환기(아키텍처)

Ventilation (architecture)
이란 중부 사막 도시 나엔에 있는 더블 돔과 윈드캐처(탑 꼭대기 부근에 개구부)가 있는 압안바(물 저장소).윈드캐처는 자연환기의 [1]한 형태이다.

환기란 야외 공기를 의도적으로 공간에 도입하는 것입니다.환기 기능은 주로 실내 오염 물질을 희석 및 치환하여 실내 공기의 질을 제어하기 위해 사용됩니다. 또한 실내 온도, 습도 및 공기 운동을 제어하여 온도의 쾌적성, 실내 환경의 다른 측면에 대한 만족도 또는 기타 목적에 도움이 될 수 있습니다.

의도적인 실외 공기 도입은 일반적으로 기계적 환기, 자연 [2]환기 또는 혼합 모드 환기(하이브리드 환기)로 분류됩니다.

  • 기계 환기는 건물 안으로 의도적으로 외부 공기를 흘려보내는 것입니다.기계식 환기 시스템에는 공급 팬(외기를 건물 안으로 밀어넣는), 배기 팬(건물 밖으로 공기를 끌어들여 건물 안으로 균일한 환기 흐름을 발생시키는) 또는 두 가지 조합이 포함될 수 있습니다.기계 환기는 공간을 가열 및 냉각하는 데에도 사용되는 장비에 의해 제공되는 경우가 많습니다.
  • 자연환기란 계획된 개구부(루버, 문, 창문 등)를 통해 건물 안으로 의도적으로 수동적으로 공기가 유입되는 것입니다.자연 환기는 실외 공기를 이동시키기 위해 기계적인 시스템이 필요하지 않습니다.대신 풍압이나 스택 효과와 같은 수동적 물리적 현상에 전적으로 의존한다.자연 환기구는 고정되거나 조정될 수 있습니다.조정 가능한 개구부는 자동으로 제어(자동화), 탑승자에 의해 제어(조작 가능)되거나 둘 다 조합될 수 있습니다.교차 환기는 자연 환기의 현상이다.
  • 혼합 모드 환기 시스템은 기계적 프로세스와 자연적 프로세스를 모두 사용합니다.기계 부품과 천연 부품은 동시에 사용할 수도 있고, 하루 중 다른 시간대에 사용할 수도 있고,[3] 연중 다른 계절에 사용할 수도 있습니다.자연 환기 흐름은 환경 조건에 따라 달라지기 때문에 항상 적절한 양의 환기를 제공하지 않을 수 있습니다.이 경우 기계 시스템을 사용하여 자연스럽게 구동되는 흐름을 보충하거나 조절할 수 있습니다.

통풍은 일반적으로 침윤과는 별도로 기술됩니다.

  • 침윤이란 건물 외피의 누출(계획되지 않은 개구부)을 통해 실외에서 실내로 공기가 유입되는 상황을 말합니다.건물 설계가 실내 공기의 질을 유지하기 위해 침투에 의존하는 경우, 이 흐름을 우발 [4]환기라고 합니다.

거주자의 건강과 웰빙을 촉진하는 건물의 설계는 환기 기류가 점유 공간 내에서 오염물질과 상호작용, 희석, 치환 또는 유입되는 방식을 명확히 이해해야 한다.환기는 좋은 실내 공기 품질을 유지하는 데 필수적인 요소이지만, [5]그것만으로는 만족스럽지 않을 수 있습니다.실외 오염이 실내 공기의 질을 악화시키는 시나리오에서는 여과와 같은 다른 처리 장치도 필요할 수 있습니다.주방 환기 시스템 또는 실험실 후드의 경우 공간 내 환기량보다 효과적인 배수 포집 설계가 더 중요할 수 있습니다.보다 일반적으로, 공기 분배 시스템이 공간을 드나드는 환기를 일으키는 방식은 특정 환기의 속도가 내부적으로 발생한 오염 물질을 제거하는 능력에 영향을 미칩니다.공간의 오염을 저감하는 시스템의 능력을 「환기 효과」라고 부릅니다.그러나 실내 공기 품질에 대한 환기의 전반적인 영향은 오염원 및 활동과 기류가 상호 작용하여 탑승자 노출에 영향을 미치는 방식과 같은 보다 복잡한 요인에 따라 달라질 수 있다.

