潘逸瀚,上??挚萍紭怯钛芯吭寒a(chǎn)業(yè)研究中心高級經(jīng)理。畢業(yè)于同濟大學建筑系,曾就職于華東建筑設計研究院總院(ECADI),任建筑策劃經(jīng)理?,F(xiàn)致力于寫字樓、商業(yè)建筑、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、城市更新、TOD開發(fā)等商業(yè)建筑在產(chǎn)品形式、產(chǎn)業(yè)策略、運營方式等方面的研究與策劃。
隨著生產(chǎn)生活方式的現(xiàn)代化,人們在室內(nèi)生活的時間越來越長,對室內(nèi)環(huán)境的舒適度要求也在不斷提升。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的背景下,互聯(lián)網(wǎng)、高科技企業(yè)擴張速度加快,辦公時間加長。且辦公室工作人員以腦力勞動為主,對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的變化更為敏感,良好的辦公環(huán)境在保障辦公人員身體健康的同時,還可以提升工作效率。根據(jù)中國經(jīng)濟周刊發(fā)布的職場人幸福感調(diào)查,超過 20% 的辦公人員認為室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)會對幸福感產(chǎn)生影響。對工作環(huán)境與工作效率之間關系的研究顯示,當辦公人員對工作環(huán)境滿意時,其工作效率可提升 14%。
建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量是衡量綠色建筑運行性能優(yōu)劣的重要組成部分,也是綠色建筑“以人為本”的原則體現(xiàn)。借鑒智能住宅的五恒系統(tǒng),可提高辦公空間室內(nèi)環(huán)境的舒適度??赏ㄟ^溫度、濕度、空氣凈化、新風配置以及靜音 5 個方面控制環(huán)境因素,共同營造恒溫、恒濕、恒氧、恒潔、恒靜五恒環(huán)境。同時,這5 個方面落實于控制系統(tǒng),可分為熱濕環(huán)境控制、空氣品質(zhì)控制、聲環(huán)境控制 3 方面。
室內(nèi)熱濕環(huán)境主要反映了室內(nèi)環(huán)境熱物理參數(shù)對人體的熱感覺和舒適度的影響??諝鉁囟?、空氣濕度、氣流速度和平均輻射溫度以及人體的活動和服裝直接影響人體與環(huán)境的熱交換情況,是影響人體熱感覺的直接因素。在目前通行的熱舒適性評價指標中,PMV 綜合考慮了 4 項環(huán)境因素(空氣溫度、空氣濕度、風速、平均輻射溫度)與 2 項人體因素(人體活動代謝率和服裝熱阻),應用范圍最為廣泛。
傳統(tǒng)的空調(diào)控制系統(tǒng)以單一的溫度指標作為控制參數(shù),通過對比實時溫度與設定溫度的差別,利用控制裝置調(diào)控室內(nèi)溫度,進而維持用戶設定的熱濕環(huán)境。此類空調(diào)控制系統(tǒng)僅將溫度作為控制參量,未考慮其他因素,無法滿足使用者的熱舒適需求。
因此,實現(xiàn)辦公空間環(huán)境的熱舒適需要綜合考慮溫度、濕度、風速與輻射溫度,基于 PMV 指標實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)控制。目前有兩種手段。
(1)間接控制模式。以環(huán)境因素中的一項為直接控制參數(shù),如以空氣溫度作為主要控制變量。通過傳感器監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境的各項因素,通過設定的 PMV 值反向推算舒適的溫度范圍,再通過空調(diào)系統(tǒng)調(diào)整溫度實現(xiàn)室內(nèi)熱舒適。間接控制模式原理圖如圖1 所示。
圖1 間接控制模式原理圖
(2)直接控制模式。以 PMV 值作為控制參數(shù),通過環(huán)境因素傳感器采集或計算 PMV 數(shù)據(jù)。若 PMV 值超出舒適度區(qū)間,控制器會命令執(zhí)行器對室內(nèi) PMV 值調(diào)控,此時對應的執(zhí)行器就是空調(diào)中調(diào)節(jié)溫度與風速的器件,即此時空調(diào)控制系統(tǒng)通過溫度與風速調(diào)控PMV值。直接控制模式原理圖如圖2 所示。
圖2 直接控制模式原理圖
實際操作中,間接控制方式更易實現(xiàn),只需要在傳統(tǒng)定溫控制的基礎上增加一個 PMV 控制器即可,但由于空調(diào)的控制方式仍是溫度導向,難以實現(xiàn)精準的熱舒適控制。直接控制方式通過設定的 PMV 值與實時檢測的 PMV 值的對比結(jié)果,調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度與氣流速度,進而實時控制 PMV 值,控制效果也相對更好,但設備成本較高。實際的空間環(huán)境中,還需通過出風口的設置、地板選材等綜合實現(xiàn)室內(nèi)熱濕環(huán)境的均勻分布。同時,可通過個人桌面風扇、加熱座椅等實現(xiàn)辦公人員個人熱舒適度調(diào)整。
