一  通風(fēng)管道的變遷

通風(fēng)管道是建筑物的附屬產(chǎn)品，很少有人去研究它。隨著風(fēng)管功能的增加，通風(fēng)管道已經(jīng)不僅僅有通風(fēng)強(qiáng)度要求，而且還要具備防火、節(jié)能、環(huán)保、易清洗等功能。我國采用通風(fēng)管道始于上世紀(jì)40年代。在紡織行業(yè)里，為了提高紡紗織布的質(zhì)量，要使車間保持設(shè)定的溫度和濕度，輸送特定溫度和溫度空氣的管道當(dāng)時(shí)稱為風(fēng)管。最早的時(shí)候用木板制作風(fēng)管，后改用鐵皮。

上世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了玻璃纖維增強(qiáng)聚脂風(fēng)管（俗稱玻璃鋼風(fēng)管）。玻璃纖維聚脂風(fēng)管為有機(jī)材料，耐水氣腐蝕不生銹，解決了鍍鋅鐵皮風(fēng)管易生銹，使用壽命不長的缺點(diǎn)，在紡織廠房廣泛使用。

由于玻璃纖維聚脂風(fēng)管是可燃材料，一旦由于電線短路起火或者意外火災(zāi)時(shí)，聚脂風(fēng)管就會(huì)被點(diǎn)燃，很快會(huì)蔓延燃至各個(gè)車間，引發(fā)火災(zāi)。這樣，可燃的聚脂風(fēng)管引起消防部門的重視。GB50045-1989《高層建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：“通風(fēng)管道要用不燃燒材制作”。從此，通風(fēng)管道除強(qiáng)度要求外，增加了防火要求。

隨著建筑節(jié)能的需求，GB20189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》開始實(shí)施，其中對(duì)通風(fēng)管道提出了節(jié)能設(shè)計(jì)要求：一般通風(fēng)管道的熱阻值≥0.74m²·k/W，低溫風(fēng)管的熱阻值≥1.08m²·k/W，增加了對(duì)風(fēng)管的節(jié)能要求。

除了建筑對(duì)節(jié)能要求的提出，建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量也開始受到更多人的關(guān)注。尤其是非典之后，通風(fēng)管道被視為滋生細(xì)菌、傳播疾病的通道。GB19210-2003《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》已對(duì)公共場(chǎng)所的通風(fēng)管道做出了規(guī)定，增加了可清洗、潔凈、抗細(xì)菌滋生的衛(wèi)生要求。

二  鍍鋅鐵皮風(fēng)管的缺陷

眾所周知，鍍鋅鐵皮風(fēng)這存在著易生銹、使用壽命不長、通風(fēng)噪聲大、漏風(fēng)量大、因外保濕破損易產(chǎn)生熱橋（冷橋）等幾大缺點(diǎn)。

耗材    每m²鐵皮風(fēng)管制作、安裝、耗用鐵皮1.1m²(0.1m²損耗)，角鐵2m，螺栓、螺母10套。折合重量為：鐵皮1.1m²×7.8kg/m²=8.58kg，角鐵2m×2.4kg/m=4.8kg，螺栓、螺母10套×0.05kg/套=0.5kg。每m²鐵皮風(fēng)管共耗用鋼材13.88kg,是鋼材耗用大戶。

鍍鋅鐵皮風(fēng)管在潮濕環(huán)境下易生猶，而使用壽命只有7年，按制作每m²風(fēng)管耗鋼材13.88kg，使用7年計(jì)算，每m²風(fēng)管每年耗用13.88kg÷7=1.98kg鋼材。我國每年使用1億m²鐵皮風(fēng)管，等于每年因生銹腐蝕損失1.98億kg鋼材。

耗能    據(jù)測(cè)試，生產(chǎn)每m²(7.8kg)鐵皮耗電20kWh。按制作每m²風(fēng)管重量13.88kg鋼材計(jì)算，每m²風(fēng)管材料耗電42kWh。用鍍鋅鐵皮制作風(fēng)管更是耗能大戶。

鍍鋅鐵皮風(fēng)管漏風(fēng)量大，設(shè)計(jì)師一般按10%的漏風(fēng)系數(shù)計(jì)算。而鍍鋅鐵皮風(fēng)管導(dǎo)熱系數(shù)高，需要外保溫，而外保溫?zé)針颍ɡ錁颍┑哪芰繐p失達(dá)到5%。這樣，漏風(fēng)量損失和熱橋損失相加，鐵皮風(fēng)管能量損失達(dá)到15%。按20000m³/h風(fēng)量，冷量300Kw，使用風(fēng)管2000m²計(jì)算，每m²風(fēng)管每h用電0.15kWh，24h用電3.6kWh,年用電1296kWh。按損失15%計(jì)算1296kWh×15%=194.4kWh。全國年用鐵皮風(fēng)管1億m²，年損失電能194.4億kWh。

鐵皮風(fēng)管在風(fēng)力作用下管壁振動(dòng)，產(chǎn)生共鳴聲，增加噪聲。噪聲也是能量損失。為了降低噪聲，增設(shè)消聲器，增加了風(fēng)管的使用成本。

