滤器可以过滤出冠状病毒细胞,紫外线可以灭活病毒。

我们还知道,在某些情况下,病毒可以通过气流传播到6英尺以外的地方。这是一个经典的例子研究中,是中国广州的一家餐厅,感染的飞沫被一个无导管的风扇盘管从一名没有症状的感染者推到两张相邻的桌子上,感染了这两张桌子上的就餐者。餐厅里没有其他人感染COVID-19,尽管整个餐厅通风不良,而且感染者在那里呆的时间足够长,任何悬浮颗粒都有可能扩散到整个房间。

我们知道,随着病毒载量和接触时间的增加,感染COVID-19的几率会增加。这就是为什么华盛顿州唱诗班练习变成了一个超级传播者的活动——高负荷与人们在同一个房间唱歌2.5小时。

我们知道,缺乏通风会助长病毒的传播(广州餐厅的通风率大约是美国加州最广泛采用的通风率的十分之一建筑物室内空气质量标准)。然而,关于多大程度的通风是合适的还存在争论(稍后会有更多讨论)。

我们知道有些过滤器可以过滤出冠状病毒细胞,紫外线可以灭活病毒。对于这些技术应该部署到何种程度存在争论(稍后再详细讨论)。

我们知道,目前还没有研究证明冠状病毒是通过建造空气处理系统传播的。一个研究在一家医院的暖通空调系统中发现了冠状病毒RNA,但研究人员没有检测病毒颗粒是否有活力(能够感染人类),他们报告说,“没有已知的传播事件被确定与这些标本有关。”这是一个需要进一步研究的领域。

商业楼宇的业主或经理应怎样做?

一些组织已经探讨了这个主题。其中包括ASHRAE,它已经发布了一个各种各样的资源。我们从修订版中找到了特别有用的指导白皮书该报告由泰勒工程公司发布,这是一家旧金山地区的机械工程公司。该公司由史蒂夫•泰勒(Steve Taylor)领导,他是一名机械工程师,在他的众多资质中,曾担任开发应用最广泛的太阳能电池的委员会主席数年建筑物室内空气质量标准。请注意,这些是一般的指导原则,每个建筑类型和个别建筑是不同的-您的里程可能不同。业主和管理人员应该咨询值得信赖的卫生专业人员和机械工程师。

在Taylor Engineering的论文中,作者使用主观评价系统评价了各种缓解措施。该系统为最有效和最具成本效益的缓解措施提供指导。建筑所有者和管理者应该从五星标准开始,当资源允许时,至少降低到一星标准——甚至可能更低。

5星级的缓解措施:

  • 要求在多人聚集的室内时刻佩戴口罩
  • 保持社会距离
  • 要求并支付员工定期测试的费用
  • 要求有症状或确诊的员工待在家里
  • 通过视频进行会议,而不是当面
  • 尽可能多地在家工作

三星和四星标准:

  • 实施灵活的带薪病假政策,让生病的员工可以呆在家里
  • 减少办公场所密度,安装有机玻璃防护装置
  • 经常洗手
  • 确保HVAC系统至少提供标准62.1和规范的最低通风率
  • 经常对公共区域和洗手间表面消毒
  • 在公众入口安装发烧警告系统热成像设备

用一星和二星来衡量:

  • 将洗手间设备、门和马桶座圈改为自动的和无接触的
  • 在公共等候室及洗手间安装上层房间的UV-C(上层房间是指在房间的上层,以尽量减少乘员接触紫外线;(“C”表示波长波段)
  • 在电梯内安装便携式高效微粒空气净化器
  • 在HVAC系统中使用MERV 13过滤器(MERV是对过滤器有效性的评价;MERV 13在新建筑中很常见,但许多老建筑的过滤器效果较差,如果成本合理,就应该进行升级。
  • 关闭由需求控制的通风系统及已占用的备用设备(保持通风系统在工作日运作)
  • 推荐暖通空调系统,更新控制顺序(确保通风系统按设计运行,但不浪费能源)。

作者提出了一种零成本的半星级措施:禁用吊扇等对散热舒适没有必要的区域风扇,因为这样的风扇会传播病毒。

作者还发现了一些他们不推荐的半星级措施,因为他们认为成本大于收益。这些措施包括在工作站中安装便携式高效微粒空气过滤器、增加通风率、增加室外风量、24/7地运行通风系统、在空气处理装置中安装UV-C以及增加加湿。出于对工人接受度的考虑,他们不建议在工作场所使用高效微粒过滤器,因为这样的过滤器会给人一种虚假的安全感,从而减少口罩的使用。通风将在下一节中讨论。

通风呢?

