文摘
综述了现有最先进的实践自然通风的室内环境质量(IEQ)学校建筑和主要集中在组件的IEQ像热舒适,室内空气质量与通风,和视觉和声学舒适性。本文还讨论了COVID-19对自然通风的影响学校建筑,强调动态应用程序集中的显著性减少COVID-19影响自然通风学校建筑。有关问题和因素的重要性,详细讨论了未来的研究方向。本文是一个一步IEQ标准的发展自然通风的校舍。
1。介绍
1.1。概述
在发展中国家,人们可能会花更多的时间在家里。人们花了大约90%的总时间在室内1]。人们花约65%或更多的时间在家里,取决于各种因素,比如年龄,性别,工作类型,室内舒适,室内环境质量(2]。基于这些发现,室内环境对学习很重要,健康,幸福,一般的工作模式和经济增长。按照国家建筑规范印度第四部分- 2016 (3),建筑分为九个类型,即住宅、教育、制度、集会、商业、商业、工业、商店,和危险。教育建筑,如学校、大学和学院是一些最重要的建筑,五分之一的世界人口的支出超过30%的时间(4,5]。学习和执行各种任务的质量直接关系到建筑的室内环境质量(IEQ)。良好的IEQ教育建筑增强学生的健康和学习能力和提高生产力和效率6]。然而,大多数的IEQ研究在印度和世界各地关注住宅和commebuildings [7),而在印度学校建筑的研究很少。经常占据空间的整体室内环境质量长期来看是由人类工程学、室内热舒适,电磁辐射水平,室内空气质量,声舒适,卫生,视觉舒适,家具空间布局、微/ macro-organisms和美学(8,9]。根据国家职业安全与健康研究所”(NIOSH) 201310],IEQ被定义为“建筑环境质量有关的健康和福祉的人,包括方面的设计、分析和操作,导致节能、健康、舒适的建筑。”
有直接关系建筑的室内环境和居住者的健康。因素,如维护差,坏IEQ,构建建筑年龄会导致恶化的条件和产生负面影响居住者的健康。差的教育建筑IEQ可以减少浓度和居住者的性能。Fromme et al。11]讨论的积极作用好的IEQ学生和教师的教学和学习的过程。IEQ影响居住者的信心、性能、旷工,学习结果和工作满意度12- - - - - -16]。Carlopio和de亲爱的et al。17,18)解释了可怜的工作满意度会导致乘客离开工作。建筑IEQ动态交互的用户和生理上和心理上的影响19- - - - - -21]。不健康的建筑,从长远来看,非常有害他们的用户,可以引起疾病和各种类型的疾病。临床上,它被定义为建筑相关疾病(BRI)和病态建筑综合症(SBS) [22]。BRI症状在临床上可以定义并有可识别的原因,而症状的SBS中可以看到乘客时间短,但症状的原因尚不清楚。症状与BRI胸闷、发烧、发冷、咳嗽、和肌肉疼痛,和SBS的症状是眼睛,喉咙,或鼻子过敏;头痛;干燥或皮肤瘙痒;干咳;恶心和头晕;疲劳;气味的敏感度;和注意力不集中。 Most of the SBS complaints report relief after leaving the building, while BRI complaints require a long duration for recovery. The causes of SBS are inadequate ventilation, outdoor-indoor chemical and biological contaminants, etc. All the causes of BRI and SBS are directly related to the IEQ of a building; thus, it becomes more important to study the IEQ in school buildings [22- - - - - -25]。卡特琳娜和Ioardache26)重点加强校舍IEQ研究的需求。学校建筑包括学前教育(幼儿园),小学(小学),上主(中)学校,中学和高级中学。不同的学校有不同的年龄组的学生,这是呈现在图1。国家教育政策202027最近修改了印度教育结构,也呈现在图1。在印度,大约140万所学校是由政府拥有并运行28]。大部分的印度学校建筑自然通风(NV)和复杂通风学校最低。
1.2。这项研究的目标
在建筑室内环境质量(IEQ)是关键元素构建适合人类居住,学习,和工作。自然通风的IEQ学校建筑是一个重要的组件,因为学生的年龄段3-18年花充足的时间在学校(4 - 7小时)。基于之前的艺术,NV学校建筑的研究领域是在不成熟阶段,需要进一步的研究在IEQ。所以,IEQ COVID-19场景是一个主要的挑战自然可持续室内环境通风学校建筑。它是影响性能和居民的健康。IEQ研究是一个必要的组件领域的学校建筑研究学生的健康和更好的性能。
因此,本文的主要目的是识别的必要性IEQ在NV校舍维护IEQ COVID-19场景并建议未来的研究方向。目标如下:(i)了解现有知识的IEQ NV校舍和舒适,(2)识别研究和数据差距在发达的知识和提出未来的研究相关IEQ NV学校教室。
本文包含一个通用引入IEQ和学校建筑在第一部分。第二部分解释了评审方法采用。NV校舍的IEQ详细讨论与它所有的组件在第三和第四部分。第五节描述COVID-19影响NV学校。第六部分包含一个结合讨论和结论与一些关键想法未来工作重点提供更好的IEQ NV校舍。
2。方法
四级过程采用综述的创建。提出了四个阶段在图2。
鉴定,初步调查执行最新的发表评论文章。根据初步调查,结果研究标准是固定和NV校舍识别重要的关键词。这些是:IEQ、热舒适、室内空气质量、绩效和生产力的老师,照明和照明,音响在学校、病态建筑综合症,建筑相关疾病,通风和日光的集成。文献综述,网络科学、IEEE访问,研究闸门,学术界和使用谷歌学术搜索。标准和报告是来自官方网站。在分类阶段,预先分级是基于抽象来完成的。无关的文章被丢弃的审查。包括所有的文章都读完整和文章被脱落的标准。经过详细的分析文章,如图3,所有的想法通过现有知识的理解产生组织和连接在一起形成一个系统的回顾,然后其次是结论和未来的发展方向。
2.1。室内环境质量
