理解并应用ASHRAE标准，以提高HVAC（采暖、通风和空调）性能

节省能源当前是设施所有人考虑的首要问题。

HVAC系统通常是能源消费大户，基于每平方英尺所节省能源提供退税。

节省HVAC能源成本可能引发重大的IAQ（室内空气质量）问题。

住户的环保意识和诉讼带动了IAQ行业的发展。

较差的室内空气质量影响了生产率，设施管理者受到如何均衡这些问题的挑战。

ASHRAE 提供了关键的指导准则。

温度、湿度、通风和二氧化碳等的基本标准。

控制能源成本：

控制能源成本是设备管理者关心的主要问题。

年的研究显示：68%的设备管理者承担有能源管理的任务，比前一年上升8%。

58%的设备管理者的预算与上年相比不变或者有所下降。

根据美国环保局的说法，45%的办公楼能源成本是由环流供暖/制冷造成的。

美国环保局研究显示，15cfm的气流差异可使每年的HVAC能源成本上下浮动 ±8%。所有一切都是为了符合ASHRAE 通风指导准则。

关于舒适度的调查：

77%的住户环境投诉都起因于热力状况。

技术人员要花费1.5到2小时对这些抱怨做出响应并进行诊断。

研究显示改善室内舒适度可以产生明显的效益。

在舒适的室内环境中生产率可以提高0.5%到5%。

用途：理解 ASHRAE55和62应用ASHRAE标准来优化 HVAC系统并：

更好地管理 HVAC 能源成本，改善客户/租户的满意程度。

促进室内空气质量的提高。减少责任纠纷。

ASHRAE标准55：人居的热力环境条件

此份报告书的目的：

了解住户的活动及着装如何影响自身舒适感。

了解空气运动和辐射热如何影响住户的舒适感。

了解 HVAC 系统和建筑结构如何影响住户的舒适感。

如何选择和使用测试设备以符合此标准。

如何对一个室内环境进行一项热舒适性调查。

热舒适性和室内空气质量：

热舒适性可能是与室内空气质量相关的最重要的因素之一。

因为感觉太热或太冷的人很有可能抱怨。

较差的热舒适性：

由于使用局部通风机、加热器和恒温器上设定值不当（过高或过低），失败的热力控制也可能导致运行成本的增加。

使用局部通风机和加热器可能会影响附近居住者的舒适度。

ASHRAE标准55-目的：

“意在确定室内空间环境和人为因素的组合，以得出此空间内80%或更多居住者能够接受的热力环境条件。”

范围：

环境因素：温度、热辐射、湿度、空气速度；

人为因素：活动、着装；

适用于健康成年人；海拔最高10,000米；必须在空间内停留不低于15分钟。

舒适度-一个复杂的目标：

此标准内提供的所有准则均需应用。诊断专家必须退后并试图理解“大局”。

此标准不包括：音响效果、照明、化学或生物空间污染物。

空气温度：

与时间和地点相关的平均环境温度：测量设备标准-ASHRAE70-1991（精度 1.0℉或0.5℃）或ASHRAE113（精度± 0.2℉或±0.1℃）反应时间尽可能短ISO 7726。

居住区域：工作站、休憩区、在横跨居住地带的居住区域。

如果不能确定居住区域，则为房间或地带中心从墙往内 3.3英尺（1.0m），

对于装有窗户的墙壁，从最大窗户处向内3.3英尺。

热辐射：

人体和物体表面都可以散发热量。人体周围的辐射场受以下因素影响：

热、冷表面，直射阳光，直接站立于某些光源下。

这称作辐射温度不对称。

ASHRAE 报告称，人体对温暖的天花板导致的非对称辐射比对热冷垂直表面造成的非对称辐射更为敏感。

假定存在以下四个条件时，干球温度与操作温度相等：

无辐射热和/或辐射板加热或辐射板冷却系统。

窗口太阳得热系数（SHGC）小于 0.48（如黑色或浅色玻璃）。

空间中具有一个主要的发热设备。

外窗/外墙的平均传热因数可通过以下方程求得：

传热因数方程：Uw＜15.8/（Td,I-td,e）

Uw = 窗/墙的平均传热因数 (Btu/h/ft2×℉)

