纽约——6月,当野火的烟雾开始笼罩纽约市时,位于曼哈顿下城的建筑设计公司Skidmore, Owings & Merrill的员工们对这场正在展开的危机有了全面的了解。他们坐在离地面近30层楼的办公桌上,看着天空从早上朦胧的石板蓝变成了中午肮脏的灰色。到了下午三点左右,他们看到了一个超凡脱俗的天际线。
“那是一种末日的橙色,”该公司的建筑师查尔斯·哈里斯(Charles Harris)说。
但在办公室里,凉爽的空气从天花板上的通风口飘出来,大屏幕让员工放心:“室内空气质量非常好。”
这项评估是基于室内空气质量传感器的读数,这些传感器正在跟踪污染物的实时水平,包括使野火烟雾如此危险的细颗粒物。这些传感器是在大流行期间安装的,但现在它们在新的空气质量紧急情况中证明了它们的价值。
“我们可以明确地对所有在这里工作的人说,‘你可以安全地进入办公室,’”该公司的设计合伙人克里斯·库珀(Chris Cooper)说。
在美国,几乎没有对室内空气质量的监管,一旦一栋建筑建成并投入使用,居住者通常无法了解他们呼吸的空气是否安全。
室内空气质量传感器让看不见的东西变得可见。设计和工程公司本身就是早期采用者之一,他们表示,大流行激发了客户对该技术的兴趣,他们正在使用该技术实时监测空气质量,优化能源使用,并吸引对新冠病毒持谨慎态度的租户和员工。
“我认为出现了一种新的观念,即居住者可能想知道室内空气质量的数据,”全球设计与工程公司奥雅纳(Arup)的设计师吉迪恩·达安杰洛(Gideon D’arcangelo)说。“我们也正处于技术可以提供这些信息的阶段。”
不过,要充分利用这项新技术,还需要解决改善室内空气质量的长期障碍,包括美国老化的基础设施和缺乏监管。专家们表示,现在疫情的紧急阶段已经结束,人们的兴趣可能会减弱。
传感器系统并不是一个简单的解决方案。“这是一个很好的工具,”哈里斯说。“但我们仍在学习如何利用它。”
流行病的预防措施
SOM不仅租赁了世贸中心7号大楼的空间,而且在原世贸中心在9 / 11袭击中被毁后,还设计了整座大楼。由于这段历史,建筑师优先考虑健康和安全,结合了诸如紧急疏散的超宽楼梯井等功能。
这种对健康的关注延伸到了室内空气质量,该公司于2019年开始设计自己的办公室,在COVID-19袭击时已经在研究传感器了。领导该办公室设计的库珀说:“疫情加速了许多这样的对话。”
该公司安装了一个追踪颗粒物、挥发性有机化合物和二氧化碳的系统,这在疫情期间是一个特别重要的指标。因为人类呼出二氧化碳,当人们聚集在室内空间时,气体水平会上升。高二氧化碳水平可能是一个空间通风不足的迹象,如果有COVID-19患者在场,冠状病毒颗粒也可能在积聚。
当新办公室于2021年开业时,SOM的建筑师艾米·加洛克(Amy Garlock)对回归感到紧张。每当她端上一杯咖啡时,她都会查看办公室食品室旁的空气质量仪表盘。“一切都很好,”她说。“这让我对我工作的地方感觉好多了。”她补充说,“能有看不见的东西存在的证据真是太好了。”
传感器与通风系统相连,当情况发生变化时,通风系统会自动做出反应。SOM的建筑师奥加科尔·奥比纳尼(Ojiakor Obinani)帮助评估和选择了空气质量监测平台,他说:“每当有派对时,我们就会收到‘哦,你们的二氧化碳水平达到峰值了’之类的信号。”当这种情况发生时,通风系统就会进入更高的档位。
很难说该系统是否在大流行期间阻止了病毒传播。SOM还制定了其他预防措施,包括疫苗要求和社交距离协议。
“在这个新办公室里,我打喷嚏的次数少多了,”加洛克说。但她不能确定这是因为空气质量的原因。她推测:“可能感冒的人越来越少了。”
但该公司一直将该系统视为一项长期投资,其收益超越了大流行。研究表明,良好的室内空气质量可以减轻哮喘症状,减少缺勤,甚至改善认知功能。