健康和舒适的生活是每个构建用户的最高的优先级。相应的健康和福祉,主人的建筑环境的质量在一个建筑被称为室内环境质量。IEQ涉及一系列复杂的趋势,室内空气质量(IAQ)合并,噪音干扰,居住密度、室内照明、采光、通风、室温,清洁,室内湿度、人体工程学。所有这些因素加起来,我们称之为IEQ作为一个整体;它只定义了建筑工程的重要性成型内住户生活或工作的健康。主要的IEQ组件热舒适(TC),视觉舒适(VC)、室内空气质量(IAQ)(包括通风),和声学安慰(AcC)。没有IEQ代码专门为学校但是一些相关的代码都包含在表1。
NV学校、生产力、浓度和效率增加由于良好的IEQ条件,和健康影响是最小的学生和教师。学生和老师总室内的大约一半时间花在学校建筑多半在教室。在大多数情况下,资金短缺提供一个更好的全球学校的室内环境。NV学校的城市地区更倾向于室内空气品质差、过度的噪音条件。大多数的学校坐落在市场或繁忙的环境包围在城市地区。低噪声之间的平衡和良好的空气循环通过一个开着的窗户在教室里很难实现在嘈杂的和被污染的城市环境。施耐德(39]研究相对湿度之间的关系在学校建筑和学生缺勤率模式。研究表明,当湿度更重要的是,更多的学生觉得恶心和真菌的生长也增加。
Hanushek和Rivkin40)解释说,教师为低工资工作,甚至表现得更好如果IEQ好教室内。贝克尔et al。41)和Fisk et al。42)解释说,好的IEQ可以导致大的经济效益,减少健康问题,和每年的生产率增长。研究表明,可怜的IEQ各种长期和短期健康对住户的影响(43]。室内空气品质不佳会导致严重的健康问题,如过敏、头痛、恶心、头晕、哮喘等呼吸道和心血管疾病(44,45]。此外,条件如差热舒适(< 16°C和> 33.7°C) (46),可怜的声学(背景噪音> 35 db和混响时间> 0.7秒)(38),和不适当的照明(不足,即。,< 200勒克斯或过于明亮,即。> 500勒克斯)(30.)可能会增加压力水平在一个主人的身体,增加健康风险如睡眠障碍,浓度损失,失忆,消化问题,愤怒,等等。研究认为在本文中描述表2。
一个良好的室内环境IEQ提高居住者的心情,从而影响居住者的舒适感觉。生产力的提高与健康和改善建筑内部的工人的情绪,这是支持的研究(47]。Kielb et al。48]研究纽约公立学校教师的满意度教室室内环境特性。他们发现通风不足和建设条件差是直接相关的各种不适症状。可怜的IEQ增强的概率病假由于定期健康不佳49- - - - - -51]。重要的缺勤会影响学生的结果,反过来,会影响他们的心理。Kumar et al。52]讨论了各种传感技术提高IEQ建筑。通过使用智能系统,学校建筑很容易增加IEQ。在联合India-UK项目中,“Learn-BPE”[53),研究人员进行住户调查评估室内质量十个建筑包括一个教学楼。研究人员指出,IEQ必须有'虽然建筑设计或改造旧的重要性。有全球的机会对学校建筑进行IEQ研究,特别是在自然通风(NV)学校建筑,作为学生展示根据室内环境变化显著的适应性行为。
2.2。室内环境的组成部分
在这项研究中,采光通风是室内空气品质的一部分,作为视觉舒适(VC)的一部分。主要的四个IEQ组件是描绘在图4和讨论在本节中关于NV教室在学校建筑。
2.2.1。热舒适的自然通风教室
构建用户满意的室内热环境热舒适。根据美国采暖、制冷和空调工程师(ASHRAE这样)标准的5532),热舒适的心境表达构建用户的满意度水平与热环境内。Langevien et al。54)描述的三种方法评估人类对舒适是热感觉的反应,热可接受性和热的偏好。构建用户对热环境的感知用户的热感觉。构建用户接受的程度到热环境热可接受性。根据构建用户理想的热环境热用户的偏好。
在印度,2016年国家建筑规范(30.]气候分类用于研究在全球范围内的大多数研究人员使用Koppen气候分类系统。NBC气候分类是基于温度和湿度水平。Koppen系统是基于最酷的最热的月气温和降水条件(55]。通用分类标准的系统上记下简要表3。
热舒适性取决于六个参数,其中四个是环境参数如相对湿度、空气速度、平均辐射温度、干球温度。两个人参数主要是影响热舒适的代谢率和服装(56]。此外,四个局部因素也考虑现在,评估热舒适;这些是垂直空气温差、辐射温度不对称、地面温度和汇票(57]。年龄、性别、种族、个人条件、地理位置、文化影响,气候类型的工作,各种其他因素影响居住者的看法关于热感觉58,59]。
平托et al。60)解释了通风与热舒适的关系在学校建筑自然通风。然而,根据作者,大多数老师喜欢一个封闭窗口控制外界噪声和额外的热量在NV学校从开着的窗户进入。Wargocki和Wyon61年]讨论了热环境对教学的影响和干扰自然通风教室。性能和福利减少由于贫穷的热环境。巴奇和她62年)提出,经历“物理温暖”可以增加人的积极的情感,因此,潜在的增加性能。
热舒适性也受到行为调整和居住者的生理和心理的维度。有各种模型、指标和图表来评估热舒适,如预测意味着投票(PMV),合成温度(RT)、有效温度(ET),自适应模型,热带夏季指数(TSI),热应力指数(HSI),湿球温度的全球温度(WBGT),赤道舒适指数(ECI),热应力指数(它),风寒等效温度(WCET),预计4小时出汗率(P4SR),印度模型自适应舒适(IMAC),人不满意比例(产后抑郁症),湿润指数,标准有效温度(组),热感觉预测(PTS)和Givoni模型,Mahoney模型和Olgyay模型。
两个模型在评估热舒适性得到广泛应用。对于条件的建筑,PMV、PPD模型给出了p . Ole口腔外科医生通常使用在1970年。nonair-conditioned建筑,自适应模型由理查德•j•德亲爱的[57使用)。自适应模型基于实时实地研究,即。,hundreds of studies showing the dynamic relation between the occupant adjusting the thermal environment by means of clothing, fans, operable windows, sunshades, etc.