환기 시스템의 설계 및 운용과 관련된 일련의 요소는 다양한 법규 및 표준에 의해 규제된다.허용 가능한 실내 공기 품질을 달성하기 위한 환기 시스템의 설계 및 운용에 관한 표준에는 ASHRAE 표준 62.1 및 62.2, 국제 거주 코드, 국제 기계 코드 및 영국 건축 규제 파트 F가 포함됩니다.ASHRAE Standard 90.1 및 International Energy Conservation Code 등 에너지 절약에 중점을 둔 다른 표준도 환기 시스템의 설계 및 운영에 영향을 미칩니다.

많은 경우 실내 공기 품질을 위한 환기는 열 쾌적성 제어에 동시에 도움이 됩니다.사람들의 신체 건강을 증진시키기 [6]위해서는 환기를 늘리는 것이 필수적이다.이 때 실내공기질에 필요한 최소 환기량을 초과하여 환기량을 증가시키는 것이 유용할 수 있습니다.두 가지 예로는 에어사이드 이코노마이저 냉각과 통기성 프리쿨링이 있습니다.다른 경우에는 실내 공기 품질을 위한 환기가 기계식 난방 및 냉방 장비의 필요성과 에너지 사용에 기여합니다.고온 다습한 기후에서 환기 공기의 제습은 특히 에너지 집약적인 프로세스가 될 수 있습니다.

환기는 온수기, 용해로, 보일러 및 목재 스토브와 같은 기기 및 연소 장비에 대한 "환기"와의 관계를 고려해야 합니다.가장 중요한 것은 건물 환기의 설계가 "자연 환기" 장치에서 점유된 공간으로 연소 생성물이 역류하지 않도록 주의해야 한다는 것입니다.이 문제는 밀폐형 봉투가 더 많은 건물에서 더욱 중요합니다.이러한 위험을 피하기 위해 많은 최신 연소기구는 실내 환경 대신 실외에서 직접 연소 공기를 흡입하는 "직접 환기"를 사용합니다.

실내공기질 환기율

CII 건물의 환기율은 일반적으로 건물에 도입된 실외 공기의 체적 유량으로 표현됩니다.일반적으로 사용되는 단위는 영국식 시스템에서는 세제곱피트/분(CFM) 또는 미터법에서는 리터/초(L/s)입니다(단, SI 시스템에서는 부피 측정 유량에 대해서는 초당 입방미터가 권장됩니다).환기율은 CFM/p 또는 CFM/ft²와 같이 1인당 또는 단위 바닥 면적 단위로 또는 시간당 공기 변화(ACH)로 표시할 수도 있습니다.

주거용 건축물의 기준

환기 요구를 충족시키기 위해 주로 침윤에 의존하는 주거용 건물의 경우, 일반적인 환기율 측정치는 공기 변화율(또는 시간당 공기 변화량)입니다. 즉, 시간당 환기율을 공간의 부피로 나눈 값(I 또는 ACH, 1/h 단위).겨울 동안 ACH는 밀폐된 주택에서 0.50~0.41에서 느슨하게 밀폐된 [7]주택에서는 1.11~1.47까지 발생할 수 있다.

ASHRAE는 현재 최소 ACH가 0.35이지만 15 CFM/인 (7.1 L/s/인)이었던 62-2001 표준에 대한 개정으로 바닥 면적에 따른 환기율을 권장하고 있다.2003년 현재, 표준은 3 CFM/100 평방 피트(15 L/s/100 평방 미터)와 7.5 CFM/사람(3.5 L/s/사람)[8]으로 변경되었습니다.

상업용 건축물의 기준

환기율 절차

환기율 절차는 표준에 기초한 비율로, 환기 공기를 공간에 공급해야 하는 비율과 해당 [9]공기를 조절하기 위한 다양한 수단을 규정합니다.공기 품질은 CO2 측정을 통해 평가되며, 환기율은 상수를 사용하여 수학적으로 도출됩니다.실내 공기 품질 절차에서는 실내 공기에 있는 특정 오염물질의 허용 농도 규격을 위해 하나 이상의 지침을 사용하지만, 환기율이나 공기 처리 [9]방법을 규정하지는 않습니다.이는 정량적 평가와 주관적 평가를 모두 다루며, 환기율 절차에 기초한다.또한 측정된 한계가 없거나 한계가 설정되지 않은 잠재적 오염물질(예: 카펫 및 가구에서 포름알데히드가 배출됨)도 설명합니다.

