编者按:“通风器”对于人们来说还是一个比较陌生的概念,甚至建筑行业从业者都不甚熟悉。但随着建筑节能要求的提高,密封性能日渐提高的门窗幕墙产品势必会带来室内空气质量下降的负面效应,“通风”这个话题,必将伴随着人们对居住舒适度的要求,被逐渐地重视起来! FC 博览会作为行业的风向标,将不仅关注行业的热点,更关注行业发展的趋势。因此,我们拿出了“不放弃任何一个细节”的精神,特别向国内通风器行业的领军人物——广州住邦的吴总约稿,意在为大家全面的介绍通风器行业的过去、现在和未来。在此,特别感谢吴总的毫无保留和认真敬业。
一、通风器在国外发展情况
通风器在西欧已有近百年历史,它的发展源自于人们的生活需要。比如我国东北地区的小气窗,户外非常寒冷,室内有供暖,空气干燥,沉闷,同时伴有油烟等各种气味。室内微通风可有效解决这些问题。从最初简单的装置演变成各式各样的门窗通风器。
欧洲
英国:英国的建筑无论是旧是新,几乎全部要用自然通风器,该国对住宅通风有非常明确的规定,规定中对住宅中客厅、卧室、厨房等房间各需要多少通风面积做出了数字性要求;
德国、法国:德国和法国北部采用自然通风较多,但在南部采用机械式通风较多(如户式新风系统),自然式微通风在该两国大约有5% 的应用,而机械式通风大约有35% 的应用;
荷兰、比利时、卢森堡地区:在这个地区,自然通风有非常广泛的应用;
北欧:对保温通风提出了更高的要求;
南欧:应用通风器的比例相对较少;
东欧:由于经济发展原因,通风器的发展滞后于西欧,但应用正在发展中。
亚洲
日本,十多年前该国对住宅24 小时通风做出规定,所有新建住宅都必须安装通风设施,分为自然式与机械式两种,自然通风装置可安装在屋顶、屋檐、窗户、墙角以及各面墙上。在韩国、俄联邦、台湾等地区,通风器也处积极发展应用阶段,在东南亚通风器也开始有少量项目应用。
美洲
北美、加拿大微通风应用较好。在美国,很多酒店里通风装置与空调合并设计使用,与国内空调不同,安装位置也不同,通风空调装置在窗的底部,外面有百叶进风口。
澳洲
通风器进入一种快速发展阶段,从个别项目选择试用进入到较多应用阶段。
二、通风器在中国
从78 年改革开放以来,中国经济强劲发展,到90 年代后期,国外的门窗系统,门窗五金被引进中国,Siegenia,GU等德国公司引入了通风器,当时深圳中航塑窗引入Siegenia通风器生产线。到了2002 年,在广州出现了4-5 家通风器厂家,有以自然通风为主,有以动力通风为主。但较弱的市场需求让这些厂家慢慢地淡出了人们的视线。同时,法国Aldes 户式新风系统也被引入到上海。随后法国其它品牌如Nather,France Air,德国的户式新风系统、日本的松下、三菱、美国的Brown 等先后进入中国。同样,由于市场需求弱,以及通风管道影响了楼层的高度等原因(在国外新风系统主要装在有阁楼的2 层半的住宅建筑上,而在国内主要是应用在塔楼上),有些公司发展曲折,被市场淘汰,有些发展壮大。但户式通风系统技术被中国人逐渐掌握,在过去不到十年时间里,市场上出现了近百个品牌新风系统,鱼龙混杂。市场上有卖500 元左右新风系统,也有卖5 万元一套的新风系统,价格相差百倍,可见市场的分化。
无论是通风器还是户式新风系统,目前在国内应用普及度还不高,平均来说,100 个楼盘应用新风的工程也就2~5 个。新风概念的接受程度随着经济发展的梯度而不同,首先是北上广深特大城市,接着一级城市,二级城市,目前在发达的县级城市也有很少应用。
万科做为房地产领头企业,几年前在不同区域试点,今年已在全国全面推进所有住宅都要装新风,但根据区域的不同会采用不同的方案。有这样一批品牌地产商的带动,相信这种理念会很快为大众所接受。
除了在居住建筑上采用通风器或户式新风系统外,在公共建筑上也开始采用通风器,如医院、学校、特别是高层建筑,每一栋高层建筑都是一座浓缩的垂直城市,人口密集。高层建筑外围结构多为幕墙,但中国人习惯的外开扇很不安全,尽管多数高层建筑有中央新风系统或空调系统,但若整栋楼都没有与外界空气相通之处,那整栋建筑就象一个密闭的罐子,且中央新风系统和空调系统的通风管道存在交叉感染的可能性,而幕墙通风器能较好地解决以上问题,现在应用越来越多。
三、为什么门窗幕墙需要通风?