安慰估计更精确的自适应方法,认为适应性在热环境的变化人体试图维持其温度(63年]。在NV学校,自适应模型是最合适的模型来评估热环境条件。
国际标准化组织ISO 7730(代码33基于结构模型。结构模型的限制,它是一个chamber-method-based研究和与周围的环境不适合自然人机交互。它预测由于缺乏高水平的不满个人、社会、文化和气候背景。
热带夏季指数(TSI)是指数提出的沙玛和阿里64年]找到热舒适度以及热环境可接受的最佳条件和范围在温暖潮湿和印度干热的气候。标准有效温度(集)模型或皮尔斯2-node模型是另一个模型由美联社Gagge [65年]。这个模型代表了人类应对热环境。这个模型的计算是一样的结构模型;主要的区别在于,它认为人体生理学测量皮肤wettedness和温度。1996年ASHRAE这样接受了这个模型。然而,后来的研究测试这个模型与实验数据和探索它低估了皮肤wettedness和高估了皮肤温度。
居住者生活在NV建筑有一个广泛的舒适温度比居住者生活在装有空调的建筑物。分别高估和低估了热舒适度,在温暖的地方和冷的地方当使用结构模型。自适应模型图是基于在世界范围内广泛的实地研究,涉及内部舒适温度的外部温度和满意度区域定义了80%和90%。
口腔外科医生(66年]给出了方程与PMV评估不满意的百分比,称为产后抑郁症(预测的百分比不满意)模型。超过80%的人满意包括人口导致产后抑郁症模型一个令人满意的结果。吹风感是由于气流速度增加,它既有积极的和消极的对热舒适的影响取决于条件。在正常情况下,通风感觉由于空气流量的增加会导致局部热不满,但在温暖的环境下,提高舒适度。通风模型包含在ISO 7730 (33和ASHRAE这样5532]。吃水评级人不满意的比例是空气流。印度模型自适应舒适(IMAC)是基于收集的数据准备办公大楼,不考虑其他类型的建筑物。马努et al。67年)表示,印度人对温度变化不敏感,因为他们的适应性行为。
ISO 7730 (33认为口腔外科医生的模型,而ASHRAE这样55 (32)是主要集中在自适应模型。EN15251 [68年修改为欧洲标准化委员会(岑)EN 16798: 201934)认为尼科尔和汉弗莱的工作基础。然而,并没有在全球范围内接受代码还自然通风学校建筑。因此,有必要开发一个代码在自然通风的IEQ校舍。
Bronsema [69年)推荐一个单独的舒适温度为夏季和冬季。学校建筑,Bronsema建议22.1°C在冬天和夏天24.5°C。作者解释了热环境之间的交互和周围的空气质量。岑/ TC 156技术报告CR 1752 - 1998建议23.5°C温度在夏季和20°C温度在冬季对欧洲学校作为一个舒适的温度。
Seppanen和Fisk70年做了分析研究,表明SBS症状增加12%每1°C温度上升超过28°C。21.5°C,居住者的性能是最优的。然而,温度低于20°C和超过23°C会影响居住者的性能10%。
热舒适可以影响居住者的性能和健康从而影响他们的士气,这同时增加投诉关于室内环境(71年]。Nakano et al。72年数学能力)解释说,高温影响。通过测量大脑血流量,发现由于心理负荷,减少教师在高温的性能。一些研究说,由于缺乏控制热环境,缺勤率增加,从而导致较低的性能和成就。增加控制可以提高热舒适性。然而,Melikov et al。73年)和Newsham et al。14]发现访问这样的控制并不增加或减少热量和视觉舒适。安徒生(74年]研究热舒适的个人控制使用通风及其对乘员舒适性的影响通过使用一个在线调查。使用者在任何环境中感到更舒适当他们有素质控制环境。居住者在NV建筑机械通风建筑的比人更满意。
辛格et al。75年)检测900例自然通风教室的行为适应。他们发现在NV建筑,学生更适应行为和可以很容易地修改他们的安慰,打开窗户,打开风扇,和改变服装的水平。野田佳彦et al。76年)测试6 3所学校的教室热舒适性主观和客观的评估。97年9 - 11岁的学生参加这项研究在一个教室里各种各样的舒适感觉。辛格et al。77年)检查先前的文学在热舒适的教室。在印度,大多数学校的自然通风,和学生们很适应行为。作者建议准备不同的年龄组和标准提出了热舒适方程基于教室的自适应方法。
2.2.2。在自然通风教室室内空气品质
室内空气质量最重要的一个组件在建筑环境。各种因素的组合行为和动态交互与其他组件使得用户很难确定室内空气品质问题(78年]。在不同的室内环境中,有不同的污染源根据建筑类型(住宅、学校、办公室、市场)。Kamaruzzaman [79年]研究工作条件和解释说,大多数研究讨论反应措施有关室内空气品质和很少的研究描述了建筑和设计,以提高室内空气品质。除了室内来源,室外污染也会影响室内空气的质量。室内空气品质不良会引起病态建筑综合症(SBS)影响居住者,在长期可以转化为建筑相关疾病(BRI),成为有害健康。室内空气品质不佳可能影响老师和学生的表现。负面影响如病假在学校由于室内空气品质不佳和通风不足很常见。
