1、被動式低能耗建筑氣密性措施及檢測方法與工程案例 研究篇 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心 彭夢月 摘要 本文分析了提高被動式低能耗建筑圍護結(jié)構(gòu)氣密性的設(shè)計思路、相關(guān)措施，以及氣密性測試的方法。并介紹了中德被動式低能耗建筑示范項目的氣密性測試結(jié)果及存在的問題。 關(guān)鍵詞被動式；氣密性；檢測 卓越的建筑氣密性是實現(xiàn)被動式低能耗建筑能效目標的核心要素之一。提高建筑氣密性的好處：1、提高建筑能效，減少建筑通過圍護結(jié)構(gòu)縫隙散失的冷熱量；2、避免因潮氣入侵，凝結(jié)在建筑構(gòu)件上產(chǎn)生發(fā)霉結(jié)露，損壞建筑構(gòu)件；3、提高居住舒適度和質(zhì)量，提高保溫隔熱的效果，減少“穿堂風(fēng)”，顯著提高建筑隔音。我國傳統(tǒng)的建筑節(jié)能設(shè)計中
2、對于建筑圍護氣密性是不重視或完全忽略的，也缺乏有效的措施。建筑圍護結(jié)構(gòu)氣密性不等同于門窗構(gòu)件的氣密性，但氣密性較好的部件對于提高建筑整體氣密性有極大作用，但更關(guān)鍵的是用好的密封材料與構(gòu)造處理好建筑部件與建筑墻體、屋面之間的密封連接。以外窗為例，即使整窗達到了氣密、水密和抗風(fēng)壓的最高等級，如果窗框與洞口交界處無有效的密封構(gòu)造，仍然是氣密性的薄弱環(huán)節(jié)，是能量散失的主要出口。保障建筑氣密性也不是限制住戶主動開窗透氣意愿，而是在需要采暖或制冷時期，避免室內(nèi)外空氣通過建筑縫隙和漏點“無控”進行交換，造成熱（冷）量的損失或高濕度對建筑構(gòu)件的破壞。建筑的氣密性由連續(xù)無斷點的內(nèi)抹面、防水材料、密封材料構(gòu)件和密
3、封構(gòu)造共同形成。被動式低能耗建筑設(shè)計人員通常須在平面圖中標出包括裹空氣調(diào)節(jié)（采暖/制冷）空間的氣密層，明確氣密空間和非氣密空間的界限，從而提前規(guī)劃和設(shè)計可能穿越氣密層，導(dǎo)致氣密層滲漏的管線、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，盡可能減少事后補救的措施。而施工質(zhì)量在很大程度上決定了建筑的氣密性水平，是精細化施工的集中體現(xiàn)。本文將分析提高建筑氣密性的措施，氣密性測試的方法及工程案例。 建筑每層電梯間前室頂部機械排風(fēng)出口上方需要加裝可啟閉的氣密窗；電梯間深入地下非采暖空間（車庫）出口處需要設(shè)置氣密性高的被動房專用門。 2、重視抹灰對提高建筑密封性的重要性 對于實心墻體，建筑基墻從上到下、門窗洞口進行無斷點的抹灰處理；對于輕
4、質(zhì)結(jié)構(gòu)（木結(jié)構(gòu)墻體、屋面等），應(yīng)在內(nèi)測安裝氣密膜或氣密板以形成氣密層。燃氣開關(guān)箱或電配箱在安裝前抹灰，安裝后存留的狹孔和槽口用灰漿填實。（圖1，2，3） 圖1 氣密性插座 圖2 電纜線孔密封 一、提高建筑氣密性的措施 1、妥善處理不采暖空間與采暖空間的氣密性 我國高層建筑中，樓梯間和電梯間一般布置在建筑平面內(nèi)部空間，這兩部分通常是氣密性處理難點，因為樓梯間頂部和深入不采暖空間的底部難以密閉，需要高氣密性的門窗。處理方法有兩種。方法一，將不采暖樓梯間布置在采暖空間外，從基礎(chǔ)處與建筑主體斷開。方法二，將樓梯間包含在氣密層層內(nèi)，著重考慮進入樓梯間的單元門、樓梯間頂部以及伸入不采暖地下空間的底部處理。