也可能有储蓄。Obinani说,该系统允许SOM在需要的时间和地点输送新鲜空气,而不是一直开着高通风。因此,尽管该系统的购买和安装成本为15万美元,每年的维护成本为8800美元,但该公司预计在未来十年内将节省近25万美元的能源成本,即减少25%。
该系统还将帮助该公司应对未来可能出现的任何空气质量危机,即使它们与传染病无关。
世界着火了
6月6日,随着烟雾飘进纽约,SOM密切关注着传感器的读数。白天,通风系统将烟雾缭绕的空气通过高质量的过滤器,过滤污染物,使室内颗粒物读数保持在较低水平。
库珀说,尽管如此,第二天当外面的情况恶化时,办公室里还是有一种明显的焦虑。员工们聚集在窗户边,看着逐渐变暗的天空,聚集在传感器显示屏周围,这些显示屏没有发出办公室空气的警报。
“里面感觉很舒服,”库珀说。“让人不舒服的是向外看。”
下午3点左右,出现了一个信号:一个传感器检测到颗粒物水平上升。小组很快确定传感器在紧急楼梯井旁边,那里的空气明显有烟味。室外被污染的空气明显渗入了楼梯间,公司警告员工不要走楼梯。
在该公司位于华盛顿特区的办公室,这一天的情况有所不同。在那里,当通风系统加大力度时,室内颗粒物的水平就会上升。这表明,这栋建筑可能吸入了过多的室外空气,或者缺乏足够好的过滤器来捕捉颗粒物。
当SOM发现空气质量朝着错误的方向变化时,它通知了大楼管理员,后者改变了系统设置,以减少从外部吸入的污染空气量,并使更多的室内空气重新循环。“我们可以引起人们的注意,并做出改变,”库珀说。颗粒物水平下降。
传感斗争
大流行促使其他公司探索传感器的使用。德勤会计师事务所在2021年和2022年的国际会议上部署了空气质量监测器,希望安抚对感染新冠病毒风险感到紧张的与会者。
芝加哥房地产公司斯特林湾(Sterling Bay)将室内空气质量监测扩大到旗下所有物业,并一直在试验使用热传感器监测建筑物占用情况。没有这些系统的建筑基本上是“蒙上了眼罩”,该公司的工程总经理帕特里克·比斯蒂(Patrick Biesty)说。
这种方法有局限性。二氧化碳传感器不能直接测量空气中病原体的水平,只能提供感染风险的粗略代理。加拿大国家环境健康合作中心的环境健康科学家安吉拉·埃克尔博什(Angela Eykelbosh)说:“在很多情况下,即使二氧化碳水平很低,你的传播风险也会很高。”例如,极高的通风率可以使公司食堂的二氧化碳含量保持在较低水平,但与受感染的同事一起用餐的办公室职员仍可能生病。
在更多的建筑物中安装传感器可能是一个挑战,特别是因为雇主、工人和建筑物所有者的利益并不总是一致的。
美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology)室内空气质量专家安德鲁·珀西利(Andrew Persily)说,“支付水电费的人、支付工资的人、支付建筑费用的人等等,往往不是同一家机构。”“如果我是一个业主,我就会被要求把所有这些钱都投入进去。如果员工的工作效率更高,他们就不会为我工作,我也不会从中受益。我能涨房租吗?嗯,这是一个有趣的谈判。”
专家表示,更广泛的采用很可能需要新的标准、政策和激励措施,比如强制性的空气质量检查,或者对改善室内空气质量的业主提供税收抵免。
此外,他们补充说,在许多建筑物中,底层的空气处理基础设施——风扇和过滤器、阻尼器和管道系统——维护不善,改善室内空气质量需要在这些基础技术上进行投资。埃克尔博什说,传感器是一种“筛选工具”,可以在室内空气可能出现问题时进行标记。“然后你做一些其他的事情来改善空间。”
在SOM,天空变成橙色的第二天,库珀和哈里斯站在一个空气质量显示屏幕前,谈论着数据。他们对烟雾是如何在一夜之间进入办公室的以及为什么楼梯间的空气质量特别差感到困惑。作为建筑师,他们不仅将办公室视为自己的工作场所,还将其视为实验室。
哈里斯说:“我们正在努力弄清楚我们能从中学到什么,以保证我们现在的安全,同时也为了未来,在设计建筑时做出更好的决定。”
本文最初发表于《纽约时报》。