綜合鍍鋅鐵皮風(fēng)管存在的問題可以看出，鍍鋅鐵皮風(fēng)管是鋼材耗用大戶、運(yùn)行耗能大戶、能耗損失大戶。鍍鋅鐵皮風(fēng)管已屬于技術(shù)落后產(chǎn)品、高能耗產(chǎn)品、低效益產(chǎn)品了。因此用非金屬風(fēng)管替代鍍鋅鐵皮風(fēng)管勢(shì)在必行。

三  機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的特性

建設(shè)部[2007]127號(hào)文件下達(dá)了編制《機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)。該標(biāo)準(zhǔn)由浙江天仁風(fēng)管有限公司主編。機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管，就是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，氯氧鎂水泥為膠凝材料，在泡沫板兩面復(fù)合玻璃纖維氯氧鎂水泥膠制得玻鎂復(fù)合板，然后用玻鎂復(fù)合板組合成風(fēng)管的通風(fēng)管道。

強(qiáng)度高    機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管可以滿足3000Pa以下的各種風(fēng)壓要求，在3000Pa風(fēng)壓下，風(fēng)管不開裂、不漏氣。2003年，湖北大學(xué)圖書館采用浙江天仁風(fēng)管有限公司生產(chǎn)的GM-II天仁復(fù)合風(fēng)管（機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的代表產(chǎn)品）。該工程由中建三局負(fù)責(zé)安裝，北京泛華公司負(fù)責(zé)監(jiān)理。安裝和監(jiān)理兩單位在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了風(fēng)管壓力試驗(yàn)。試樣風(fēng)管尺寸400mm×400mm×1000mm（長），兩端封閉。向試樣風(fēng)管內(nèi)加氣壓，當(dāng)氣壓加到1000Pa時(shí)，停止加壓（因?yàn)樵O(shè)計(jì)壓力500Pa，已經(jīng)滿足設(shè)計(jì)要求）。一小時(shí)后，檢查壓力，還是1000Pa，顯示出專用膠粘接風(fēng)管的密封效果。

試壓目的達(dá)到后，產(chǎn)品繼續(xù)進(jìn)行了破壞性試驗(yàn)，對(duì)試樣風(fēng)管繼續(xù)加壓，加到15000Pa時(shí)，試樣風(fēng)管的一塊風(fēng)管板中間裂開，膠粘接的地方都沒有開裂。玻鎂復(fù)合風(fēng)管的專用膠采用氯氧水泥制作，與風(fēng)管板是同一種材料，因而粘接強(qiáng)度高，新和力好。即使在15000Pa的風(fēng)壓下也不會(huì)開裂。機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的強(qiáng)度完全可以滿足各種風(fēng)壓要求。

施工方便   機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管在工地組合、無法蘭連接，施工速度快，成本低。湖北大學(xué)圖書館GM-II天仁復(fù)合15000m²，兩個(gè)月基本安裝完成。中建三局的項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)天仁復(fù)合風(fēng)管總結(jié)了三條優(yōu)點(diǎn)。第一、制作風(fēng)管的設(shè)備簡單，只需手提切割機(jī)和油漆工刀、大小風(fēng)管都能組合。而鐵皮風(fēng)管必需要剪板機(jī)、成型機(jī)等大型設(shè)備才能制作風(fēng)管。第二、搬運(yùn)方便。只要把風(fēng)管板搬到各層，大小風(fēng)管都可以在各層完成制作。第三、施工速度快。15000m²風(fēng)管安裝兩個(gè)月基本完成，鐵皮風(fēng)管是做不到的。

不需外保溫   機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的保溫層在中間，兩面都有氯氧鎂水泥板保護(hù)。在施工和交錯(cuò)作業(yè)中不會(huì)破損。所以不會(huì)產(chǎn)生熱橋（冷橋）的能量損失的現(xiàn)象。安裝好的風(fēng)管無法道道地地、外型美觀。

漏風(fēng)量小   湖北大學(xué)圖書館對(duì)天仁復(fù)合風(fēng)管經(jīng)過壓力試驗(yàn)，1000Pa的風(fēng)壓，經(jīng)過一小時(shí)后還是1000Pa，說明了專用膠粘接的風(fēng)管密封性好，不漏風(fēng)。鐵皮風(fēng)管的漏風(fēng)量大，設(shè)計(jì)師按10%的漏風(fēng)量系數(shù)設(shè)計(jì)。

風(fēng)管可清洗，允許機(jī)械手進(jìn)入風(fēng)管內(nèi)操作在風(fēng)管壁上開啟檢查門，清洗口方便，比鐵皮風(fēng)管便捷。

抗霉菌滋生   機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管采用氯氧鎂水泥制作，氯鹽有消毒作用，風(fēng)管表面又經(jīng)過抗霉菌處理。風(fēng)管壁不會(huì)產(chǎn)生霉菌，是環(huán)保型風(fēng)管。