室內(nèi)空氣品質(zhì)是指在室內(nèi)環(huán)境內(nèi),空氣中某些要素對人群工作、生活的適宜程度。在早期的研究中,人們將室內(nèi)空氣品質(zhì)幾乎完全等價為一系列污染物濃度的指標。但隨著對人體感受關注的不斷聚焦,室內(nèi)空氣品質(zhì)在以污染物濃度限值作為評判標準的基礎上,集中了醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測、建筑設備環(huán)境、居住心理學、社會心理學等多領域知識。
室內(nèi)空氣品質(zhì)的核心是對污染物的控制,控制策略主要通過 3 種途徑實現(xiàn)。
(1)污染源控制。污染源控制指從源頭著手避免或減少污染物的產(chǎn)生,最理想的方式是用無污染低污染的材料取代高污染材料。如使用原木木材、軟木膠合板和裝飾板,而不用刨花板、硬木膠合板等,可減少室內(nèi)甲醛散發(fā)量。
(2)通風。為了改進和提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,除了嚴格控制各種污染源的釋放外,增加換氣次數(shù)保證送入室內(nèi)的新鮮空氣量也是一項重要措施。按照工作動力的差異,通風方法可分為兩類,即自然通風和機械通風。通常認為,自然通風經(jīng)濟、環(huán)保,需優(yōu)先考慮。但由于我國大多數(shù)地區(qū)氣候條件冬冷夏熱,且空氣品質(zhì)有待改善,自然通風在引入新鮮空氣的同時,容易導致室內(nèi)熱濕環(huán)境失衡、空氣品質(zhì)下降。因此辦公室內(nèi)空間常以機械通風為主,以自然通風為輔。辦公空間中,局部通風主要用于吸煙室、文印室等會集中產(chǎn)生大量污染物的區(qū)域。全面通風是指利用新風系統(tǒng)對整個室內(nèi)空間進行通風換氣,稀釋室內(nèi)污染物。為滿足辦公人員的舒適度,新風系統(tǒng)應在達到標準換氣量的 30% 以上,并且與 CO2傳感器聯(lián)動,保證室內(nèi) CO2值在 0.09% 以下,同時可輔以加氧設施保證室內(nèi) O2濃度。
(3)室內(nèi)空氣凈化。污染源控制可以減少建筑自身產(chǎn)生的污染物,通風可引入新鮮空氣稀釋室內(nèi)被污染的空氣,室內(nèi)空氣凈化成為了重要的空氣品質(zhì)控制策略。常用的室內(nèi)空氣凈化技術針對不同類型的污染物與不同大小的顆粒物,需應用不同形式的技術類型,包括纖維過濾技術、靜電過濾技術、吸附凈化技術、低溫等離子凈化技術等。在實際的空氣品質(zhì)控制策略中,通常將通風技術與空氣凈化技術相結(jié)合,利用空氣凈化技術將機械通風系統(tǒng)送入的新風過濾后送入室內(nèi)。同時,在污染物集中區(qū)如工位區(qū)等布置小型空氣凈化器,塑造空氣品質(zhì)良好的工作微環(huán)境。
在以往傳統(tǒng)的封閉式辦公空間中,隔墻阻隔了不同空間之間聲音的傳播,室內(nèi)聲環(huán)境較好。但隨著開放式辦公空間的流線,室內(nèi)聲環(huán)境逐漸成為了辦公空間環(huán)境的重要部分。噪聲會降低辦公人員的工作積極性,同時會產(chǎn)生干擾,降低工作效率。對室內(nèi)聲環(huán)境的控制主要通過 3 類策略實現(xiàn)。
(1)外圍護隔音措施。為避免室外空間、公共空間對室內(nèi)空間的噪聲干擾,需對墻體、樓板、門窗做額外的隔音處理。針對墻體,可在隔墻內(nèi)部增加隔音巖棉吸音。針對樓板,可增加減震墊滿足空氣隔聲及撞擊隔聲效果。針對窗戶,可采用雙層Low-E 玻璃、夾膠玻璃、斷橋型材等方式降低噪聲量。針對房門,需做好門套密封,控制好門與地面的縫隙處理以及門與墻體密封處理。
(3)設備靜音措施。在降低外部空間引發(fā)的噪聲干擾后,需要對建筑內(nèi)設備做隔音處理,降低內(nèi)部的噪聲干擾。設備減震采用減震墊、吊裝時設彈簧支吊架、風管設消音裝置等措施,減少固體傳聲;管道設套管+連接處封堵+縫隙隔音填充+密封處理,避免縫隙傳聲。在選用新風系統(tǒng)、電梯設備時應選用低噪聲設備。
(4)聲環(huán)境分區(qū)。建筑內(nèi)外部的噪聲干擾可通過技術手段處理進行隔絕,但空間內(nèi)部由于人體活動引發(fā)的噪聲則需通過設計管理手段來控制。在辦公空間內(nèi),需設置專門的嘈雜區(qū)域、安靜區(qū)域和混合區(qū)域。如設置專門的討論區(qū)、個人專注工作位、電話間等,以應對不同場景、不同聲環(huán)境需求的辦公行為。在對聲音隔絕要求較高的特殊空間,如會議室、高管辦公室等,則需在墻面加設軟包等吸音材料進一步吸收環(huán)境噪聲。
通過以上 3 類聲環(huán)境控制措施,可避免建筑外部、內(nèi)部對辦公空間的噪聲干擾,同時可通過分區(qū)處理對辦公空間內(nèi)部的聲環(huán)境做良好的引導,提升辦公人員的工作效率與工作體驗。
在室內(nèi)熱濕環(huán)境方面,可通過基于 PMV 值的熱濕環(huán)境感應設備以控制 HVAC 系統(tǒng)以實現(xiàn)恒溫、恒濕。在室內(nèi)空氣品質(zhì)方面,在控制污染源后,要結(jié)合通風技術與室內(nèi)空氣凈化從實現(xiàn)恒氧、恒凈。在室內(nèi)聲環(huán)境方面,要在外圍護隔音、設備隔音的基礎上進行聲環(huán)境分區(qū),實現(xiàn)恒靜。結(jié)合技術措施和設計措施對辦公室內(nèi)空間環(huán)境的 3 方面形成良好控制,最終可打造恒溫、恒濕、恒氧、恒潔、恒靜的“五恒”環(huán)境。