Td,I=室内设计温度

Td,e=室内设计温度

实例：.93 =15.8/ (74°-91）

这样，平均传热因数必须低于0.93。

湿度：

对相对湿度无要求（和上一版标准55一样）；相反它涉及绝对湿度。

HVAC 系统必须能够维持一个等于或低于0.012的湿度比或者一个62.2的露点。

选取地点：只需选取一个地点，只要没有理由相信空间内不同地方会有较大差异。

考虑水蒸气来源-喷泉、水池、温泉、人体、室外热风烘烤等（最好选取一个以上地点）。

热舒适性无下限：但是要注意，引用了“非热能”舒适性因素。这包括皮肤干燥，干眼、粘膜干燥以及静电。

空气速度：

ASHRAE 迄今并未证实空气速率增加和舒适感增强之间的准确数据。

但是，提高空气速率可用来增加居住者可接受的最高温度，如果受到影响的居住者可以控制空气速率的话。

在天气转暖时可以用到空气速率。加快空气速率有助于通过增加皮肤表面的热量散失来使皮肤保持凉爽。

通过加快气流速率而获得的舒适度与以下因素有关：

皮肤暴露的面积；衣服（较轻、适中或较重）或衣物保温；活动（发热和出汗）。

最大的气流速度不能超过 160 FPM（英尺每分钟）。

通风：

有害的的身体降温与以下因素有关：

空气速度；空气温度；湍流强度活动和衣服。

头部、颈部、脚踝以及足部是需要注意通风的一般部位，因为这些部位没有衣物遮盖。

垂直温差：热量分层-头部附近的空气要比脚踝处的空气温度高。

地面温度：

冷热地板可以影响热舒适性。

鞋子的类型很重要。

标准并不包括坐在地上或者赤脚的情形。

温度的时间差异：

居住者能控制时就不认为是问题。

这部分的标准只有在居住者不能控制时才适用：

循环变化-温度在15分钟的时间段内升降；

剧变-活跃的温度变化；

缓变-消极的温度变化。

一小时内最大变化值（循环变化）为 4℉，15分钟内最大温度变化值不超过2 ℉。

可接受范围：当各项条件保持在可接受的操作温度范围内时，仍会有20%的居住者回应说不舒服。

查验新建筑物：

ASHRAE 标准55还提供指导，以：

确定标准（如温度、湿度和空气速率）选择一种验证方法。

为居住者进行测量（文件提供了一份居住着测量样表）。

如何分析结果。提供证明文件。

ASHRAE标准62.1：可接受室内空气质量的通风

ASHRAE已将ASHRAE 标准62分成两个单独的标准：

用于商业应用领域的ASHRAE 62.1；用于低层住宅楼的ASHRAE 62.2。

ASHRAE62的目标：

证实通风在控制污染物方面所起的作用：

了解一个通风系统的各个部分。

理解可靠地安装、控制和运行通风系统的主要因素。

用途：“确定能为人类居住者所接受、并用于将潜在的不利健康影响降到最低的最小通风量和室内空气质量。”

用于：有限制地应用到新楼宇中；添加至现有建筑物上。

对已有建筑物进行改造（这些都在标准主体部分有所说明）。

同时它还可用作一份指导文件，以改善现有建筑物的室内空气质量。

范围：

适用于人类居住的所有室内空间-除了其它使用标准和要求规定了更大通风量的场合。

包括由室内来源产生的水分，如：水池，住宅厨房，浴室和更衣室（淋浴）

Standard 62 考虑了可能影响空气质量的化学、物理及生物污染物。未考虑热舒适性。

范围-限制：

即使建筑物满足了此标准的要求，也不一定能获得满意的室内空气质量，由于：污染物及来源的多样性；居住者的易感染性；诸如噪音、光线、心理及居住者感知等因素；不可接受或未经适当清洁的室外空气进入建筑物内。