Stetzenbach et al。80年)报道,空气新鲜可以测量通过测量悬浮颗粒物(PM)和室内挥发性有机化合物(VOC)的浓度。Mendell说,希思(20.]研究了空气质量、热舒适、性能及其对学生的影响。增加室内湿度和有机污染物的原因增加呼吸道疾病和哮喘。Heinsohn和Cimbala81年探索新的设计解决方案之间的关系像地板下空气扩散器,置换通风,对室内空气污染的影响。然而,最大的学校没有采取这些解决方案。改善室内空气品质,污染源的识别,即。,the flooring material type, paint on walls and desk, and equipment used in class, is important. These sources can affect children’s health severely and increase the chances of respiratory illness and asthma.
许多学校使用地毯在课堂上提高室内空气质量。然而,Fisk [19]发现,去除室内的地毯可以提高性能和减少物理污染物的水平。去除地毯导致更好的空气质量和更少的头痛,头晕,SBS的症状。清除地毯增强性能,即。,6。5% of text-typing amount, 3.1% on a timed test, and 3.8% score in logical reasoning. After self-assessment, it is found that reduced incidents of headaches are the reason for enhanced performance after removing the carpet. Tortolero et al. [82年)检查地毯80教室测试加载面由于有机污染物。30%的检查教室有不可接受的昆虫和真菌过敏原水平。Foarde和浆果83年]相比教室瓷砖地板与地毯的地板上教室。瓷砖上教室有较高的气溶胶颗粒的浓度。地毯的地板上教室有一个高度污染物水槽,表面负荷高。师生之间的性能和地板的类型,有不同的声学和心理差异。布洛克(84年)发现,在坚硬的瓷砖地板在数学教室学生得分高于在地毯上教室。然而,111教室,只有5%的教室有地毯;这限制了研究的有效性。
施耐德(51)进行了一项研究使用芝加哥和华盛顿特区学校老师了解学校环境的状况,IEQ之间的关系,对教师的影响健康。指学校设施,大多数疾病都与空气质量有关。50%以上的教师报告问题和三分之一的教师由于贫穷的学校环境卫生条件差。Kielb et al。48]调查中小学教师在纽约州。的501名教师,其中大部分是说教室空气质量不是很好。大约40%的教师报道至少有一个健康的症状。头痛、过敏、咽喉疼痛是最常见的症状。教室里至少有两个相关的症状,强烈的原因是灰尘、霉菌、油漆的气味,和其他室内污染物。
Wyon [21,85年)报道,空气质量差会影响工人的舒适和潜在的性能降低6%。Lorsch和Abdou86年)报道,人们感到更加集中和舒适的空调使用时。性能的条件空间用户增加5 - 15%。没有湿度控制,教师经验不适在夏季。对于一个理想的学习环境,湿度控制在实现更好的室内空气品质起着至关重要的作用。交叉通风通常是负责维护教室环境NV教室。空气进入通过门、窗户和裂缝,和新鲜空气占据了房间的体积,同时通过对边开口浑浊的空气出口,如果任何。图给出了一个实例5到一个更好的理解。40名学生小学课堂设计起草根据是8827 - 1978 (87年]。根据标准的建议,教室的大小(6100毫米×7300毫米)有三个吊扇。每个粉丝都是ø1200毫米和有效循环空气ø3600毫米的圆,因此覆盖整个课堂展示的占领区域内良好的空气循环。Windows (W1) 1800毫米×1200毫米大小,通风的大小{1800毫米×600毫米(V1)和1200毫米×600毫米(V2)},和门的{1200毫米×2100毫米(D1)}帮助调节外界的新鲜空气通过替换室内浑浊的空气。
通过减少控制污染物的方法,ASHRAE这样62.1 -201376年)指定在建筑室外空气供应最低利率。三升每秒每人的最低要求是室外空气教室通风。通风流量< 0.152米3/ s称为“静止空气”;这是有害的,因为污染物在空气中悬浮和居住者呼吸,危害他们的健康和导致不适。技术报告cr - 1752 (1998) (88年)由欧洲委员会CEN / TC 156分类为教室通风变化率,从0.47到1.18立方英尺每分钟/平方英尺为三个类别,即。,15%,20%,30%不舒服(89年]。各种气体的值对人类良好的室内空气质量是表中提到的4。值可以作为参考NV教室作为住宅他们下定决心。
Bronsema et al。69年)开发了一个设计指南对舒适和健康评估建筑物的性能。基于美国EPA标准和世界卫生组织(WHO)建议,主要和次要的影响污染物的上限是决定。美国环保署建议点10必须低于150µg / m3在24小时内,可吸入点2.5必须限制35吗µg / m3在24小时。然而,世卫组织建议的低水平点10等不到20µg / m3。职业安全与健康管理局(OSHA)和NIOSH确定安全曝光范围不同的污染物。NIOSH使用10小时,OSHA使用8小时的暴露浓度限制期限(69年]。