자연 환기

주요 기사 : 자연환기

자연 환기 하니스는 밀폐된 공간에서 공기를 공급하고 제거하기 위해 자연적으로 사용 가능한 힘을 사용합니다.방의 환기 불량으로 방 [6]모서리를 포함한 방의 특정 장소에서 국소적인 곰팡이 냄새가 현저하게 증가하는 것으로 확인되었습니다.건물에서 발생하는 자연 환기에는 세 가지 유형이 있습니다. 바람 구동 환기, 압력 구동 흐름 및 스택 [10]환기입니다.'스택 효과'에 의해 발생하는 압력은 가열되거나 상승하는 공기의 부력에 의존합니다.바람으로 움직이는 환기는 건물 외피의 틈새뿐만 아니라 밀폐된 공간을 통해 공기를 끌어당기고 밀어내는 우세 바람의 힘에 의존합니다.

역사적인 건물들은 거의 모두 [11]자연환기가 되었다.이 기술은 에어컨 사용이 널리 보급되면서 20세기 후반 미국의 대형 건물에서 일반적으로 사용되지 않게 되었다.그러나 고급 빌딩 퍼포먼스 시뮬레이션(BPS) 소프트웨어의 등장으로 빌딩 오토메이션 시스템(BAS), 에너지 및 환경 디자인(LEED)의 리더십 설계 요건 및 창문 제조 기술 개선으로 전 세계 및 미국 전역의 상업용 빌딩에서 자연 환기가 부활했습니다.S.[12]

자연환기의 이점은 다음과 같습니다.

건물과 구조물의 환기에 사용되는 기법과 건축적 특징에는 다음과 같은 것들이 포함되지만 이에 한정되지는 않는다.

  • 조작 가능한 창
  • 야간 퍼지 환기
  • 클리어스토리 창문 및 환기된 천장 조명
  • 건축 방향
  • 바람 포착 파사드

기계적 환기

주요 기사:HVAC

건물 및 구조물의 기계적 환기는 다음 기법을 사용하여 달성할 수 있습니다.

  • 온 집 환기
  • 혼합 환기
  • 변위 환기
  • 전용 서브 에어리얼 급기

디맨드 컨트롤형 환기(DCV)

DCV(Demand Control Ventilation)는 에너지를 [13][14]절약하면서 공기의 질을 유지하는 것을 가능하게 합니다.ASHRAE는 다음과 같이 결정했다. "점유율이 [15]낮은 기간 동안 총 실외 공기 공급을 줄이기 위해 수요 통제가 허용되는 것은 환기 속도 절차와 일치한다."DCV 시스템에서는 CO2 센서가 [16][17]환기량을 제어합니다.피크 점유 시에는 CO 레벨이 상승하고2 시스템은 환기율 [18]절차에 사용되는 것과 동일한 양의 실외 공기를 공급하도록 조정됩니다.그러나 공간이 덜 차지하면 CO2 수준이 감소하고 시스템이 환기를 줄여 에너지를 절약합니다.DCV는 잘 확립된 [19]관행이며 ASHRAE 90.[20]1과 같은 건물 에너지 표준을 통해 높은 점유 공간에서 요구됩니다.

맞춤형 환기

맞춤형 환기는 개인이 받는 환기의 양을 조절할 수 있는 공기 분배 전략입니다.이 접근 방식은 신선한 공기를 호흡 구역으로 더 직접적으로 전달하며 흡입 공기의 공기 질을 개선하는 것을 목표로 합니다.맞춤형 환기는 호흡 구역의 오염을 훨씬 적은 공기량으로 대체함으로써 기존의 혼합 환기 시스템보다 훨씬 높은 환기 효과를 제공합니다.이 전략은 공기 품질 개선 외에도 탑승자의 온열 쾌적성, 인식된 공기 품질 및 실내 환경에 대한 전반적인 만족도를 개선할 수 있습니다.온도와 공기 이동에 대한 개인의 선호도가 동일하지 않기 때문에 동종 환경 제어에 대한 기존의 접근 방식은 높은 탑승자 만족도를 달성하지 못했습니다.맞춤형 환기와 같은 기술을 통해 보다 다양한 열 환경을 쉽게 제어할 수 있으므로 대부분의 탑승자가 열 만족도를 높일 수 있습니다.

국소 배기 장치

국소 배기 환기는 특정 고배출원에 의한 실내 공기의 오염을 방지하기 위해 대기 중의 오염물질이 환경으로 확산되기 전에 포착하는 문제를 해결합니다.여기에는 수증기 제어, 화장실 바이오 에프런트 제어, 산업 공정에서 발생하는 용제 증기, 목재 및 금속 가공 기계에서 발생하는 먼지가 포함될 수 있습니다.공기는 가압 후드를 통해 또는 팬을 사용하여 특정 영역을 [21]가압하여 배출할 수 있습니다.
국부 배기 시스템은 5개의 기본 부품으로 구성됩니다.