下列区域可能有其它要求：

实验室，工业，其它专门或特殊空间。

理由：工作场所安全，也可能适用其它要求。

此标准可适用于新旧建筑物；但是，不能对其进行回溯性的适用。

这点之所以重要是因为旧建筑物可能不具备处理更高通风需求的基础结构（如，HVAC、电气或其它）。

室外空气质量：

必须对其进行调查-不再忽视或假定为可接受。

调查包括：

评估其与适用于本地区（可从EPA网站上查得）的环保局-美国国家大气质量标准（NAAQS）的符合程度。

局部空气质量-采用观察法测量在建筑物工地附近巡视以发现污染物。

所需文件：地区符合性文件；本地测量信息；观察的日期及时间；测量的区域和对附近设施的描述；发现的异味或刺激物；显而易见的烟柱和空气污染物；车辆尾气；盛行风向。

根据所收集信息得出的结论。

系统和设备：

用于自然通风-替代或与机械系统一起使用。

通风风量分配：设计必须保证系统在任何负载状况下都能达到风量平衡。

排气管道：如果带有潜在的有害污染物，管道必须处于负压之下。

如果管道的密封达到了 SMACNA密封等级A，则允许有例外。

通风系统控制装置：

手动或自动，在有人入住后可使风扇系统运行；必须传送标准要求的最小气流。

进气口最小间隔：

气流表面，不易发霉：

对金属片例外，并且始终保持湿润状态的气流仍会有微生物生长。

抗腐蚀，金属片表面例外。

室外进气口：

必须控制雨水夹带。

将透水力控制在 0.07oz/ft2–UL1995或最大 0.01oz/ft2 AMCA 500-L-99或r。

风吹动的雨＜2.36oz/2AMCA 511-99。

雨罩（面朝下），罩口风速不超过500FPM。

如果进水，必须设计有排水装置。

空气调节装置和管道：

当以设计气流以及无气流运行时，必须能够防止雨水浸入–UL1995。

控制融雪：合适的检修门以方便清洗，用于排水的室外管道系统。

防鸟网：带有直径 1/2 英尺的网眼并且必须能防腐蚀。

助燃空气：燃油设备需要足够的空气来燃烧并需要不断地清除污染物。

减湿系统：

用于将相对湿度限制在65%或更低：在最高设计露点和最大室内潜在载荷时，在预期发生的最低空间显热比和并发的（同时）室外条件下。

渗漏：

当系统在除湿时，设计最大室外进气量应大于设计最大排气气流量。

此举目的在于防止将高露点的室外空气抽入建筑物内。

泄水盘：

必须向排水出口每英尺倾斜 1/8英寸。

排水出口必须位于泄水盘的最低点。

排水密封-横排水（用于穿引装置）。

风量分配系统：

通风设备和管道系统必须设有检修门、面板或其它装置，以便于清扫和日常维修：

室外空气和混合风室；加热和冷却盘管；空气净化器；泄水盘；风机；加湿器。

建筑物围护结构：

密封挡板用来防止雨水浸入。

限制蒸汽扩散的水蒸气缓凝器以防止在冷面上冷凝。

顺向的用于漏气的外接头和穿头应堵上、配以垫圈、密封条和一个连续的气密层，或用其他方法密封，以限制室外水分和污染物的渗入。

内表面上的冷凝：

要求其表面温度降至周围露点温度之下的建筑物内的管道和其他表面应该绝缘，应足以防止暴露表面上和绝缘材料内形成冷凝。