四  替代的理由

    節(jié)約材料   機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的主要材料是氧化鎂、氯化鎂。全世界80%的氧化鎂礦在中國，儲(chǔ)量豐富，價(jià)格便宜。氯化鎂是鉀鹽、鈉鹽工業(yè)的副產(chǎn)品，用它做風(fēng)管材料的廢物利用。采用低價(jià)材料和廢物利用材料生產(chǎn)通風(fēng)管道，替代鍍鋅鐵皮生產(chǎn)通風(fēng)管道。其社會(huì)效益是非常巨大的。

以我國每年使用鍍鋅鐵皮風(fēng)管1億m²計(jì)算：機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管替代后，每年可節(jié)約鋼材13.88億kg（包括角鐵、法蘭）；按生產(chǎn)7.8kg/m²鍍鋅鐵皮耗電20kWh計(jì)算，每年可節(jié)約生產(chǎn)鋼材的電能42億kWh。生產(chǎn)每m²機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管耗電2kWh，1億m²耗電2億kWh，機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管替代鐵皮風(fēng)管，每年可節(jié)電40億kWh。

強(qiáng)度更高   有的人覺得鐵皮風(fēng)管看起來結(jié)實(shí)，擔(dān)心機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的強(qiáng)度和耐久性。其實(shí)，機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的使用壽命比鐵皮風(fēng)管長，不少于20年，而且強(qiáng)度更高。氯氧鎂水泥是無機(jī)材料，無機(jī)材料不老化，只有風(fēng)化才能影響風(fēng)管強(qiáng)度�？墒�，風(fēng)管在室內(nèi)使用不具備風(fēng)化條件，如同普通水泥的使用壽命。并且，氯氧鎂水泥的強(qiáng)度和在耐磨性大于普通水泥的3倍，保證了機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管的使用壽命。

機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管是框架結(jié)構(gòu)，承載力≥1000N，抗變形能力大大高于鐵皮風(fēng)管，完全滿足在壓力、氣流、疲勞等因素綜合作用下對(duì)風(fēng)管強(qiáng)度的要求。風(fēng)管板組合成風(fēng)管的粘接口是L型結(jié)構(gòu)，粘接面積等于風(fēng)管板厚度的兩倍。并形成了抗拉和抗剪切兩個(gè)力。湖北大學(xué)圖書館實(shí)驗(yàn)證明15000Pa風(fēng)壓粘接縫不開裂，除專用膠的粘接強(qiáng)度高外，L型粘接結(jié)構(gòu)也是很重要的保證。

節(jié)能   鐵皮風(fēng)管漏風(fēng)量達(dá)到10%，冷熱橋能量損失5%，合計(jì)能量損失15%。機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管采用專用膠粘接，基本不漏風(fēng)。風(fēng)管不需要外保溫，能量損失小，至少可以減少能量損失13%。按風(fēng)管每m²運(yùn)行耗電0.15kWh計(jì)算，年耗電1296kWh/m²×13%=168.48kWh/m²。年使用玻鎂復(fù)合風(fēng)管1億m²計(jì)算，風(fēng)管每年運(yùn)行節(jié)能168.48億kwh，同時(shí)為用戶節(jié)約1/8的風(fēng)管運(yùn)行成本。

安裝更方便  鐵皮風(fēng)管法蘭增加了風(fēng)管高度，減少了室內(nèi)凈空高度。機(jī)制玻鎂復(fù)合風(fēng)管采用無法蘭、對(duì)口、縱向、錯(cuò)位連接，不但增加室內(nèi)凈空高度，節(jié)約法蘭，而且美觀。

壽命更長  鐵皮風(fēng)管在潮濕環(huán)境下，使用壽命7年左右，在干燥環(huán)境下，使用壽命大于15年，按平均使用壽命11年計(jì)算。玻鎂復(fù)合風(fēng)管的使用壽命超過20年，接近于鐵皮風(fēng)管兩倍，節(jié)約投資成本50%。浙江天仁風(fēng)管有限公司用氯氧鎂水泥生產(chǎn)通風(fēng)管道已經(jīng)有18年，18年前生產(chǎn)的無機(jī)玻璃鋼風(fēng)管現(xiàn)在仍在繼續(xù)使用，時(shí)間證明了玻鎂風(fēng)管的耐久性。寧波雅戈?duì)柤瘓F(tuán)在2003年使用天仁復(fù)合風(fēng)管，其中最大的風(fēng)管截面6000×2800mm,連續(xù)運(yùn)行4年多了，未出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，用戶感到滿意。

造價(jià)更低  由于機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管制作造成本及安裝費(fèi)用低于鍍鋅鐵皮風(fēng)管，與鐵皮風(fēng)管相比，可以節(jié)約工程造價(jià)10%～15%。按節(jié)約15元/m²計(jì)算，每年1億m²風(fēng)管工程可節(jié)約工程造價(jià)15億元。

表1  機(jī)制玻鎂復(fù)合板風(fēng)管與鍍鋅鐵皮風(fēng)管性能比較一覽表