中国从80 年代中期,各级建设部门都在推进建筑节能,目前全国随着经济发展的不同,气候的不同,各个地区分别处于节能的第二阶段到第四阶段,如北京地区率先要求节能达75%,已要求在前三个节能30% 的基础上再节能30%。上海、天津、重庆等直辖市节能65%。建筑节能对门窗的要求主要反映在K 值上。例如北京地区从2013 年1 月1 日起从原标准的2.8w/m2·k 降低至1.5~2.0w/m2·k。K 值降低了,不单对门窗所需的材料材质提出更高要求,门窗的气密性也提高了。随着高气密门窗的应用,它的负面效果是室内开始结露,再接着发霉,这样对门窗的微通风提出了要求。目前中国处于节能阶段,但人们往往忘了节能的目的:节能是为了室内居住人的舒适,若节能了,但带来不舒适的室内环境,那就失去了节能的意义。建筑节能绝不能损坏空气质量,为节能适当限制换气量是可以的,但过度减少换气量必将使室内空气质量下降,影响人们生活的舒适度。以美国节能为例,曾将换气量由25.5m3/h·p 减少到8.5m3/h·p,结果导致“密闭建筑综合症”蔓延, 每年因室内空气质量恶化所造成的损失达590 亿美元。现在重新增加的换气量超过节能以前的换气量,达到34m3/h·p。
通常来讲,居住在室内的人每小时需求30m3 新鲜空气或居所每小时换气1 次,这是最基本的要求,也可说是卫生通风。开窗通风是人们习以为常的事情,但它的换气次数能达到每小时10~30 次,这对建筑节能极为不利。所以居住建筑设计上既有门窗开启扇又有通风器的设计为一个可选项。门窗通风器既具有安全性,又能防盗,它可以一年365 天每日24 小时工作,可以在下雨天、下雪天、睡眠时、人不在家时都可使用。
随着中国大面积雾霾天气的发生,对能消除PM2.5 的通风器提出了要求,但常规的通风器加上过滤网也能减轻雾霾对人体的伤害。
四、门窗幕墙通风器工作原理及通风形式
门窗幕墙自然通风器是在风压、热压、空气分子的热运动作用下实现通风功能,而空气分子的热运动几乎不作考虑。现实生活中所有的通风都是在热压与风压共同作用下产生的,风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。
利用风压实现自然通风:在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。风洞试验表明,当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压,同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压。
利用热压实现自然通风:自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差,即通常讲的“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。热压作用下的自然通风是由于室内外存在温差和进排气口存在高度差造成的,它是利用空气密度随温度升高而降低的性质进行的一种通风方式。利用热空气上升的原理,在门窗幕墙上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从门窗幕墙底部进风口被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关。室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。与风压式自然通风不同,热压式自然通风更适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。
机械辅助式自然通风:在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压往往不足以实现自然通风。而空气污染和噪音不利于人体健康,在这种情况下,常常采用一种机械辅助式自然通风。
门窗幕墙通风器的控制方式有手动控制、绳控制、杆控制或电控、遥控、集中控制等。
五、建筑标准对通风器的要求以及通风器相关标准的应用情况
在2008 年之前在国内推广门窗幕墙通风器非常困难,那时没有通风器任何标准,而建筑师相对来讲较为保守,要么要有先例可循,要么有规可依,在这种情况下,广州住邦公司大力推动有关门窗通风器标准的制订,先后参编了国家住建部行标JG/T233-2008《建筑门窗用通风器》,重庆市地标《居住建筑节能65% 设计标准》2009 版配套标准图集DJBT-054《建筑通风器》, 国标GB/T28198-2011《窗式动力通风器》,国标GB/T29737-2013《建筑门窗防沙尘性能分级及检测方法》,行业导则《建筑门窗配套件(通风器)应用技术导则》,重庆市工程建设标准DBJ50/T《建筑通风器应用技术规程》。
