淺論建筑呼吸功能設(shè)計

鄭 杰

[摘要] 建筑室內(nèi)空氣污染問題越來越引起人們的關(guān)注,本文從分析傳統(tǒng)的空氣置換方式的缺點著手,提出了要進行建筑的呼吸功能設(shè)計并就如何改善建筑的呼吸功能提出了具體的措施。

[關(guān)鍵詞] 呼吸功能 空氣污染 新風(fēng)系統(tǒng) 變壓式通風(fēng)道

建筑的最基本的目的就是滿足人們對物質(zhì)生存環(huán)境的需要。如果把建筑物看作一個生命體的話,那么,內(nèi)外空間之間的通風(fēng)就是建筑的呼吸作用。建筑物呼吸功能的好壞,直接關(guān)系到人們的生存環(huán)境的質(zhì)量,對人體的健康和生活質(zhì)量都會產(chǎn)生很大影響。以往,購房者在意的往往是房子的結(jié)構(gòu)、價格、小區(qū)環(huán)境,而很少關(guān)心自己居住的室內(nèi)環(huán)境是否有利健康。而隨著人們自我保護意識的提高,健康的內(nèi)在品質(zhì)越來越受到人們的重視。“未來應(yīng)該是室內(nèi)環(huán)境的競爭,而室內(nèi)環(huán)境最重要的是空氣質(zhì)量”,一位資深室內(nèi)設(shè)計師如是說。

一、室內(nèi)空氣污染的現(xiàn)狀

在我們的生活環(huán)境中,從空間狹小的居室、宿舍,到人流密集的醫(yī)院、候車室等空間,室內(nèi)空氣污染隨處可見。在日常生活中,我們常常會遇到這樣的事,推開居住一夜的臥室,打開學(xué)生的宿舍,種種氣味讓人是在不敢恭維。建筑師有足夠的能力處理建筑的空間,刻畫好建筑的造型,但對建筑內(nèi)部的空氣環(huán)境品質(zhì)卻明顯重視不夠,以至于雖然外觀漂亮了,建筑卻變成了一具“不會呼吸的生命體”。據(jù)衛(wèi)生部門調(diào)查,農(nóng)村人口中發(fā)病率65%是由室內(nèi)空氣污染所致。最近,北京,深圳等地針對兒童房所做的調(diào)查表明,幾乎所有被調(diào)查的兒童房的室內(nèi)空氣所含的污染物濃度都超標(biāo),由此引發(fā)的白血病等惡性疾病的比例在不斷提高。據(jù)有關(guān)研究表明,由于通風(fēng)不暢而造成的空氣污染,已經(jīng)引起“室內(nèi)綜合癥”、“空調(diào)綜合癥”等在使用人群中大量出現(xiàn)。專家還認為,“亞健康”也與室內(nèi)空氣污染有關(guān)。毋庸置疑,室內(nèi)空氣污染已經(jīng)成為危害人類健康的一個重要因素。世界衛(wèi)生組織定義的健康住宅有15項標(biāo)準,其中6項與室內(nèi)空氣質(zhì)量有關(guān)。在歐洲,室內(nèi)通風(fēng)被視為與建筑不可分割的一部分,甚至把它上升為對人性的尊重和關(guān)懷。因此,建筑師責(zé)無旁貸的應(yīng)該利用一定技術(shù)手段解決室內(nèi)空氣污染問題。

室內(nèi)空氣的污染源主要有以下幾個方面:一是建筑物自身的揮發(fā)物質(zhì)對室內(nèi)空氣產(chǎn)生的污染。建筑物的揮發(fā)物質(zhì)主要是建筑物的生產(chǎn)和裝飾過程中使用的有害的化學(xué)成分的揮發(fā),相對來說它對室內(nèi)空氣的污染影響時間短但強度和危害大。二是人在使用建筑過程中所產(chǎn)生的代謝物質(zhì)對室內(nèi)空氣的污染。除了人們在各類活動中所產(chǎn)生的有害的油煙懸浮顆粒和粉塵外,室內(nèi)空氣中還存在相當(dāng)數(shù)目的細菌、病毒、霉菌、細小花粉、動物皮屑、化學(xué)污染物、吸煙味等。同時,由于空氣中的含氧量的降低和各種氣味的積聚,室內(nèi)空氣自潔能力較弱,室內(nèi)空氣的污染的程度加劇,空氣質(zhì)量明顯下降。這種污染是長期的,持續(xù)性的,是室內(nèi)空氣污染的主要因素。三是室外受污染的空氣對室內(nèi)空氣的影響。污濁的空氣不僅對人們的情緒產(chǎn)生影響,更重要的是對健康產(chǎn)生極大的危害。

