本文中我们将为大家分享我职业生涯中见过的最有趣、最有影响力的图表之一。虽然看起来图表令人怯步,但还是值得花时间去理解它。因为其中蕴含的内容会让你大吃一惊。
该图的初衷是为了解释植物对室内空气质量的影响,但结果却突显了办公楼内的室内空气质量在很短的时间内会发生巨大的变化,让毫不知情的租户暴露在危险的污染物中。这一认知导致了我们对建筑设计方式的彻底反思。
该图是2016年进行的一项研究项目的结果,该研究使用了两个相同的会议室来研究植物对室内空气质量的影响。其中一个会议室配备了植物墙,而另一个会议室则没有,以展开对比研究。
在长达10周的研究周期里,有三个人轮流使用这两个房间,做的事情也几乎一致,在此期间,连续监测了两个会议室内二氧化碳、颗粒物、挥发性有机化合物、温度和湿度。结果显示,在安装了植物墙的会议室的二氧化碳浓度相对较低,这一点在意料之中。同时也意外收获了这两个会议室的二氧化碳的性能图,这是另一个话题。
真正让人感到惊讶的是下面的图表。请仔细阅读该图表,你会读到很多有价值的信息。
棕色线表示室外污染程度。本案例监测的是颗粒物 (PM2.5)。但请注意,研究结果几乎适用于所有室外污染物。
红色虚线表示被测污染物的健康阈值 (PM2.5)。
紫色线表示建筑物的机械系统正在打开或关闭。
垂直绿色和灰色条表示会议室内的PM2.5水平。
当机械系统打开时,正常的建筑物会像气球一样膨胀。也就是说,建筑处于正压状态。这意味着建筑内压力大于外部压力,室内空气会缓慢向室外流出。在恶劣的室外空气条件下,正压能让室内空气过滤和空调系统仍然有效运作。正如本图表所显示的,当机械系统开启时,两个会议室的PM2.5水平都能够保持在RESET健康限值以内。
然而,一旦中央机械系统关闭,建筑物“放气”并变为负压。建筑物吸入室外空气,包括污染物、温度和湿度。
在这项特殊研究 (甲级写字楼) 中,中央机械系统关闭时室内空气质量迅速恶化。在没有植物墙的会议室里 (图表上的垂直灰色条显示),室内污染迅速上升,并在不到两小时内攀升至室外污染水平。
对于那些经常加班工作,还认为建筑是保护他们不受室外污染影响的人,请注意了。
同样重要的是,关闭机械系统时,不仅室内PM2.5水平会发生变化,温度和湿度也会发生变化。在这一过程中浪费了大量的能耗 (空气净化、温度和湿度的调控)。
室内的这种快速和剧烈的波动不仅影响住户的舒适度和健康,而且还引发了许多关于建筑设计和运行的关键问题,包括能耗。但让我们仍然先关注一下安装了植物墙的会议室。
当中央机械系统关闭后,在安装了植物墙的会议室的PM2.5水平增加非常缓慢,很显然植物具有缓冲作用。这一结果在10周的测试期间是一致的。这颠覆了我们之前读过的所有关于植物及其对PM2.5的影响的报告的认知——理论上,植物不具备过滤PM2.5的能力。
从图表显示的植物积累灰尘的速度来看,特别是在阔叶植物上,我们的假设是健康的叶子能够充当微型静电除尘器 (ESP)。各种尺寸和重量的粉尘颗粒 (包括2.5ug),被植物产生的静电电荷吸附并沉淀在叶子表面上。我们观察到清洁人员每天都会擦拭这些叶片,这些迷你ESP装置得以持续保持吸附效果。
虽然植物不能通过过滤灰尘,但只要定期清洁树叶,它们似乎能够通过静电沉淀产生巨大影响。
现在,回到每天工作结束时室内环境的戏剧性变化。面对这些调查结果,所有楼宇业主和运营商都提出了同样的问题:
我们是否应该延长机械系统的运行时间?
如果是这样,需要多久?从技术上讲,我们大楼的系统从未关闭过,可能会有租户或维修人员在夜间的任何时间工作。
租户是否愿意支付额外的费用?
在周末,当系统关闭而租户来上班时,我们应该如何处理?
事实上,对于这些问题只有一个答案:彻底重新思考建筑的设计和运营方式,在建筑“中央管理系统”引入“地方管理系统”。关于这个概念,我们将在另一篇文章详细阐述。
该研究项目于2016年进行,由 Kyle Mertensmeyer领导,当时他正在Gensler开展一个空气质量研究项目。由Pureliving、RESET和Qlear为该研究提供了指导、传感器和分析软件。
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关于作者
Raefer Wallis (潘朝阳)
建筑师,A00、GIGA和RESET的创始人,健康建筑先锋。