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谈建筑节能门窗的功能化趋势

来源:北京金易格幕墙装饰工程有限公司　作者:班广生　日期:2007-4-16 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

　　我国正处于经济高速发展时期，建筑市场也处于令人目不暇接的多元化变革时期。作为建筑必不可少的最普遍的构件之一，建筑门窗应及时的适应并能够满足建筑市场的发展需要。自2000年施行《民用建筑节能管理规定》以来，各种类型的节能窗得到迅速推广和普及，得到了社会的广泛认同。

　　从目前市场上的产品来看

　　我国正处于经济高速发展时期，建筑市场也处于令人目不暇接的多元化变革时期。作为建筑必不可少的最普遍的构件之一，建筑门窗应及时的适应并能够满足建筑市场的发展需要。自2000年施行《民用建筑节能管理规定》以来，各种类型的节能窗得到迅速推广和普及，得到了社会的广泛认同。

　　从目前市场上的产品来看，节能窗正日益被社会广泛接受的同时，门窗行业所提供的产品和技术还十分有限，发展商和设计师的选择范围并不丰富，更缺少个性化的产品满足市场需要。另一方面，许多门窗公司包括材料供应商并未认识到，节能并不是节能窗的目标，节能窗应该具备同时也需要赋予其更多的功能，从而达到能够提供更舒适的居住环境的目的，为社会提供丰富的产品选择和技术支持。然而，达到这个目标并不是一件容易的事情，追求各项功能时往往为其之间的矛盾所困惑：既要节能，又要通风；既要采光，又要遮阳；既要防噪音，又要新鲜空气；冬天保温、夏天防热等等。最终的结果就窗户本身来讲，也许是一种折中方案，在各项选择的进退之间寻求一种组合，一种配置，一种价格性能比最优化的多功能产品，另一方面，将窗户放在一个更广泛的背景中考虑，例如与健康建筑、节能建筑、生态建筑以及可持续发展建筑的观点联系起来，窗户将更具有生机。节能系统、采光系统、通风系统与窗户的联系将使窗户具有更准确的功能特性，以及与建筑各相关系统良好的适应性。

　　1998年加拿大温哥华Green Building Challenge 98国际会议明确提出“绿色建筑”的概念：在经济与环境两个问题中有效率的利用仅有的资源并提出解决的方法，进一步改善生活的环境；1999年，北京UIA世界建筑师大会提出“生态建筑”的口号：既社区与群体活动与环境相调和达到平衡状态，其内容必须涵盖健康、节约、生态循环以及场所微环境四大项目，并强调运用低科技自然手法为主的建造方式。2000年荷兰Sustainabie Buildings 2000国际会议，提出：一个可持续思考的操作事项是建材、建筑物、都市区域的尺度大小并考虑其中的机能性、经济性、社会文化和生态因素。……为达到可持续建筑环境必须反映出不同区域性的状态和重点以及建构不同的模型去执行，既所谓可持续发展建筑的观念；2000年芬兰Espoo，Healthy Buildings 2000 国际会议更直接的针对建筑本身提倡一种“健康建筑”的范畴：既一种体验建筑室内环境的方式，不仅包含物理量测量值，例如温湿度、通风换气效率、噪音、光、空气质量等，还要包括主观性心理因素，如布局、环境色、照明、空间、使用材料等；其它还有工作满意度、人际关系等事项。以上四个概念中可持续发展建筑的范畴是最宽的，健康住宅则是最具体最基本的，所以可持续发展建筑依次涵盖了生态建筑、绿色建筑和健康建筑。

    近几年国内在这方面的探讨和尝试无论是理论还是实践都有可喜的发展。居住环境的舒适性是我们矢志不移的目标之一。正如人们的生活丰富多彩一样，居住环境的舒适性也是多方面的，室内空气质量、热环境、光环境和声环境中都直接和外围护结构的窗户有直接的、不可分割的关系。本文结合目前国内窗户产品及其技术适应性做一探讨，以利于门窗业的发展。

　　1、空气环境质量

　　采取有效地通风换气对确保建筑物内空气质量至关重要。通风换气概念中，通风是基础，换气是目标之一，将新鲜空气引入而将废旧空气排出，即保证室内新风，其意义是不言而愈了。

    建筑物内特别是住宅的居住空间应能自然通风，无通风死角，门窗开启时室内应有穿堂风的条件，室内90%以上的空间应能实现自然通风。应防止空气污染对人体健康的损害，制止室内空气中的病原体和有害物质的侵害。在冬季采暖和夏季空调期间，应有室内新鲜空气交换和补充设备。