根据印度社会的供暖、制冷和空调工程师(ISHRAE)标准10001:201931日),有两种方法来测量和监控室内空气品质;在第一种方法,室内空气品质的主要参数测试两次在每个季节,一天三次(即。9:00-11:00点,12:00-2:00点,和3:00-5:00 PM),总共18每年结果。所有小室内空气品质参数测试每天2次和3次,每年总共6的结果。微生物计数测试一年2次。第二种方法表明持续的监控室内空气品质的主要参数,即。,a minimum of one reading per hour round the year and one reading for cross verification of the system—8760 results per year can be recorded. All the minor IAQ parameters are tested 2 times a year and 3 times a day—a total of 6 results per year are accumulated. Formaldehyde and microbial count can be tested in the first way. But this is not applicable to school buildings; therefore, there is a need to research and update the standards for school buildings.
Schweiker et al。90年]对照研究时发现,在测试室,主题皮肤温度较高时没有可操作的窗户。受试者喝更多的水在此期间可能由于高空气污染。巴雷特et al。91年建议,避免室内空气品质不佳,眩光,过热后,必须考虑建立一个取向,材质设计,设备,和窗口的位置和大小在设计阶段。Heschong et al。92年发现可操作的窗户可以提高学生成绩,可以实现更好的结果在数学和阅读比7%固定窗的教室。Daisey et al。93年)回顾了很多研究,发现通过增加自然通风,有增加约14%的作业的速度和性能。审查表明,学校的空气质量很差相比,办公室,学校被忽视的严重。
Haghihat和Donnini94年)报道称,如果温度和通风条件下建筑空间的直接控制用户,不健康症状,提高性能,降低缺勤率是一些主要的结果。当空气质量提高是由于通风和温度控制,工人的性能提高6.5%。然而,有时能源消耗也增加由于改善通风。然而,如果学校最初设计得当,NV学校可以省下一大笔钱和提供更好的安慰在教室里面。Yu et al。95年)建立了一个新鲜的空气系统过滤选择方法,提出了一个方法来找出户外点2.5浓度。
2.2.3。通风
通风是稀释室内室外空气的流动主要室内空气,提高空气质量和消除浑浊的空气里。通风通常被认为是室内空气质量的一部分。过去的研究报道,二氧化碳浓度是一个取决于通风的室内空气品质指标(96年]。建筑内部的通风也影响热舒适的除湿空间。根据ASHRAE这样62.1 [37)、通风供应或删除从室内保持空气湿度、温度和空气污染物的水平,在被占领的空间。
通风分为四种类型:自然通风(我),(2)机械通气,(iii)通风的代码,(iv)的渗透。然而,目前评论集中在自然通风,通过被动式设计和方法像烟囱效应,风压和扩散。
Kajtar et al。97年)试验,发现室内二氧化碳对人体健康的影响和在室内新鲜空气的供应率的影响。通风不良会增加二氧化碳浓度在教室里。基于通风要求在学校、英国建筑公告10198年]建议的平均浓度二氧化碳在运营时间在学校不应超过1500 ppm。它还设置了最低人均供应3升/秒的速度在教室里新鲜空气。肖尼西et al。99年)检查87所学校教室之一的二氧化碳水平。研究表明,测试成绩提高有通风。Croome et al。One hundred.)解释说,人经常抱怨的气味和二氧化碳但少抱怨高有机污染和室内通风不良比率。建立用户改变他们的行为,觉得不舒服,有时显示不健康症状而没有意识到这是由于通风率和空气质量81年]。
Shendell et al。101年)推动室内空气品质的概念关系通过二氧化碳的浓度呈现在室内通风。通风不良和糟糕的空气质量是学校的原因旷工。他们发现,缺勤率增加了10 - 20%,二氧化碳是由于通风不良比例超过1000 ppm。通风不良的主要原因是旷工和影响教育系统负面的结果影响教师和学生。Wargocki和Wyon61年发现足够的通风率可以减轻压力。新鲜空气可以减轻压力;学生感觉不到饥饿在正常通风的教室。性能严重影响了教室的空气流速。梁等。56]研究了室内二氧化碳水平作为通风的指标要求。通风率不能准确地预测二氧化碳浓度的基础上,他们补充说。阿瑞亚(102年)发现,自然通风并不是一个好的通风技术学校位于污染的位置。