除通风器的相关标准外,其它国标,行标也有对通风做出规定:GB/T18883–2002《室内空气质量标准》,GB50019–2003《采暖通风与空气调节设计规范》规定室内新风量应不小于30m3/ 时·人,GB50096–2011《住宅设计规范》于2012 年8 月1 日实施,规范中多处强调自然通风,JGJ75-2003《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》3.0.2 和3.0.3 规定换气次数为1.0 次/h,JGJ134-2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》3.0.1 和3.0.2 规定换气次数为1.0 次/h,JGJ26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》3.0.2 规定冬季采暖换气次数为0.5 次/h。GB50189-2005《公共建筑节能设计规范》明确规定了透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。
在2001 年10 月由中国住宅与居住环境工程中心发布的《健康住宅建设技术要点》中对室内空气环境做出明确规定如下:居住空间应能自然通风,无通风死角,在冬季采暖和夏季空调期间,要求密闭的窗户有微量通风器。2013 年1 月1 日国家绿色建筑行动方案实施。
六、门窗幕墙通风器未来发展趋势
现阶段门窗幕墙通风器在市场上应用普及率尚在1% 左右,未来应该有巨大的发展空间,为什么通风器经过10 多年发展仍然没有普及应用呢?主要的原因有以下几条:
1.微通风装置作为一个通风功能的门窗幕墙配套件,它只是一项可选品,而不是必须品,它没有广泛的被老百姓所认识,绝大多数建筑从业人员都不知道有这种产品,更谈不上房屋开发商的决策人员。
2.尽管通风器有了自己的标准,但各级建委并没有把需要通风器写入地方强条,更谈不上住建部颁布规定强制应用,在中国缺乏行政法规去推行一个产品会较慢。
3.目前国家极力推进建筑节能,节能工作处于首项,忽视了对建筑舒适度的考虑。
4.通风器生产企业弱小,没有能力去市场上大力推广。10 年来有一半以上通风器企业已消失,但每年都有新企业出来,他们最擅长仿制,低价,过几年就灭亡,中国门窗幕墙行业乱象在通风器领域有淋漓尽致的表现。
但尽管通风器目前发展缓慢,但未来发展趋势不可挡。随着国家经济发展,人们的生活逐步改善,从小康生活向富裕生活迈进,人们的追求不同了,健康地生活,舒适的生活渐渐成为主流。据统计,人的一生有80%以上的时间是在室内度过的,科学家测算,1 个人1 天大约要喝2kg水,呼吸15 立方米的空气,重约20kg。梅雨季节室外湿度大,空气潮湿,容易滋生细菌,致使室内异味,家具、木地板、衣服霉变。室内微通风是解决问题的硬道理。
门窗幕墙通风器除了要有通风功能外,还要有适当的过滤,隔音功能,强过滤功能的通风器是一个重要的发展方向,门窗幕墙通风器的载体是门窗幕墙,如何与载体一体化的设计是一个研究的方向,针对严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区,温和地区推出相适应的通风器也是一个重要的发展方向。
结束语
我国建筑门窗幕墙行业的发展趋势是标准化、系统化、信息化、工业化和产品化。企业管理信息化、市场营销网络化是世界经济发展的大趋势。信息和网络不仅是重要的战略资源,也是最重要的竞争方式和竞争手段。建筑门窗幕墙行业电子商务平台的建立,将为行业的发展带来重大变革和商机;BIM技术的推广和应用,也将为建筑门窗幕墙的设计、制造、施工和运营过程的不断优化提供技术保障;同时建筑门窗幕墙的生产与管理过程信息化,也将在实践中不断显现其重要价值。在信息化的大背景下,物质资源的重要性已让位于信息资源,谁拥有准确、及时、可靠和全面的信息,谁就能占有市场的主动权。信息化是建筑门窗幕墙行业发展的重要推动力,信息化与工业化的不断融合将不断提高建筑门窗幕墙行业的创新能力和水平,为行业信息化掀开新的篇章,为建筑门窗幕墙行业的发展带来又一个春天。
中国建筑金属结构·上半月2015年1期