二、傳統(tǒng)的建筑通風(fēng)換氣措施的局限

目前,建筑設(shè)計很注重對廚房,衛(wèi)生間空間的換氣問題的解決,但對于建筑物其他功能空間呼吸功能的重視程度明顯不足。在國家各類的建筑設(shè)計規(guī)范里,也只有住宅設(shè)計規(guī)范提出了在嚴寒地區(qū)住宅的衛(wèi)生間設(shè)計中應(yīng)設(shè)自然排氣通道的規(guī)定。廚房,衛(wèi)生間只是建筑中的輔助房間,所占比例很小,若僅是依靠衛(wèi)生間或者集中式的排風(fēng)來解決整套建筑物的室內(nèi)空間通風(fēng)換氣問題,是達不到目的的。

人們對空氣品質(zhì)的要求主要是清新、潔凈、富含氧原子,同時要有適宜的溫度和濕度。清新空氣的來源是室外;美國科學(xué)家通過研究得出結(jié)論:“室內(nèi)空氣污染程度要比室外高2～5倍,有的甚至要100倍”。所以說,室內(nèi)外空氣可以順暢置換是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的前提。傳統(tǒng)解決室內(nèi)空氣污染的方法比較單一,在設(shè)計師的理念也重視不夠;除了在住宅建筑的廚房設(shè)計中考慮了機械排除油煙外,在其他功能空間中基本沒有穩(wěn)定的室內(nèi)外空氣置換措施,甚至在有窗的衛(wèi)生間都沒能設(shè)置通氣道。因此,開啟門窗就成了解決室內(nèi)空氣污染的主要途徑。這種換氣方式在室內(nèi)外空氣能形成對流的情況下,較為快捷和方便,效果明顯。但在實際使用建筑的過程中,又會受到很多制約,難以達到應(yīng)有效果。

首先,在北方,冬季長時間采用開門窗進行室內(nèi)外空氣置換是基本不現(xiàn)實的。其次,在很多情況下也無法通過開啟門窗換氣。譬如,人在休息時候;又比如,遇到雨、雪、霧,沙塵的惡劣天氣時,也是不適宜的;另外,居住在鬧市區(qū)的住戶,由于室外噪音污染嚴重,開窗就成為一種奢望;家庭安全防范措施的普及又降低了門窗開啟的頻率。由此可見,開啟門窗作為室內(nèi)外通風(fēng)的主要手段,是不能滿足房間24小時不間斷換氣要求的。

在不能開窗和不便開窗換氣的情況下,人們把房間換氣的功能交給空調(diào)來完成,認為空調(diào)可以改善空氣質(zhì)量;而實際上空調(diào)主要是對室內(nèi)空氣溫度進行調(diào)節(jié)。近年來采用集中式中央空調(diào)的建筑越來越多,主要是通過送風(fēng)系統(tǒng)和冷水系統(tǒng)將冷風(fēng)送入各個房間,這就使建筑物內(nèi)部空氣互相摻混,容易導(dǎo)致交叉感染。

因此,傳統(tǒng)的建筑通風(fēng)換氣措施存在很大的局限性,是一種被動式,局限式的換氣方式。它無法成為一種穩(wěn)定的、持久的、受外界因素干擾較小的自主循環(huán)式的通風(fēng)方式,不能為人們提供一個良好的室內(nèi)空氣環(huán)境,這將對使用者的身體健康產(chǎn)生不利的影響。

三、改善建筑呼吸功能的措施

建筑物的呼吸功能體現(xiàn)為建筑物能夠自主的進行空氣交換,保證可以全天候的做到室內(nèi)外空氣的置換,為人們提供一個始終能夠保持空氣清新、健康的室內(nèi)環(huán)境。要使建筑物具有良好的呼吸功能,就要從根本上改變傳統(tǒng)的建筑技術(shù)觀念,將建筑呼吸功能看作與建筑保溫,隔熱,防火,防潮等功能等同的,必不可少的基本功能之一。西方國家對此早就給予了高度重視,日本在普通住宅就大力推行24小時換氣設(shè)施;美國,法國等國家也早采取了很多措施。我國也在出臺相關(guān)的健康住宅標(biāo)準。建筑的呼吸功能在受到多方關(guān)注。

目前,解決室內(nèi)通風(fēng)問題的有自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種方法。

1.機械通風(fēng)

它是以電能為能源,通過機械設(shè)備強制性地驅(qū)動室內(nèi)污濁空氣向室外排放。機械通風(fēng)性能穩(wěn)定,可調(diào)節(jié)通風(fēng)量大小,通風(fēng)效果好;其缺點是通風(fēng)過程噪音大,需要電能驅(qū)動。一般適用于人流集中的大空間、高級建筑物、高層建筑等。