Haghighat和Donnini94年]研究空气分布技术和通风控制显示。室内空气品质和通风的关系是复杂的;然而,更大的舒适与室内空气品质是被住户通风率更高。需求控制通风(直流电压)产品可随时在市场有限公司2基于通风的目的,但更新是必需的。ASHRAE这样[37全球]代码用于设计通风系统。彭et al。103年)提出了一个集成的低能通风(ILEV)系统在寒冷地区小学。ILEV可以提高室内空气质量在该空间中每个讲座利用植物吸收有限公司2。ILEV也增加了内部热舒适的教室与节省大约88%的能源和提供经济效益42年和8年回收期。然而,本研究主要集中在植物在教室的能力,取决于各种假设。阳光是低在寒冷的气候区,这可能会减少植物的光合作用速度。在印度的大部分教育建筑自然通风,有些使用复杂通风技术。因此,有必要开发代码/指南NV校舍。
2.2.4。视觉舒适自然通风教室
良好的视觉环境提供了舒适的可见性和缺乏适当的水平的任务压力主人的眼睛。视觉舒适性至关重要生产力和健康(104年- - - - - -106年]。根据EN 12665、2002 (35),视觉舒适”是一个主观条件引起的视觉健康的视觉环境。”
研究表明,采光提高居住者的生产力,减少压力,便于乘员的健康107年]。白天也与居住者的积极的态度有关,微不足道的眼疲劳,减少疲劳,和降低错误和缺陷的工作。Alrubaih et al。108年)描述了两种类型的建筑自然采光系统。窗口打开是一个侧照明和天窗或任何其他开放的建筑屋顶用于提供照明。
照明设计标准在印度国家建筑规范(NBC) 2005(第8部分,第一节)109年],SP-41 [29日):2440110年),是:7942111年]。北美照明工程协会(IESNA),国际标准化组织(ISO)、国际l 'Eclairage委员会(CIE),协会阿根廷de Luminotecnia (AADL),和其他一些机构提供国际标准。英国建筑公告90112年)指导为学校创造良好的照明设计。在六部分,《简报》涵盖了大部分从照明设计方面的集成人工照明和自然日光。它设定了标准保持在教室300勒克斯照度。同样,耆那教等。113年)开发了一个android应用自然光和人工照明的整合,提高建筑节能的住宅和商业建筑在白天在所有英国的天空条件。
Abdou [114年]讨论了影响健康,舒适,和性能的物理环境照明。大米(115年探索,有不同的观点;有些人说没有照度效果,颜色,和照明,但其他人声称他们的情绪直接影响这些因素。因此,这些人的表现是由于情绪的变化影响严重。照明不足会导致各种心理和生理的影响,从而使建筑的质量较差。汉福德和Figueiro116年)也支持照明水平,灯光谱分布和设计可能会影响情绪,从而建立用户的性能。Ocvirk et al。117年)解释说,明亮的色彩和强烈的照明可以提高建筑用户的舒适和快乐。白羊座et al。118年]实验发现,好控制照明和明亮的灯光可以提高居住者的心情,因此性能。因此,教室必须设计迎合所有可能的功能不同程度增加心理上的好处。总的来说,教室照明对加强教师和学生积极的态度很重要,而不是在教室里光线集中在某些地区(119年]。
考et al。120年]在日光照明百叶窗的效果和影响。结果表明,这些用户可以控制自然日光容易更舒适相比其他用户无法控制它。然而,照度水平不是根据外部照明充足的控制水平。窗户的方向是重要的自然日光(连同窗口控制策略121年]。Bessoudo et al。122年]发现建筑获得更多阳光直射的南部比北部。因此,减少阳光直射眩光问题,南立面窗户需要遮阳设备和百叶窗比北方建筑的任何一方。更多地使用玻璃在建筑立面和贫穷的设计增加眩光问题,从而增加百叶窗和阴影。这样可以减少室内自然光和人造光慢慢的使用增加。这将导致过度的能源消耗和二氧化碳排放增加123年]。
大多数人更喜欢自然日光在人造光,因为它可以降低压力水平和提高健康状况。良好的自然和人造光集成可以提高性能和效率15%,20 - 26%。Ashok Kumar et al。124年)开发了一个android应用日光和人工照明的整合,提高建筑节能在印度的所有气候白天。
Ghisi和修改125年)提出了一种方法来找出潜在节能日光时使用;他们的研究结果显示,11%减少电力消耗的-86%由于日光照明。
太阳能吸热和日光眩光产生不良影响;另一方面,动态光谱照明和观点影响大楼外用户积极126年]。海瑟薇(127年]自然光与建筑用户在学校的表现。教室的视觉环境影响学习、考勤,因此学生和教师的表现。大米(115年)发现,当老师和学生可以轻松地控制他们的照明环境,他们觉得更积极和调整,适当的照明水平帮助他们提高他们的表现。然而,路易et al。128年)发现,在夏天,盈余阳光照度可以创建为学生和教师在课堂上不舒服的条件。白羊座et al。118年)指出,全球科学研究越来越少,有良好的文档记录和统计证明日光和相关的健康影响之间的关系,特别是抑郁症。在建筑物居住者调查在博帕尔人认为IEQ[日光和灯光更重要的组成部分129年]。人眼可以适应迅速变化,但喜欢干扰而影响工作,压力,和眼睛的伤害可能发生由于频繁的自然光线强度的变化。同时,人造光也对人体健康有害,因为它含有紫外线。眼睛疲劳,疲劳,和经常性头痛一般症状是由贫穷引起的人工照明(92年]。