附带有停车库的建筑物：

为防止车辆尾气进入建筑物，停车库应保持：气压等于或低于临近的可居住空间或设一个前厅作为风闸或设计将进入建筑物的空气流动降到最小。

空气分级和再循环：

1 级-低污染物、低感觉刺激强度和无害气味；

2 级-适度污染物浓度，温和的感觉刺激和轻度异味；

3 级-较高的污染物浓度、较强的感觉刺激或异味的气体；

4级-含极其刺激烟雾的空气或含潜在危险的颗粒和生物性气胶的气体，或者浓度高得可认定为有害的气体。

空气分级和再循环：

1 级-可再循环或输送至任何空间；

2 级-可在来源区域内循环或者循环到另一个 2、3级空间；

3 级-可在来源区域内再循环；

4 级-不能再来源区域内再循环（即排出去）。

步骤：

考虑对空气进行一定处理（即过滤室外空气）；

在呼吸区域内规定最小的通风量；

最小通风量根据居住类别而定。

举例：办公区域、接待区、照相馆、理发店

通风量如下所列：人的室外通风量Rp或区域室外通风量Ra。

如何为居住者确定足够的通风：

测定输送至居住区域的总气流量（cfm）

根据温度或二氧化碳水平、混合或室外空气测定外部空气百分比（%OA）。

总气流量（#1）乘以%OA（#2）。

将#3除以区域内的居住者总数，以测定每人的室外气流量。

假设：每个办公室为 20cfm/人的设计。

施工和系统启动：

为特定空气过滤做准备；保护材料（即防雨防潮以防止发霉）。

保护居住区域-提供临时挡板以减少进到居住区域的施工产生的污染物。

风量平衡符合 ASHRAE 标准（或相等）。测试泄水盘。系统中应无污垢和碎屑。需要进行记录。

进行管道横移：

ASHRAE111 提供了借助多点横移测定管道气流速度的准则。

按照 ASHRAE111，对于 200 fpm（1m/s）和 800fpm（4m/s）之间的速度，可以使用一根火线或相应的热力式风速仪。

可以移动到的地方：长而直的管道在等截面上移动。

不能移动到的地方：紧邻弯管、障碍物或气道中其它突然变化处的下游。出现有害空气漩涡的区域。

对横过面速度的确定，就是对各自点速度的平均值。

对于矩形通风管道建议最少取25个点。

“对于管道尺寸小于 18in（451mm），选取距离不大于6in（150mm）在相等面积的中心点，在每侧最少选2个点。”

如果管道尺寸大于56in（1400mm），则点之间选取的最大距离为 8in（200 mm）。

操作和维修：

确定最少的维修活动和最小频率。

频率随装置（如冷却塔、泄水盘等）而定，并且每个“活动代码”都配有描述。

例如：

活动代码 A-根据操作和维修手册进行维修；

活动代码 D-目测检查清洁度和微生物生长情况，如有必要则进行清理。

Using CO2 to assess IAQ：

CO2 often used as a proxyfor IAQ.

人类居住者产生生物排放物，如二氧化碳、颗粒物质和水蒸气等。

根据ASHRAE62，如果室内concentrations are less than 700 ppm over outdoor airconcentrations.