  1. 오염 물질을 원천에서 포착하는 후드
  2. 공기 수송용 덕트
  3. 오염물질을 제거/최소화하는 공기청정장치
  4. 시스템을 통해 공기를 이동시키는 팬
  5. 오염된 공기가 배출되는[21] 배기 스택

영국에서 LEV 시스템의 사용에는 건강 및 안전 책임자(HSE)가 정한 규정이 있으며, 이를 건강에 유해한 물질 관리(CoSH)라고 합니다.CoSH에 따르면 LEV 시스템이 적절하게 작동하는지 확인하기 위해 적어도 14개월마다 모든 장비를 테스트함으로써 LEV 시스템 사용자를 보호하기 위한 법률이 수립되어 있습니다.시스템의 모든 부품을 육안으로 검사하고 철저히 테스트해야 하며, 결함이 있는 부품이 발견되면 검사자는 빨간색 라벨을 발행하여 결함 부품과 문제를 식별해야 합니다.

그런 다음 LEV 시스템 소유자는 시스템을 사용하기 전에 결함이 있는 부품을 수리 또는 교체해야 합니다.

스마트한 환기

스마트 환기는 에너지 소비, 공공요금 및 기타 비IAQ 비용(열적 불쾌감이나 소음 등)을 최소화하면서 원하는 IAQ 이점을 제공하기 위해 환기 시스템을 장소별로 지속적으로 조정하는 프로세스입니다.스마트 환기 시스템은 점유율, 실외 열 및 대기질 조건, 전기 그리드 요구, 오염물질의 직접 감지, 기타 공기 이동 및 공기 정화 시스템 중 하나 또는 그 이상에 응답하도록 건물 내의 시간 또는 위치에 따라 환기율을 조정합니다.또한 스마트 환기 시스템은 건물 소유자, 거주자 및 관리자에게 운영 에너지 소비량 및 실내 공기 품질에 대한 정보뿐만 아니라 시스템 유지보수 또는 수리가 필요한 경우 신호를 제공할 수 있습니다.점유에 반응한다는 것은 스마트 환기 시스템이 건물이 비어 있을 경우 환기를 줄이는 등 수요에 따라 환기를 조정할 수 있다는 것을 의미합니다.스마트 환기는 a) 실내 실외 온도 차이가 더 작거나(및 피크 실외 온도와 습도로부터 멀리), b) 실외 온도가 환기 냉각에 적합한 경우 또는 c) 실외 공기 품질이 허용 가능한 기간으로 환기를 시프트할 수 있습니다.전력망 요구에 대응한다는 것은 전력 수요(전력회사의 직접 신호 포함)에 유연성을 제공하고 전력망 제어 전략과 통합하는 것을 의미한다.스마트 환기 시스템에는 필터 [22]교체와 같은 시스템 구성 요소의 유지보수가 필요한 경우뿐만 아니라 시스템 장애를 감지 및 수리할 수 있는 방식으로 공기 흐름, 시스템 압력 또는 팬 에너지 사용을 감지하는 센서가 있을 수 있습니다.

환기 및 연소

연소(난로, 가스 히터, 촛불, 오일 램프 등)는 산소를 소비하면서 이산화탄소 및 기타 유해한 가스 및 연기를 발생시켜 환기 공기를 필요로 합니다.개방된 굴뚝은 굴뚝을 통해 나오는 부력과 따뜻한 공기에 의해 유도되는 음압 변화로 인해 침투를 촉진합니다(즉, 자연 환기).따뜻한 공기는 일반적으로 더 무겁고 차가운 공기로 대체된다.

또한 호흡, 연소, 조리에 의해 발생하는 수증기를 제거하고 냄새를 제거하기 위해 구조물 내 환기가 필요하다.수증기가 축적될 경우 구조물, 단열재 또는 [citation needed]마감재가 손상될 수 있습니다.작동 시 에어컨은 보통 공기로부터 여분의 습기를 제거한다.공기 중의 습기를 제거하는 데 제습기가 적합할 수도 있다.

허용 환기율 계산

환기 지침은 생물 배출물의 허용 수준을 유지하는 데 필요한 최소 환기율을 기반으로 합니다.이산화탄소는 0.005 L/s의 비교적 일정한 값으로 배출량이 가장 높은 가스이므로 기준점으로 사용한다.질량 균형 방정식은 다음과 같습니다.