　　充分利用自然通风，在尽可能减少机械空调负荷，即节能的基础上达到室内空气质量的改善。但仅仅依靠建筑外窗实现完全有效的自然通风是难以做到的。必须在建筑设计初期，结合建筑本身的地理位置、内部功能、结构特点、周边环境等等因素综合考虑，必要时辅助以机械人工手段，以尽可能小的能耗代价达到目标。

    室内空气质量（IAQ）是20世纪70年代后期在一些西方国家出现的。随着建筑物气密性的提高，室内通风率不足。建筑物内环境引起的各种建筑疾病，如建筑病综合症（SBS）、大楼并发症（BRI）、多种化学物过敏症（MCS）等对机械空调提出了挑战，特别是突发传染性病毒的出现，中央空调几乎成为病毒传播的帮凶。提倡和推崇自然通风符合节能、生态、健康、环保的要求，通过自然通风达到室内热环境和空气环境的要求，一方面将降低冷热机械负荷，另一方面可提供新鲜空气，提高室内空气质量。通过自然通风改变室内空气质量，既引进新风、排除废旧空气、调整室内空气湿温。这需要从控制污染源、通风调整、建筑内人员控制以及建筑构造等诸多方面来解决，窗户是实现和控制自然通风最重要的建筑构件，可通过其构造及有效设置最大程度地响应建筑的要求。

    提供新风就是将新鲜空气引入室内，即提供呼吸所需要的空气，稀释室内气味，除去室内过量的湿气，稀释室内污染物；同时调节室内空气温湿度。新风量的标准限值是根据二氧化碳的含量来确定的，既要使二氧化碳的含量限制在0．1%，必须保证每人每小时有30m3的新鲜空气（《室内空气质量标准》）。

　　建筑外窗要达到上述目标和要求，一要保证由窗户进入室内的空气必须满足室内空气质量指标，二要利用建筑围护结构内外的风压和热压提高通风效果。

　　（1) 控制窗户进入的空气质量：

　　首先要保证窗户外侧进入室内的空气是不受污染的。这里不讨论建筑环境的影响，只讨论如何从窗户的角度保证新鲜空气的进入。

　　首先，排风窗口和进风窗口在同一建筑立面时的关系。窗户的进风位置是获取新风的必经通道，也是室内新风的主要来源。同一窗口的通风换气进入室内的新鲜空气和排出室外的废旧空气往往混合，降低换气效果，为防止同一窗口或出气口排出的废旧空气再次吸入室内，可采取以下措施：在多层建筑中加大下层排气口和上层进风口的距离；在同一垂直线方向的窗口中开启扇或进气口位置尽量错开。

    其次设置过滤层。在获取新风的同时并不希望风沙尘土、杨花柳絮、蚊蝇虫蛾的侵入，特别是沙尘暴已成为北方地区环境的主要公害，由于沙尘暴源区和路径地区的表层土壤颗粒和矿物原因，造成空气中化学成分的污染，比例较大的有氧化硫、氯、铅、锌、铜。沙尘暴由于“风选”作用将直径小于60微米的粉尘搬运到较远的地方，例如：颗粒直径在40微米左右时，可漂浮到几百公里的地区，颗粒直径在20微米左右时，可被风输送到3000公里的下风向地区，颗粒直径在12微米时，可传输到7000公里远的地方，而颗粒小于7微米时，北半球的任何地方都可找到它的踪迹。2002年3月北京的沙尘暴，每平方米的降尘量达到29克，以总量和人口数计算，每个人收到2公斤的沙土。对人的呼吸直接有影响的是可吸入尘，即粉尘（Dust），或称漂尘，粒径小于10μm的颗粒物，体积小、质量轻，可长时间漂浮在空气中，可进入人体呼吸道，称之为可吸入颗粒物。《室内空气质量标准》中规定的室内空气中可吸入颗粒物的限值是0．5mg/m3。减少进入室内的粉尘颗粒等进入室内。因此在窗口或进风口设置过滤装置，一方面缓解了气流直接进入室内，保证室内空气流速的舒适性（室内空气流动速度≤0．3m/s），另一方面阻碍了蚊蝇和沙尘等。如采用纱网、金属隔栅、尼龙隔栅、纤维网等，图1—1是设置在窗户下框的通风装置，倾斜的通风通道利于气流流动，也防止了雨水进入室内一侧，弧性翻盖设计便于控制风量，过虑网则阻挡蚊蝇沙尘等，而且过滤网可拆卸清理。过滤网不利的一面是大大降低了空气流量。例如采用铁窗纱时，空气流量降低50%—60%。虽然如此，但时间上的持续通风换气是柔性的，符合室内环境舒适性的综合要求。

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