室内CO2＜室外+700ppm =良好通风

ASHRAE 标准62.2：低层住宅中的通风与可接受的室内空气质量

ASHRAE 62.2是美国国家唯一认可的、专门针对居住而制定的室内空气质量标准。

重大变革在于：

要求厨房具有向外排风的通风条件；最小过滤要求，MERV 6；变为连续机械通风。

定义为低层住宅提供可接受室内空气质量的机械及自然通风系统和建筑围护结构的作用及最低要求。

范围：

该标准考虑到以下污染物：化学污染物，物理污染物，生物污染物。

标准适用于以下空间：

人类居住的独户住宅；人类居住的多户住宅（不高于三层）；批量建设和模组式房屋。

该标准不适用于：临时住房（如宾馆、汽车旅馆和疗养院）；不通风燃烧局部供热装置。

通风量：

通风量：该标准规定，应安装机械排风、供风或组合系统，每小时按照表4.1a 中所示的通风量提供整体建筑物通风。

例外情况：

如建筑物处于以下条件的气候：

低于4500℉日渗透度日。建筑物在500°日以下的气候中没有中央空调。

为人类居住而对建筑物进行的热度调节每年少于876小时。

不同的居住密度：当居住密度高于表4.1a所示数值时，每增加一个人，通风量应增加7.5cfm。

交替通风：用于在获得许可专业设计人员批准的情况下，提供（表4.1a中）要求的通风量。

整体建筑物通风：

渗透评级：

表4.1a包括居住占地面积的 2cfm/100ft2渗透所提供的通风默认评级。

系统类型。

整个住宅的通风系统包括：

一个或多个供风或排风风扇以及相关的管道和控制装置；用于给气式通风的室外风管（在满足厂商回风温度的要求下才可允许使用）。

控制及运行：

该标准规定，允许打开风扇控制HVAC系统的运行。

必须为居住者提供便于使用的过调节控制。

例外情况：当调节至传送式通风例外情况下的通风量，可间歇性操作整个住宅的机械通风系统。

传送式通风：

通风量应按照大于总送风或排风量计算，且不小于表4.1a中规定的通风量。

例外情况：

断续系统的有效通风量与传送能力相结合。

Qf=Qr/(εf)

Qf =风扇风量；ε=通风效率；Qr=通风空气要求；f=时间分数。

系统类型的限制：

限制在特定气候下使用特定的通风策略：热/湿气候；寒冷气候。

例外情况：如主管部门批准了防潮型围护设计，则通风策略不受限制。

局部机械排风：

应安装在每个厨房和浴室中；应为间歇式机械排风或连续式机械排风系统。

例外情况：在许可专业设计人员批准的情况可，可使用其他方法。

间歇式局部排风：

应设计为由居住者操作。

如不妨碍居住者控制，则可使用控制及操作设备。

最低气流评级应为表5.1中所示的最小量。

连续式局部排风：

应安装为无需居住者干预的操作形式。

系统应设计为在所有居住时间内都可操作的形式，必须提供可使用的过驰控制。

最低通风评级应为表5.2中所示的最小量。

其他要求：

传输空气：

应从室外直接提供通风空气，而不是从住宅的其他地方传输空气。

应采取措施防止空气穿过维修构件。

措施包括密封共用围护构件、调节压力以及使用气密性嵌入式照明图片。

说明及标记：必须向所有者提供通风设计及操作的信息。

干衣机：应直接向室外排风。

燃烧装置：必须按照厂商安装说明提供充足的燃烧空气。

车库：

禁止污染物从车库迁移至居住空间。

车库和居住空间之间的门将充分气密。

对于车库内的包括空气处理机或回流管的HVAC 系统，其总漏气量应不高于总风扇风量的6%。

通风口面积：

每个居住空间的通风口面积都不小于室内面积的4%，包括盥洗室和无干燥剂排风管道的杂物间。

最小过滤量：

当机械系统通过长度大于10ft的管道系统和热调构件向居住空间供应空气时，过滤器的最低效率要求为MERV 6。过滤器的压降不得高于0.1iwg（25Pa）。

进气口：距已知污染源最少10 英尺。

特殊情况：

通过屋顶或干燥剂排风可安置在距污染物3英尺处。

厨房和浴室的窗户和局部排风口之间无分离距离。

包含于国家燃油气体标准并符合其要求的排风口。

送排风设备：

选择及安装：

应通过测试以及经证明的信用评级（如空气流通控制协会家居通风协会分部）选择通风设备。

过滤器的压降不得高于0.1iwg（25Pa）。

风扇的声音评级：连续式通风风扇的声音评级最高为1.0 宋。

间歇式风扇的声音评级最高为3.0宋，最大额定风量高于400cfm的情况除外。

例外：HVAC空气处理机和远程风扇无需符合声音要求。

多分路排气管道系统：如果住宅单元中一个以上的排气扇共用一个排气管道，每个风扇都应有一个逆止风门。

附录A：描述了为确保适当通风而检查燃烧装置通风情况的具体步骤。

包括：燃气及燃油装置；固体燃料燃烧装置。

附录B：为通风系统设计者或安装者提供有关最小运行及维修的一般指导准则。

运行及维修包括：

设计参数；机械通风设备；自然及被动通风设备；通风控制装置；建筑物围护结构。

附录C：通过以下方式处理HVAC系统：

设计、安装及扩建；维修及运行；选择整个住宅的通风系统；选择局部通风系统。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑。