引言

通风百叶窗广泛应用于暖通空调系统和建筑门窗幕墙，也是其构成的一部分，但是在实际应用中往往被忽略或者没有给出足够的时间设计和进行恰当的考虑。

 

通风百叶窗的核心性能是通风性能，通风性能不良的百叶窗会造成风机负荷过高，无法正常工作或者严重降低效率、增加能耗。

多数百叶供应商和门窗幕墙设计、施工、顾问单位甚至包括很多机电工程师对百叶窗通风性能没有正确认识；当考虑压降、防雨、声音传输损失和防台风等特性时，百叶窗的设计选择变得更加复杂。

本文对如何正确选择百叶窗进行了初步总结，供读者参考。

#1 通风百叶窗的选择

在国外，百叶窗通常是由专业的百叶窗供应商提供，每一款百叶窗都有详细的性能信息供客户选择使用。 机电工程师根据暖通系统的计算确定通风性能指标，承包商提供百叶窗参数，建筑顾问审核确认。

百叶窗按照通风性能以外的附加性能可分为：普通通风百叶窗、防雨通风百叶窗、消声通风百叶窗，防沙通风百叶窗等。

其中普通通风百叶窗和防雨通风百叶窗应用最为广泛。下面着重介绍这两种百叶窗的选择。

为了方便读者理解通风性能，在此介绍三个基本概念：

• (1)压降：是指气流通过百叶窗时，在百叶窗两侧形成的压力差；

• (2)通风面积(也称开口面积)：是指气流能穿过百叶窗的最小面积。普通矩形百叶窗通常为中间所有两相邻叶片最小距离之和，加上顶端叶片到顶框最小距离，再加上底端叶片到底框最小距离的总和，乘以两边框之间最小距离所得的乘积。

• (3)通风系数：是指在同一压差情况下，通过百叶窗的实际通风量与通过窗洞口的理论通风量的比值。通风系数可以通过单一系数衡量百叶窗的通风性能，因此作为百叶窗的性能分级指标。

表1 国家标准《建筑用通风百叶窗技术要求》通风性能分级

下面简单介绍如何在种类繁杂的百叶窗系列中遴选适合自己需要的百叶窗的步骤。

最常见的方法是压降法，另外一种是根据通风系数直接进行计算。压降法根据静态防雨性能确定百叶窗尺寸步骤如下：

 

#2 百叶窗选择示例

根据百叶窗性能的要求选择百叶窗的方法也不尽相同，本文选择了三个案例方便理解。

例1：针对空气性能压降的百叶窗选择

通过压降法确定通风性能。设计条件：流量为22940 m3/hr，允许最大压降为42 Pa，确定百叶窗的尺寸。压降曲线见图1。

 

从图1可以看出，对于42.2 Pa的压降的通风区流速为4.8 m/s。

 

因此，需要通风区面积至少为1.33㎡的百叶窗。根据表2，选择尺寸为2.1 m×1.2 m的百叶窗可以满足这一要求；其他满足最小通风面积要求的尺寸也可以采用，例如1.5 m×1.8 m。

表2 某款百叶窗通风面积（通风面积单位为m2；高度、宽度的单位为m）

例2 ：针对静态防雨性能来选择百叶窗

(1) 静态防雨性能

是在雨滴在百叶窗前垂直落下的同时风机吸风，雨水渗入时的通风区流速作为性能指标，是不分级的。

实验时把1220 mm×1220 mm的百叶窗安装在一堵墙上，在墙处模拟一定量的雨量往下掉，测试风机吸风时多大通风面积流速下雨水开始渗入到室内。

在实验条件下，没有考虑自然条件下实际雨量的大小、百叶窗安装位置、以及墙面风压等因素的影响。

该测试类似于一个温和的不至于影响人的睡眠的春雨。许多暴风雨要比测试条件更猛烈。也就是说即使按照静态防雨性能选择了正确的百叶窗，在暴风雨情况下也一样会渗透进雨水。

(2) 示例

设计条件：进气流量6.5m3/s，根据静态防雨性能确定最小的百叶窗尺寸。静态防雨曲线见图2。

 

图2表明，3.9 m/s是开始渗水雨点，采用3.8 m/s作为保守的通风区流速。

 

式中：
通风面积，单位为㎡；
设计流量 = 指定的体积流率，单位为m3/s；
所选的百叶窗通风区流速 = 所选百叶窗的推荐流速，单位为m/s。

根据流量6.5 m3/s确定百叶窗的尺寸为：

 

根据表2通风面积表，2.1 m×1.5 m的百叶窗适合本应用；另外可以在图1查得百叶窗压降为22 Pa。

例3：针对动态防雨性能的百叶窗选择

(1) 动态防雨性能

动态防雨性能是衡量百叶窗防暴风雨时防雨性能的指标。

试验是模拟垂直百叶方向75 mm/h的雨水量和1 m/s的风速下，百叶后面的风机同时以不同的风速吸风，测量渗漏过百叶的雨水与不装百叶时漏过的雨水的百分比(阻雨率)。

阻雨率是衡量动态防雨性能的分级指标。国家标准《建筑用通风百叶窗技术要求》动态防雨性能分级见表3。

表3  国家标准《建筑用通风百叶窗技术要求》动态防雨性能分级(降雨量75mm/h，风速13m/s)

需要注意的是虽然百叶窗外侧的雨量和风速是固定的，但是风机吸风的风速是不同的。吸风风速越高透过的雨水越多。这意味不同的吸风风速对应的动态防雨性能等级也是不一样的。

这里需要引入一个概念：百叶窗窗框内边缘包围的面积称为百叶窗核心面积。吸风的流量除以百叶窗核心面积得到的是核心面积流速。

百叶供应商会给出不同核心面积流速下的阻雨率。一般情况下都是要求核心面积流速3.0m/s或者3.5m/s情况下，对防雨百叶窗的阻雨效率或者达到的防雨等级提出要求。

(2)  示例

设计条件：已知百叶窗设计通风量6.4 m3/s，动态防雨性能3级，阻雨率95%，最大压降为50 Pa。确定满足防雨性能的百叶窗最小尺寸。

百叶窗制造商提供的信息见表4。

表4 某款百叶窗动态防雨测试数据

根据上表可知，受测百叶窗通风量180 m3/min，在核心区流速 = 3.0 m/s(即通风区流速 = 6.2 m/s)时可保证防雨效率97.5%，高于95%。

根据通风区流速确定通风区面积为：

 

再根据通风区面积确定百叶窗面积，某百叶窗通风面积见表5。

表5 某款高度为2.1 m的百叶窗通风面积表对照表

根据上表选择尺寸1.0 5m×2.1 m的百叶窗，通风面积1.13 m2，满足通风面积的需求；经查图1，压降为67.3 Pa，超出要求的50Pa。因此应当选择更大的通风面积，例如1.2 m×2.1 m，通风面积为1.31 ㎡，则：

 

再查图1，压降为47Pa ，满足要求。因此1.2 m×2.1 m的百叶窗满足动态防雨性能3级，压降小于50Pa。

#3 百叶窗选择常见的误区

3.1 百叶窗的通风面积百分比

百叶窗的通风面积百分比是反映百叶窗片疏密程度的物理指标。 不同款百叶窗通风面积百分比的大小不能直接它们通风性能的高低，需要结合压降才能确定百叶窗的通风性能。 通风系数是可以用单一系数衡量百叶窗的通风性能。

以尺寸为1220 mmX1220 mm的百叶窗为例，通风性能对比见表6。

表6 通风性能对比表

可见仅仅要求通风面积百分比(开口率)是不能明确百叶窗的通风性能的。不幸的是目前国内工程的绝大多数情况都是错误的认知。

同理，国内绝大多数工程要求百叶窗开口率不低于50%，也是没有实际意义和错误的 。百叶窗的通风面积百分比结合压降才是正确的。

没有尺寸约束的通风面积百分比也是不准确的 。同样型号不同尺寸的百叶窗的窗框投影面积占比不同，最边上的叶片排列不同，会造成通风面积百分比不同(见表1)。一般情况下默认标准1220 mmX1220 mm尺寸的百叶窗通风面积百分比。

3.2 关于动态防雨性能等级的选择

对于动态防雨性能，不能笼统的说百叶窗阻雨率是多少或者防雨等级达到几级， 还有一个重要的因素就是百叶窗核心区流速 。只有给定了核心区流速的阻雨率才有意义。

怎么选择适合工程的防雨百叶窗，要综合考虑工程的需求、应用和成本问题。一些顾问要求100%防雨效率，其实这是很不合理也是没有必要的。因为防雨通风百叶窗需要保证两个重要的指标，一个是通风性能一个是防雨性能，而两者此消彼长的关系，需要综合权衡。

一般情况推荐为，针对雨水防护要求非常高的应用(例如电气开关所在的区域)，可选性能4级(效率1到0.99)的百叶窗。这种选择可能就要牺牲一部分通风性能。

针对防雨防护较高的，少量的渗水可以忽略，或是偶尔的清理工作问题不大的话(例如带有防滴型电机的水泵或风机所在的区域)，那么推荐使用3级(效率0.989到0.985)的百叶窗。