为了更好的学习成果,必须有控制日光和足够的人工照明在整个课堂一样。眼睛疲劳、头痛、发烧和肌肉疼痛是常见的症状由于缺乏照明设计和控制(119年]。莱因哈特关注亮度比作为一个重要的因素在设计光。亮度比之间的比率是最黑暗和最亮的点在一个区域。为了安全在执行各种任务时,最小的照度水平,由各种建筑和照明规范定义的,是必需的。美国全国广播公司(NBC)、2016 (30.]规定的最低照度水平(200勒克斯)在教室。的一般说明自然光和人工照明自然通风教室如图6。教室如图6在早上和下午时期会有阳光通过窗户和门。因此,可以很容易地在教室里节约能源,减少人工照明。早晨的日光将提供优秀的光,产生低热量,这对人是健康的。
白天收获是一个最好的解决方案节省10%的能源,这是利用人工照明。李等人。130年)设计并分析了一个活跃的日光收集系统利用日光。入住率传感器、时间安排、日光暗淡,双层的开关,照明是照明控制的各种类型的需求。
常见的照明策略调度、调优、采光、流明维护、需求限制,适应补偿。通过选择适当的策略和控制系统,可以减少建筑物的照明负载。全球有非常有限的研究表明人造光的关系,日光,和相关的安慰以及长期和短期的健康影响在学校的建筑。
2.2.5。声安慰自然通风教室
声安慰是建筑的质量维护它的居民从周围的噪音和为他们提供一个更好的声学环境,他们可以很容易地交流,没有任何额外的努力。一般来说,居民最低控制室内声学条件及其来源。人生活在嘈杂的在室内可能会感到压力,高血压,愤怒,睡眠障碍,ear-aches,等等,通常更易怒和大声说话是习惯性的喊131年- - - - - -133年]。听力灵敏度是影响声压波。声音的物理特性、源距离和空间条件影响声音质量的主要因素。吸声主要空间条件,混响时间和绝缘。接收机条件和年龄也起到了至关重要的作用在听力,因此变异对周围环境的认知(134年,135年]。
在德国的研究显示,较低的住户收入容易声不适多高收入组居民(136年]。居住者可以集中障碍问题和其他心理问题当他们持续不断地暴露在噪音。声安慰直接影响居住者的生产率、舒适度和健康(137年,138年]。英国建筑公告93139年)关注的声学设计学校。它描述了最低的学校建筑声学性能标准更好的教学和学习体验。它设定了上限35 dB的室内环境噪声水平的新构建的教室。
当前的教育系统是使用数字模式的教学不同的音频侦听器以不同的方式影响每一个听众的认知和生理机制是不同的。音响效果不好会导致减少老师和学生成绩,学生专注,少在听众疲劳,低质量的沟通。根据Tiesler et al。140年),对学生和老师来说是非常困难的忽略不必要的声音和背景噪音。坐姿,教师很难获得的关注类受到各种压抑的声音是室内和室外噪音。老师的声音增加抑郁的学生坐在遥远的位置距离影响声压级(141年]。迎合需求的课堂,教师通常教以站立的姿势来有效地传达他们的课程,并获得适当的关注学生坐在教室里。户内外噪音衰减老师的声音的质量在某种程度上;图7是说明噪音的场景。噪音是来自外部源的渗透窗户,通风口和门和室内来源,如上课期间学生交谈。
塞拉和Biassoni142年)透露,高成本影响音质在我们学校。声学问题时必须考虑建筑物的设计阶段,为此,有必要访问和定义什么是发生在户外和室内143年,144年]。对人类听觉,20 - 20000赫兹是舒适的声音。清晰的沟通和正常讲话,背景噪音水平必须小于45分贝在教育建筑。混响时间必须在0.6和0.8之间更好的听力理论教室。声学设计的学校,美国国家标准协会标准ANSI / ASA s12.60 - 2010 /第1部分(38)建议背景噪音必须限制在35分贝在学校建筑和混响时间0.60秒。
声安慰是最研究组件IEQ在印度的主要组件之一。适当的测试和评估噪音需要执行的建筑工地在施工之前,施工后,结果需要验证创建一些指标或模型来预测噪声,特别是高速公路和嘈杂的地方。因此,有必要进行进一步的研究在这一领域。
2.3。COVID-19对学校建筑的影响
由于COVID-19大流行,大多数的政府暂时关闭学校为了减少COVID-19的传播。目前,超过60%的学生在全球级别0到3级(国际教育标准分类)的影响145年]。COVID-19全球峰值,从2020年3月30日到2020年4月05年,总数的91.3%(超过15亿名学生)参加学习者的影响跨越194个国家由于锁定情况。主要的健康问题是防止COVID-19的蔓延;但是,由于破坏了教育系统,每一个政府希望学校尽快重新开放。考虑到利益相关者的同意,有必要迅速收集信息并执行快速反应调查。联合国教科文组织报告(145年指向”如何重新开放学校,”认为6个关键维度,二维的幸福/保护和学习,这些取决于IEQ。COVID-19传播通过受污染的空气,自然通风对教室。目前还没有相关研究COVID-19影响学校教室。一些监管机构(146年,147年)强调保持良好IEQ减少COVID-19的传播在当前形势下,但他们并不是专门为学校建筑。因此,重要的是要进行研究,特别是对学校教室,学生在当前形势下是最脆弱的群体。
3所示。讨论和结论