在通风的情况下,低通气量会让小颗粒滞留,比如广州的餐馆。提供通风是非常重要的,但随着通风率的增加,增量效益下降。泰勒工程公司发现,“如果每个人都戴口罩,目前的最低通风率可能是足够的”(这里说的是加州的最低通风率,类似于ASHRAE标准62.1-2016中的建议)。

泰勒工程公司指出,通风不会影响重液滴的传播,但可以通过稀释病毒浓度来影响小颗粒的传播。作者检查各种研究相关标准的降低病毒传播风险不超过1%,得出结论,没有面具,甚至严重通风实验室空间不会达到1%的目标,但这与面具,一个典型的变风量空调系统会议ASHRAE这样标准62.1通常会实现这个目标。他们还研究了全天候(24/7)操作通风系统的选项,发现“即使是我们在迄今文献中发现的最长的气溶胶寿命,该病毒到第二天也应该无法存活”(如果不进行24/7操作)。他们得出的结论是,“减少传输的好处似乎可以忽略不计,而能源使用的显著增加是百分之百确定的。”例如,我们最近听说一个多建筑的校园,由于在运行中增加了空气处理,每月增加了5万美元的风机电费——即使占用率是最低的。

我们还知道,在某些情况下,病毒可以通过气流传播到6英尺以外的地方。

一些卫生专业人员认为,应尽可能提高通风率,以进一步降低传播风险(见在这里例如)。在ASHRAE标准之外增加通气是否能显著减少冠状病毒传播还需要更多的研究。例如,研究医院通风系统中的空气,看看通过通风系统进入房间的空气中是否存在可行的冠状病毒,这可能是有用的;这些系统为COVID-19患者和非COVID-19患者服务,值得研究。

泰勒工程公司认为,紫外线在诸如卫生间和公共等候室等高使用率区域是一种潜在的有用策略。紫外线可以杀死残留在这些高使用区域的细菌,但对阻止人与人之间的传播没有任何作用。对于非高利用率的应用,Taylor Engineering建议不推荐使用紫外线系统,因为它们可能昂贵,通常由于涉及的风量和温度而难以应用于暖通空调系统,并且会降解过滤器等材料。

对能源使用的影响

上面讨论的一些措施可以对能源使用产生重大影响。例如,对于一个正常工作日运行12小时的建筑来说,24/7运行风扇将使风扇能耗增加一倍以上。如果它能显著减少COVID传输,那么这种额外的使用是值得的,但在撰写本文时,这种减少还没有得到证实。

在通风系统中增加室外空气的使用,超出ASHRAE 62.1所建议的水平,也同样适用。使用MERV-13过滤器(这种过滤器可以进行改造)确实增加了相关风扇的能耗(与MERV-8过滤器相比增加了几个百分点),因为较高的merv过滤器增加了通风系统的压力损失。然而,在这种情况下,过滤掉病毒和其他粒子的好处似乎值得适度的能量消耗。通过确定能源浪费的来源,重新启用HVAC系统和更新控制程序通常可以减少能源消耗,即使一些必要的调整会增加能源消耗。

在我们看来,泰勒工程的建议代表了健康、舒适和能源使用之间的公平平衡。建筑业主和管理人员应采取最有效的措施来控制预算。泰勒工程星级评级提供了指导,但当我们进入半星级措施,仍有争论,因此需要更多的研究。虽然我们继续了解冠状病毒,但我们知道,建筑业主可以采取措施,在不显著增加能源消耗的情况下减少传播风险。

这个故事首次出现在:

美国节能经济委员会

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