对于大多数工程，首先是关注是通风性能而后再是百叶窗的防雨性能，防雨等级为2(防雨效率在 80%-94.9%)的百叶窗，其综合性能(通风性能+防雨性能)相对而言比较优良，在实际工程应用中也是选择最为广泛的。

因此，根据需求正确合理的选择百叶窗是关键。

#4 需要注意的细节

4.1 百叶窗通风性能

实际工程使用的百叶的叶片间距要和测试时一致才能保证和测试一样的通风性能 。根据百叶窗高度等距排列布置叶片的方法会造成性能与试验参数不符。

百叶窗的周围环境需要得到考虑。挑檐、突出、障碍物、或相邻的墙壁都会影响气流，从而对百叶窗的使用目的和通风性能造成影响和干扰。

如果空气需要通过风管从百叶窗流入或流出，那么必须采取使空气能够均匀地通过百叶窗的设计 。如果风管设计不当(例如有弯管)，那么流过百叶窗的速度分布就会不均匀，从而造成不令人满意的结果。

4.2 百叶的防雨性能

在百叶下边框安装带有汇水槽的批水板可以有效的提高百叶的防雨性能。

百叶窗实际的使用条件不可能与测试条件完全一致。百叶的静态和动态防雨性能测试都是模拟的类似于封闭的风机机房上装百叶进行通风。测试时是在比较稳定的空气流场中进行的。百叶窗背后的空间一般比测验条件大得多，百叶窗的透水量也会受到的影响。

假如我们把一个百叶窗安装在狭小的封闭的洞口上，一般会有很少的雨水渗漏；把相同的百叶窗安装在具有过堂风的洞口上，由于高速通过百叶和空气乱流的作用，雨水渗漏就会多。

静态防雨百叶窗通常是用在建筑材料和建筑内承载的物体不会受到风驱动雨漏水的损害并且不出现安全问题的情况下，用做视线遮蔽屏障。 开始透水点的自由区流速最大值为6.35米/秒，许多百叶窗设计的会在低于该流速时达到透水点。

当风速高于6.7米/秒时可能会出现明显的风驱动雨的透水现象发生，透水程度取决于空气在百叶窗后空间内的压力变化。必须在设置风机和管道的房间考虑设置地漏和防、排水。

4.3 关于动态防雨百叶窗

 

(1) 上左图这种“防风雨百叶”实际上既不防风也不防雨。在动态防雨性能测试时，这种百叶会让绝大多数雨水透过。

(2) 上右图这种人字形百叶片的动态防雨能力有限。要想获得很好的动态防雨性能的同时具备很好的通风性能，需要根据流体(空气)力学原理进行深度分析、计算、设计才能得到。而且还需要配合具有排水能力的边框才能实现有效防水。照猫画虎的百叶性能都比较有限。

(3) 谨慎的做法是在动态防雨百叶窗后设置排水措施(比如管道设置一定的外倾角度)使得少量的水容易排出。

(4) 在台风多发地区，大多数防风雨百叶窗后面需要设置地漏。

(5) 立在风中的一面墙装上百叶窗，通过的风速可能超过测试时的风速(例如3 m/s)，就无法保证不漏雨。

(6) 竖向的动态防雨百叶通常有更密的叶片间距和更好的防雨性能。

4.4 百叶窗片连接方式

最常见的铝合金百叶窗叶片和窗框连接方式是自攻螺钉连接，简单方便。对于有台风地区可以采用加强的连接。对于台风区有抗风携碎物性能要求的百叶窗，可以选择更为牢固的连接方式例如焊接。

百叶窗跟幕墙系统配合使用时，请注意不推荐使用拉铆钉固定连接铝角码，以免铝角码在受力情况对铆钉产生上撬的拉力。

4.5 百叶窗后的防虫、防鸟网

百叶窗测试都是在不安装防虫、防鸟网的情况下进行测试的。 防虫、防鸟网会对百叶窗的通风和防雨性能造成影响。

为了评估防虫、防鸟网的影响，对同样一个百叶窗进行了四次测试，一次没有丝网和三次不同丝网。详细的测试数据见表7。

表7 某款百叶窗的丝网测试

以上测试表明，丝网对百叶窗的性能有明显影响，随着选用的丝网的不同，效果也不同。丝网实际上对百叶窗的防雨性能起到了积极作用，对通风性能方面起了消极作用。它们还会因为碎屑和污物而堵塞，尤其是防虫网。不推荐在防虫网上喷漆，会显著减少通风面积。