Q = G/(Ci - Ca)

  • Q = 환기율 (L/s)
  • G = CO2 발생률
  • Ci = 실내 CO2 허용 농도
  • Ca = 주변2 CO 농도[23]

흡연 및 환기

ASHRAE 표준 62는 환경 담배 연기가 있는 지역에서 제거된 공기를 ETS가 없는 공기로 재순환해서는 안 된다고 명시하고 있다.ETS가 있는 공간은 금연 환경과 유사한 공기 품질을 실현하기 위해 더 많은 환기를 필요로 한다.

ETS 영역의 환기량은 ETS가 없는 영역의 양에 V의 양을 더한 값과 같습니다.여기서 다음과 같습니다.

V = DSD × VA × A/60E

  • V = CFM(L/s) 단위의 권장 추가 유량
  • DSD = 설계 흡연 밀도(단위 면적당 시간당 흡연되는 담배의 최대 수)
  • VA = 설계 중인 실내의 담배당 환기 공기량(ft3/cig)
  • E = 오염물질 제거 효과[24]

역사

이 고대 로마의 집은 다양한 수동 냉각 및 수동 환기 기술을 사용합니다.무거운 석조 벽, 작은 외부 창문, 좁은 벽으로 둘러싸인 정원 방향의 N-S가 집을 그늘지게 하여 열 발생을 방지합니다.이 집은 중앙 아트리움(하늘을 향해 열려 있음)으로 열려 있습니다. 물의 증발 냉각은 아트리움에서 정원으로의 교차 통풍을 일으킵니다.

원시 환기 시스템은 세르비아의 플로치니크 고고학 유적지(빈차 문화에 속함)에서 발견되었으며 초기 구리 제련로에 구축되었습니다.작업장의 외부에 지어진 이 화로는 수백 개의 작은 구멍이 뚫린 토관 모양의 통풍구와 불을 피우기 위해 [25]화로에 공기가 들어가고 연기가 안전하게 나오도록 하는 굴뚝을 특징으로 했다.

수동 환기 및 수동 냉각 시스템은 고전 시대에 지중해 주변에 널리 쓰여졌습니다.열원과 냉각원(분수 및 지하 열 저장고 등)은 모두 공기 순환을 촉진하기 위해 사용되었으며, 건물은 기후와 기능에 따라 외풍을 장려하거나 제외하도록 설계되었다.대중목욕탕은 냉난방이 특히 정교했다.아이스하우스는 수천 년 된 것으로, 고전 시대에는 잘 발달된 얼음 산업의 일부였다.

강제 환기의 발달은 정체된 '에어'가 병을 퍼뜨리는 것으로 생각되었던 질병의 미아즈마 이론에 대한 18세기 후반과 19세기 초의 일반적인 믿음에 의해 촉진되었다.초기 환기 방법은 환기구 근처에서 환기 불을 사용하여 건물 내 공기를 강제로 순환시키는 것이었습니다.영국의 기술자 존 테오필러스 데사굴리에스는 하원의 지붕에 있는 공기 튜브에 환기용 불을 설치했을 때 이것의 초기 예를 제시했습니다.Covent Garden Theatre를 시작으로, 천장의 가스를 태우는 샹들리에가 환기 역할을 하도록 특별히 설계되었다.

기계 시스템

상세 정보:난방, 환기, 공조 condition 기계식 또는 강제 환기
웨스트민스터 궁전의 중앙 탑.이 팔각형의 첨탑은 환기를 위한 것으로, 리드가 배리에게 부과한 보다 복잡한 시스템으로, 궁전에서 공기를 빼내는 것이었습니다.그 디자인은 그 기능을 [26][27]미적으로 위장하기 위한 것이었다.

공기를 순환시키기 위해 기계 장비를 사용하는 더 정교한 시스템이 19세기 중반에 개발되었습니다.1700년대 중반 엔지니어 Stephen Hales가 뉴게이트 감옥과 외곽 건물을 환기하기 위해 벨로우즈의 기본 시스템을 설치했습니다.이러한 초기 장치의 문제는 작동을 위해 지속적인 인력 노동이 필요하다는 것이었습니다.데이비드 보스웰 리드는 1834년 화재로 [26]전소된 후 새로운 하원을 위한 건축 디자인을 제안하는 의회 위원회 앞에서 증언하기 위해 소환되었다.1840년 1월, 리드는 상원 위원회에서 국회의사당 대체 건설에 대해 임명되었습니다.그 직책은 사실상 환기 기술자의 자격으로 이루어졌고, 그 직책의 창설로 리드와 [28]건축가 찰스 배리 사이에 오랜 다툼이 시작되었다.