(1)排風(fēng)換氣扇

排風(fēng)換氣扇是比較傳統(tǒng)的機械通風(fēng)設(shè)備,主要應(yīng)用于衛(wèi)生間、盥洗室以及一些要求不高的房間;廚房則專門使用各種類型的抽油煙機排除油煙。這兩種設(shè)備在關(guān)閉電源后,就不能工作,無法起到全天候換氣作用。因此,使用有一定局限性,很少用于其他功能空間。

(2)新風(fēng)系統(tǒng)

目前市場上有置換式全新風(fēng)系統(tǒng)和依附于戶式中央空調(diào)、中央空調(diào)的新風(fēng)系統(tǒng)兩種新風(fēng)系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)一般有75%的空氣是重復(fù)使用的,主要是對室內(nèi)空氣的溫度進行調(diào)節(jié),不能滿足室內(nèi)外空氣的有效置換,甚至有可能造成室內(nèi)空氣的二次污染。建設(shè)部在《關(guān)于進一步做好建筑系統(tǒng)防治非典型肺炎工作的補充通知》中要求,盡可能不使用中央空調(diào),確需使用的,要對中央空調(diào)的過濾網(wǎng)定期清洗,對出風(fēng)口定期消毒。后來,普通空調(diào)市場上出現(xiàn)了采用強力殺菌技術(shù)的新產(chǎn)品,在一定程度上解決了二次污染問題。

國外開發(fā)的置換式全新風(fēng)系統(tǒng)在我國推廣使用。如愛迪士國際集團的產(chǎn)品包括中央機械式通風(fēng)系統(tǒng)、中央式真空吸塵系統(tǒng)等,在全球幾十個國家被廣泛采用。

新風(fēng)系統(tǒng)可以為人們提高優(yōu)良的室內(nèi)空氣環(huán)境,同時又能滿足建筑防火等其他功能的要求,是一種很好的解決建筑室內(nèi)污染的措施。但考慮其造價的因素,目前在我國主要應(yīng)用于高級住宅、標(biāo)準較高的建筑中使用。在美國,房屋的新風(fēng)換氣系統(tǒng)是必須配套的設(shè)施,并且受到美國ASHREA標(biāo)準和歐洲ESA標(biāo)準的保護。隨著我國經(jīng)濟能力的提升,新風(fēng)系統(tǒng)也必將成為建筑的必備功能之一。

2.自然通風(fēng)

自然通風(fēng)是利用風(fēng)壓和熱壓通風(fēng)原理,靠自然力的驅(qū)動完成室內(nèi)外空氣的流動和置換。該模式借鑒傳統(tǒng)的字母通風(fēng)道的構(gòu)造做法,構(gòu)造簡單,造價低廉,經(jīng)濟性好,適用于多層普通民用建筑。

(1)普通通風(fēng)道

它主要通過設(shè)置通風(fēng)道,字母式通風(fēng)道和通風(fēng)孔來實現(xiàn)空氣流通和交換,雖然能達到通風(fēng)效果,但由于體積大,通風(fēng)效果受到室外的影響,甚至出現(xiàn)上下層串味的現(xiàn)象,現(xiàn)在已很少采用了。

(2)變壓式通風(fēng)道

它是科技部和建設(shè)部重點推廣項目。主要是通過自力式風(fēng)帽、止回閥等一系列新技術(shù)措施,解決了傳統(tǒng)通風(fēng)道存在的排氣效果不穩(wěn)定,串味等現(xiàn)象,同時該風(fēng)道還具有尺寸小,構(gòu)造簡單、低噪聲等優(yōu)點,目前被廣泛應(yīng)用于住宅建筑中。通過對實驗房間(31M2)進行注煙測試,使用截面320MM X 240MM的變壓式通風(fēng)道,經(jīng)過36分鐘,室內(nèi)煙氣被完全排除(門窗緊閉)。這表明,它可以完全作為各功能房間的通風(fēng)換氣設(shè)施,由于它良好的性價比,正被廣泛使用。

開發(fā)建筑物呼吸功能并不是像某些房地產(chǎn)開發(fā)商那樣玩文字游戲,玩概念,玩炒作,它切實關(guān)系到每個住戶的身心健康。作為設(shè)計師而言,只有從思想意識上高度重視,才能通過適當(dāng)技術(shù)提高建筑物的自潔能力,使建筑變?yōu)橐粋€會呼吸的生命體,更好地滿足人們的生存需要。

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