本文提出了系统回顾研究世界各地有关室内环境质量组件,即热舒适,室内空气质量、通风,视觉舒适,白天,声安慰在自然通风的学校教室。SBS和砖也简要讨论更好的理解需要IEQ自然通风学校建筑。发现没有印度全球接受的规范和标准,直到日期,可以作为的基础维护/提供良好的IEQ NV学校教室。现状表明,有一个可怕的需要更多的科学努力实现更精确的舒适范围。需要一个更精确的和准确的方法标准化流程符合所有类型的气候。
尽管一些代码分别处理各个组件或多个组件,安慰限制在不同的标准相差很大。因此,需要更多的研究来探索IEQ NV学校教室全世界发展中国家的指导方针。在印度,研究IEQ稀缺和分散。
因此,特定国家的IEQ规范和指南与自然通风的建筑需要被开发。为此,实时评估NV IEQ和舒适的教室是至关重要的。
同样,通风不良的建筑物和系统增强室内病毒传播的风险。空气传播疾病以气溶胶的形式(原子核液滴),如即(中东呼吸系统综合症),“非典”(严重急性呼吸系统综合症),和COVID-19证实,在未来这些病毒将是一个巨大的危险。一般来说,有两种途径感染蔓延在封闭空间。首先,气溶胶产生的感染者是直接吸入暴露的人。这发生在受感染的人,接触的人之间的距离小于1.5米。第二,产生的气溶胶感染人的活动(如打喷嚏、咳嗽等)和房间里的空气和空气流;微滴核旅行和进入系统暴露的人。这发生大的距离,一般大于1.5 - -2.0米(148年,149年]。Moharir et al。150年)发现,如果超过2.5米的距离和任何COVID-19病人之间的接触时间和接触健康的人小于20分钟一个房间内,病毒通过空气传播的几率很低。图8显示了减少感染感染之间的距离的增加和健康的人。
冠状病毒的传播在学校建筑是一个具有挑战性的问题,没有合适的证据来防止这种类型的大流行的传播内部自然通风学校建筑。研究人员正试图找到解决控制冠状病毒的传播在人类和寻找逃生路线/技术来拯救学生的生命如果病毒已经进入了大楼。一些研究人员正在想办法防止电晕的传播病毒感染人类由于吸入室内空气中。因此,最好的办法逃离建筑物内的冠状病毒是引进新鲜空气后适当的过滤和删除受感染的内部空气通过排气(通风)通过导管、开放空间等许多空气过滤器可用于防止污染的空气过滤出点2.5粒子等。现有的空气过滤技术并不适合过滤掉冠状病毒因为病毒的大小小于0.1纳米,大多数可用的空气过滤器的孔隙度大约是0.3海里。因此,预防策略在自然通风COVID-19学校建筑也要开发。
学生是任何一个国家的未来;因此,必须提供一个健康、舒适的学习环境。这篇文章是一个主要的步骤,这个方向。该过滤系统的示意图如图自然通风教室9。
从评审可以得出以下结论:(我)有许多国际研究IEQ;然而,很少有研究对印度学校建筑自然通风。(2)主体之间的舒适温度变化很大程度上;为了更好的预测,有必要开发一个特定国家的安慰学校建筑的典范。(3)没有一个研究试图找出安慰在学校建筑的不同组件之间的相互关系。大多数研究认为不同季节,但很少有研究考虑全年;全年温度变化,有必要考虑每日,每周,每月,和季节性变化。(iv)发达国家有更少的IEQ研究报道。实现西班牙的第四个目标是不够的;IEQ必须被视为一个发展中教育体系的重要组成部分,和利益相关者必须训练和通知。(v)霍索恩效应在大部分的研究中被忽视。一些多因素研究有关IEQ可用参数。所以很难评论参数的综合效应对学生在学校的教室。因此,有必要开发一种方法对IEQ参数的共同影响。(vi)不同作者采用不同的方法来评估学生的表现;因此,很难比较我们的结果和不同研究的结果发生显著的变化。因此,有必要开发一个通用的通用方法。(七)更少的注意力给在学校建筑声学和视觉舒适;然而,很少有研究考虑舒适组件,发现他们是同样重要的是,当研究的焦点是性能和生产力。不同舒适的标准程序和广为接受的模型组件是急需的IEQ方面的学校。因此,有必要开发一个通用的方法/指南在学校建筑声学和视觉舒适。(八)没有普遍接受的代码或标准舒适自然通风学校建筑标准存在。一些研究把能源效率与IEQ在教育建筑自然通风的学校但不是特别的建筑。因此,有必要开发适应舒适模型/算法NV校舍。
3.1。未来的方向
(我)所有现有的学校和其他类型的建筑需要被改造以改善IEQ和安慰。这需要作者指导方针和正在研究的发展。(2)新建筑的设计和施工,一个特殊的出版物作为国家建筑规范的附录或需要一个单独的文档。作者正在准备的指导方针。(3)同样,对于空调的学校和其他建筑,立即air-decontamination的策略是必需的。因此,作者正在研究这个方向,防止冠状病毒的传播或相似类型的病毒可以在未来占据上风,在不同类型的建筑包括购物中心、礼堂,和办公室。信息披露
本文的工作报告形式的一部分AcSIR博士工作开展的第一作者CSIR-CBRI, Roorkee。这篇文章发表的许可,CSIR-Central建筑研究所,Roorkee。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者感谢Garima Bhanot忙于习慕兰希夫准备数据和图纸在这个研究。这项研究由科技部(DST),新德里,印度。