리드는 새 집에 매우 고도의 환기 시스템을 설치하는 것을 지지했다.그의 디자인은 공기가 지하실로 빨려 들어가 난방 또는 냉방을 거치는 방식이었다.그 후 그것은 바닥에 뚫린 수천 개의 작은 구멍을 통해 방으로 올라갔고, 큰 [29]더미 안에 있는 특별한 환기 불꽃에 의해 천장을 통해 배출되었다.

리드의 명성은 웨스트민스터에서 일해서 만들어졌어요그는 1837년 리즈와 셀비 철도 [30]터널에서 대기질 조사를 의뢰받았다.1841년 니제르 탐험을 위해 건조된 증기선에는 리드의 웨스트민스터 [31]모델에 기초한 환기 시스템이 설치되었다.공기는 건조되고 여과되어 [32][33]숯 위로 흘러갔다.리드의 인공호흡법은 세인트루이스에도 더 완벽하게 적용되었다. 건축가 하비 론스데일 엘메스가 리드가 환기 [34]설계에 참여하도록 요청했던 리버풀의 조지 홀.리드는 이 건물이 자신의 시스템이 완전히 [35]작동된 유일한 건물이라고 생각했어요

팬

실용적인 증기 동력의 등장으로, 천장 선풍기는 마침내 환기를 위해 사용될 수 있었다.리드는 리버풀의 세인트 조지 병원 천장에 4개의 증기 팬을 설치했는데, 팬에 의해 생성된 압력이 천장에 있는 환기구로 유입되는 공기를 밀어올릴 수 있도록 했다.리드의 선구적인 업적은 오늘날까지 [29]환기 시스템의 기초를 제공합니다.그는 21세기에 촐튼의 [36]웨이드 경에 의해 에너지 효율에 대한 논의에서 "환기 환자 리드 박사"로 기억되었다.

환기율 기준의 이력 및 개발

신선한 공기로 공간을 환기하는 것은 "나쁜 공기"를 피하는 것을 목적으로 합니다.무엇이 나쁜 공기를 구성하는지에 대한 연구는 1600년대에 과학자 Mayow가 밀폐된 [37]병에 담긴 동물들의 질식을 연구했던 때로 거슬러 올라간다.공기의 독성 성분은 나중에 1700년대 후반 라부아지에에 의해 이산화탄소(CO)로2 확인되었고, 이는 인간이 답답하거나 불쾌하다고 인식하는 "나쁜 공기"의 본질에 대한 논쟁을 시작했다.초기 가설에는 과도한 CO2 농도와 산소 고갈이 포함되어 있었다.그러나 1800년대 후반 과학자들은 산소나2 이산화탄소가 아닌 생물학적 오염을 허용할 수 없는 실내 공기의 주요 성분으로 생각했다.그러나 CO 농도는 인식된 대기 질과 밀접하게 관련되어 있다는 사실은2 1872년에 이미 알려졌다.

최소 환기율의 첫 추정치는 [38]1836년 트레드골드에 의해 개발되었습니다.1886년 빌링스와 1905년 플러지에 의해 이 주제에 대한 후속 연구가 이어졌다.빌링스와 플러지의 권고는 1900-1920년대에 수많은 건축 법규에 통합되었고 1914년 [37]ASHVE(ASHRAE의 전신)에 의해 산업 표준으로 발표되었습니다.

열 쾌적성, 산소, 이산화탄소 및 생물학적 오염물질의 다양한 영향에 대한 연구는 계속되었다.연구는 실험실이 통제된 인간 실험체로 수행되었다.1909년과 1911년 사이에 발표된 두 연구는 이산화탄소가 문제를 일으키는 성분이 아니라는 것을 보여주었다.실험대상자들은2 CO가 높은 챔버에서 [37]냉기를 유지하는 한 만족도를 유지하였다.(따라서 CO가 실제로 50[40],000ppm 이상의 농도에서 유해한 것으로2 확인됨)

ASHVE는 1919년에 활발한 연구 활동을 시작했다.1935년까지 ASHVE는 렘베르그, 브란트, 모스에 의해 연구비를 지원받았으며, 다시 테스트 챔버에서 인간 피험자를 사용하여 "나쁜 공기"의 주요 구성요소는 인간의 [41]후각 신경에 의해 인식되는 냄새라는 것을 시사했다.냄새에 대한 인간의 반응은 오염물질 농도에 로그로 나타나며 온도와 관련이 있는 것으로 밝혀졌다.온도가 낮고 쾌적한 환경에서 낮은 환기율은 만족스러운 수준이었다.1936년 야글루, 라일리 및 코긴스가 실시한 인간 시험실 연구는 냄새, 객실 용량, 거주자 연령, 냉각 장비 효과 및 환기율에 [42]대한 지침을 제공한 재순환 공기 영향을 고려하면서 이러한 노력의 상당 부분을 해결했다.Yaglou 연구는 1946년 ASA 코드를 시작으로 검증되어 업계 표준에 채택되었습니다.이 연구 기반에서 ASHRAE(ASHVE를 대체)는 공간 권장 사항에 따라 공간을 개발하여 ASHRAE Standard 62-1975: 허용 가능한 실내 공기 품질을 위한 환기)로 출판했습니다.

