江森自控亚太区总部上海。照片:Blackstation。
江森自控亚太区总部上海。照片:Blackstation。
有许多窗户的大建筑物。

COVID-19与建筑性能:大图

最近,世界卫生组织(世卫组织)发布了指导方针,指出冠状病毒可能在室内通过空气传播,特别是对那些长时间呆在拥挤、通风不良的房间里的人来说。这一消息再次引起了人们对通风和空气过滤系统的重要性的关注,以帮助阻止病毒传播。虽然关于COVID-19还有很多东西要了解,但很明显,大流行对建筑物的功能和性能产生了重大影响,以便为建筑物的所有者和居住者提供服务。

由于建筑居住者需要增加新鲜空气的流通,进入室外空间,并降低物理距离的密度,建筑业主和管理人员将需要重新评估建筑性能的各个方面,以优先考虑居住者的健康和安全。

从我们如何考虑能源使用到维护、照明和空气质量,COVID-19大流行将改变我们一直用于计算建筑设计性能方面的公式。

了解建筑性能和能源使用之间的关键联系。

提升一座建筑的性能要从该建筑的能源使用开始。在市政和城市政府的新法规和法规要求的推动下,建筑的能源性能要求已呈现大幅提高能源效率的趋势。

建筑业主现在还必须考虑在这些已经具有挑战性的可持续节能措施的基础上,重新评估建筑中新的能源使用量,因为建筑可能需要改变功能,以应对COVID-19引发的新需求和行为。

乍一看,这似乎是一个不可逾越的挑战,但我们可以从最近的几个例子中找到线索,了解我们如何利用成功的可持续建筑性能策略,并扩大适应范围。

江森自控上海亚太区总部的俯视图。
JCI亚太总部专注于设计创新、可持续发展和智能技术,展示了能源使用和建筑性能之间的关键联系。照片:Blackstation。

以下是提高建筑性能以帮助应对大流行带来的挑战的一些方法:

优化气流组织,改善空气质量。

开云体育全站登录平台入口Gensler最近完成了35,000平方米的项目江森自控(JCI)亚太总部在上海。该办公楼采用了地下空气分配(UFAD),并配有JCI的两根管道周边地板安装的加热和冷却系统,这提供了一种非常有效的空气输送方式。UFAD系统使用多个安装在地板上的扩散器,通过完成地板下的静压室供应空气。利用空气上升的自然趋势,空气在天花板上回流,这种现象被称为对流。

在这种情况下,人们工作场所的空气质量得到了直接改善。由于UFAD使用较低的静压进行空气输送,由于风扇功率减少负载,也节省了能源。在考虑到COVID-19调整可能对建筑性能产生的影响时,这种改善室内空气质量和降低风机能量负荷的组合可以使UFAD成为一个有吸引力的选择。施工时必须特别小心,以确保UFAD地砖下方的通风空间清洁,并避免漏气。

许多业主正在考虑采用先进的空气过滤系统,以应对COVID-19的担忧。空气过滤系统的选择和有效性由合格的机械工程团队进行最佳评估。一般来说,更强烈的空气过滤系统将需要相应增加风扇功率的能源使用。对于典型的高层办公建筑,风机功率约占建筑总能耗的10%。与传统系统相比,UFAD系统可将风扇能量负荷降低10-15%。这种节省可以帮助抵消由于空气过滤和更频繁的空气交换而增加的风扇功率能量。

图示JCI亚太区总部的地下空气分配系统。
JCI亚太总部采用地板下空气分配和JCI的两根管道周边地面安装的加热和冷却系统,这提供了一种非常高效的空气输送方式。
引入智能采光控制系统,减少能源消耗。

采光系统是抑制能源使用的另一种方式。占用传感器被整合到有人离开的区域和房间,从而减少照明用电负荷。电动窗帘与灯光系统相连,进一步优化光线水平。

JCI的楼宇自动化系统Metasys为设施团队提供了一个平台来控制所有相关的照明、遮阳和基于传感器的系统。这种类型的策略可以用来抵消人工照明的增加,如果居住者由于工作时间错开而工作早或晚,可能需要人工照明。居住者密度的变化可能需要对照明分配策略进行评估,这可以通过楼宇自动化系统进行管理。

许多可持续建筑项目也增加了自然采光,以避免过多的人工照明。由于新冠肺炎疫情,企业试图降低工作区域的密度,许多企业正在考虑让员工错开工作时间。早到晚走的人可能意味着灯会亮更长的时间。采用先进的照明控制和传感器系统是建筑业主管理潜在额外能源负荷的一种方式。

JCI亚太总部的内部视图说明了建筑的采光策略。
JCI亚太总部采用的另一个成功的节能策略是将建筑物内使用的人工照明数量与日光传感器连接起来,这使得照明系统只在需要时使用。照片:Blackstation。
增加使用户外空间的机会。

在2019冠状病毒病(COVID-19)大流行之前,室外露台已成为几乎所有建筑类型(包括办公室和多功能设施)的必备设施。这些空间为人们提供了工作地点的选择,以及在白天的心理休息,尤其是在人口密集的城市环境和特大城市。开云体育sports现在,户外空间具有双重功能,既可以促进工作场所的生产力和创新,也可以提供新鲜空气,从而潜在地帮助减缓传染病的传播。

将室外空间纳入建筑应考虑到建筑围护结构效率的影响。当通往露台的门在没有有序前庭的情况下打开时,会出现暂时的空气泄漏,同时极端的空气压力可能会进入建筑物中的垂直竖井,比如电梯库。门不像建筑物的其他部分那样严密密封façade,这就形成了永久的漏风点。在考虑中高层建筑的室外露台时,建议与缓解堆叠效应领域的合格专家进行接洽。

江森自控亚太总部的鸟瞰图,展示露台和户外空间。
江森自控亚太总部拥有充足的户外空间,包括每层的一系列分布式露台,以及顶层和地面层的大型露台。图片:创意AR。
提高建筑围护结构的热性能。

正如COVID-19大流行将迫使建筑业主评估建筑物用于机械和电气系统的能量量一样,下一个需要关注的合理领域是建筑围护结构或façade。

众所周知,与不透明或固体墙系统相比,玻璃和玻璃系统具有较差的导热性能。高性能双层玻璃甚至三层玻璃窗户系统与矿物棉绝缘的不透明幕墙板之间的差异可以是固体面板性能的三倍或更多。

这就是为什么人们如此关注窗户与墙壁的比率(WWR)。这个比例是用façade的玻璃面积除以总façade面积制成的。建筑规范将世界水比限制在40%的玻璃和60%的不透明,通过提交能源模型证明例外情况。façade设计接受较少玻璃的能力具有明显的热性能优势,对其他建筑MEP系统的压力较小。

在COVID-19大流行之前,建筑能源使用已经是密集分析的一个焦点,但现在是时候重新审视了,尤其是在建筑业主正在考虑对操作和机械进行升级以防止冠状病毒的传播之际。一个真正高性能的建筑必须平衡当前需求和建筑可持续能源使用的长期战略。

如有媒体查询,请发送电子邮件.

斯蒂芬·卡茨
Stephen是Gensler芝加哥办事处的建筑师和高级助理,也是美国建筑师学会、AIA国家建筑开云体育全站登录平台入口性能咨询小组的成员,以及LEED认证的专业人员。Stephen在façade和建筑围护结构设计方面的专业知识为他的客户提供了进步和可持续的解决方案。他赞成一个包容的设计过程,承认团队合作和倾听的重要性。与他联络:.
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