더 많은 아키텍처가 기계적 환기를 통합함에 따라, 실외 공기 환기의 비용은 정밀 조사를 받게 되었습니다.1973년 ASHRAE 표준 62-73과 62-81은 1973년 석유 위기와 보존 우려에 대응하여 필요한 환기를 1인당 10 CFM(4.76 L/s)에서 1인당 5 CFM(2.37 L/s)으로 줄였습니다.춥거나 따뜻하거나 습하거나 먼지가 많은 기후에서는 에너지, 비용 또는 여과를 절약하기 위해 실외 공기와의 환기를 최소화하는 것이 좋습니다.이러한 비판(예[43]: 틸러)은 ASHRAE가 1981년, 특히 금연 구역에서 실외 환기율을 낮추도록 이끌었다.그러나 Fanger,[44] W. Cain 및 Jansen의 후속 연구는 Yaglou 모델을 검증했다.감소된 환기율은 아픈 건물 [45]증후군에 기여하는 것으로 밝혀졌다.

1989년 ASHRAE 표준(표준 62–89)에서는 적절한 환기 가이드라인은 사무실 건물의 1인당 20 CFM(9.2 L/s), 학교의 1인당 15 CFM(7.1 L/s)이며, 2004년 표준 62.1-2004에서는 다시 낮은 권장사항이 있습니다(아래 표 참조).ANSI/ASHRAE(표준 62-89)는 "환기율이 1,000ppm2 CO를 [46]초과하지 않도록 설정하면 쾌적성(냄새) 기준이 충족될 것 같다"고 추측한 반면 OSHA는 8시간에 [47]걸쳐 5000ppm의 한계를 설정했다.

과거 환기율
작성자 또는 소스 연도 환기율(IP) 환기율(SI) 근거 또는 근거
트레드골드 1836 1인당 4 CFM 1인당 2 L/s 기초대사요구량, 호흡수, 촛불연소
청구서 1895 1인당 30 CFM 1인당 15 L/s 실내 공기 위생, 질병 확산 방지
플러지 1905 1인당 30 CFM 1인당 15 L/s 과열 또는 불쾌한 냄새
애쉬브 1914 1인당 30 CFM 1인당 15 L/s Billings, Flugge 및 동시대를 기반으로 합니다.
초기 미국 코드 1925 1인당 30 CFM 1인당 15 L/s 위와 같다
야글루 1936 1인당 15 CFM 1인당 7.5 L/s 악취 제어, 전체 공기의 일부인 실외 공기
로서 1946 1인당 15 CFM 1인당 7.5 L/s Yahlou 및 동시대를 기반으로 합니다.
애쉬래 1975 1인당 15 CFM 1인당 7.5 L/s 위와 같다
애쉬래 1981 1인당 10 CFM 1인당 5 L/s 금연 구역의 경우, 감소합니다.
애쉬래 1989 1인당 15 CFM 1인당 7.5 L/s Fanger, W. Cain 및 Jansen을 기반으로 합니다.

ASHRAE는 공간별 환기율 권장치를 계속 발표하고 있으며, 이는 업계 전문가로 구성된 컨센서스 위원회에 의해 결정됩니다.ASHRAE 표준 62-1975의 최신 후속 제품은 ASHRAE 표준 62.1(비주거 공간용)과 ASHRAE 62.2(주거용)입니다.

2004년에는 계산 방법이 승객 기반 오염 성분과 면적 기반 오염 성분을 [48]모두 포함하도록 개정되었다.이 두 가지 구성 요소는 전체적인 환기율에 도달하기 위해 가법적입니다.인구밀집지역은 1인당 방법론을 사용하여 때때로 과잉 통풍이 이루어지기도 한다(에너지 및 비용 상승으로 이어지기도 한다).

승객 기반 환기율,[48] ANSI/ASHRAE 표준 62.1-2004

IP 단위 SI 단위 카테고리 예
0 cfm/사람 0 L/s/사람 환기 요건이 주로 거주자가 아닌 건물 요소와 관련된 공간. 보관실, 창고
5 cfm / 사람 2.5 L/s/사람 성인이 차지하는 공간, 활동 수준이 낮은 공간 사무실 공간
7.5 cfm/사람 3.5 L/s/사람 거주자가 더 높은 수준의 활동을 하지만 힘들지는 않은 공간 또는 더 많은 오염 물질을 생성하는 활동을 하는 공간 소매업 공간, 로비
10 cfm/사람 5 L/s/사람 거주자가 운동을 하지 않고 더 격렬한 활동을 하는 공간 또는 더 많은 오염물질을 발생시키는 활동을 하는 공간 교실, 학교 환경
20 cfm/사람 10 L/s/사람 거주자가 운동 또는 많은 오염물질을 발생시키는 활동을 하는 공간 댄스 플로어, 운동실

면적 기반 환기율,[48] ANSI/ASHRAE 표준 62.1-2004

IP 단위 SI 단위 카테고리 예
0.06 cfm/ft2 0.30 L/s/m2 공간 오염이 정상적이거나 사무실 환경과 유사한 공간 회의실, 로비
0.12 cfm/ft2 0.60 L/s/m2 사무실 환경보다 공간 오염도가 훨씬 높은 공간 교실, 박물관
0.18 cfm/ft2 0.90 L/s/m2 이전 범주보다 공간 오염도가 더 높은 공간 실험실, 미술 교실
0.30 cfm/ft2 1.5 L/s/m2 스포츠 또는 엔터테인먼트에서 오염물질이 방출되는 특정 공간 스포츠, 엔터테인먼트
0.48 cfm/ft2 2.4 L/s/m2 화학 농도가 높은 실내 수영장 전용 실내수영장

위의 표에 나타난 승객 및 면적 기반 환기율을 추가하면 이전 표준에 비해 환율이 크게 감소하는 경우가 많다.이는 이 최소한의 공기가 항상 개별 탑승자의 호흡 구역으로 실제로 전달되어야 하는 표준의 다른 섹션에서 보상된다.따라서 환기 시스템의 총 실외 공기 흡입구(다중 구역 가변 공기량(VAV) 시스템에서)는 1989년 표준에서 요구하는 공기 흐름과 유사할 수 있습니다.
1999년부터 2010년까지, 환기율 적용 프로토콜이 상당히 개발되었습니다.이러한 발전은 점유자 및 프로세스 기반 환기율, 실내 환기 효과 및 시스템 환기 효과를[49] 다룬다.

문제

  • 고온 다습한 기후에서, 에어컨 없는 환기 공기는 하루 평균 실외 공기 1cfm당 약 1파운드의 물을 공급합니다.이것은 많은 양의 습기로 실내 습기와 곰팡이 문제를 일으킬 수 있습니다.
  • 환기 효율은 설계 및 배치에 따라 결정되며, 확산기 및 환기구 배치 및 근접도에 따라 달라집니다.서로 가까이 위치할 경우 공급 공기가 오래된 공기와 혼합되어 HVAC 시스템의 효율이 저하되고 공기 품질 문제가 발생할 수 있습니다.
  • 시스템 불균형은 HVAC 시스템의 구성 요소가 부적절하게 조정 또는 설치될 때 발생하며 압력 차이가 발생할 수 있습니다(순환 공기가 너무 많으면 통풍이 되거나 순환 공기가 너무 적으면 정체됨).
  • 교차 오염은 압력 차이가 발생할 때 발생하며, 잠재적으로 오염된 공기를 한 구역에서 오염되지 않은 구역으로 강제합니다.여기에는 바람직하지 않은 냄새 또는 휘발성 유기화합물(VOCs)이 수반되는 경우가 많습니다.
  • 배기구의 재진입은 배기 출구와 신선한 공기 흡입구가 너무 가깝거나 우세 바람이 배기 패턴을 바꾸거나 흡기 흐름과 배기 흐름 사이의 침투를 통해 발생합니다.
  • 오염된 실외 공기가 흡입구를 통해 유입되면 실내 공기가 오염됩니다.산업용 폐수부터 인근 건설 [50]공사에 의해 연기되는 휘발성 유기화합물까지 다양한 오염 공기원이 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

공기 침투 환기 센터(AIVC)

국제 에너지 기구(IEA) 건물 및 커뮤니티 프로그램(EBC)

국제실내공기질기후학회

미국 난방·냉장·공조 기술자 협회(ASHRAE)