5、對于單元門需要安裝氣密與保溫一體的被動房門；居住 圖3 木結(jié)構(gòu)屋面連接處氣密層薄膜 3、加墻門窗洞口的密封構(gòu)造 窗（門）框與窗（門）洞口之間凹凸不平的縫隙填充了自粘性的預(yù)壓自膨脹密封帶，窗（門）框與外墻連接處必須采用防水隔氣膜和防水透氣膜組成的密封系統(tǒng)。室內(nèi)一側(cè)采用防水隔氣密封布，室外一側(cè)應(yīng)使用防水透氣密封布，從而從構(gòu)造上完全強化 了門窗洞口的密封與防水性能。與傳統(tǒng)泡沫膠相比，此類密封布 特別關(guān)注 The Special Focus 被動式房屋示范 具有不變形、抗氧化、延展性好、防水透汽性能好、壽命長等特點。（圖4） 圖4 窗戶密封構(gòu)造 4、防止密封平面被穿透 采用專用構(gòu)件連接和密封處理或設(shè)置
6、專門的安裝平面。如穿墻管道與電線的密封，將管道或電纜放置在專用的氣密性套環(huán)里，套環(huán)帶有自粘性的防水密封布，可以粘貼在墻上。防水密封布上再進行抹灰。如果采用不同尺寸的氣密性套環(huán)，則可以減少裁剪密封布的工序，使安裝更簡潔、專業(yè)、易操作，洞口處理更平整清潔。（圖5） 圖5 穿墻管線密封 二、建筑氣密性測試方法 發(fā)達國家從20世紀80年代就開展了這方面的研究，目前已經(jīng)有較成熟的建筑圍護結(jié)構(gòu)氣密性的檢測技術(shù)和全自動化的檢測設(shè)備。美國、加拿大、中北歐、英國已廣泛將氣密性測試系統(tǒng)應(yīng)用到建筑節(jié)能領(lǐng)域中。國內(nèi)側(cè)重于對單一建筑構(gòu)件(如外窗、外門)等檢測方法的研究，但對建筑整體性的氣密性測試，雖然有一定的研究，但無
7、強制性驗收要求，檢測實踐少。在某些國際合作的建筑節(jié)能項目中，國內(nèi)項目執(zhí)行方也按照國際慣例對建筑圍護結(jié)構(gòu)進行了氣密性測試，但總體而言，國內(nèi)在這方面的能力建設(shè)滯后，自動化設(shè)備依靠進口。 在檢測建筑物或住房的氣密性方面，“鼓風(fēng)門測試法”在國際上得到了普遍認可。測試時將鼓風(fēng)機安裝在窗洞或門洞中并保持密封。根據(jù)鼓風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)方向不同，建筑物內(nèi)部和室外空氣之間將產(chǎn)生超壓或負壓形式的壓力差。為保持這種壓力差，鼓風(fēng)機需要輸送 一定的風(fēng)量，風(fēng)量的數(shù)量級由建筑圍護結(jié)構(gòu)的滲漏性決定。 在一定壓力差下計算出的滲漏流量可以和不同的參考數(shù)值進行比較。例如經(jīng)常使用的n50值是以建筑物內(nèi)部空氣體積作為參考數(shù)值。n50值說明了當(dāng)
8、室內(nèi)外壓力差為50帕斯卡（Pa）時，整個建筑物內(nèi)部空氣體積在一小時內(nèi)的交換次數(shù)，每小時的空氣滲透量占建筑總內(nèi)部空間的比率。換氣次數(shù)按 N=q/v計算，其中q為空氣流量，v為建筑換氣體積。德國的氣密性測試方法是依據(jù)標準EN13829。標準規(guī)定，無通風(fēng)及空調(diào)設(shè)施的建筑，n50 3.0 h-1；有通風(fēng)及空調(diào)設(shè)施的建筑，n-150 1.5 h。被動房，n50 0.6 h-1。 在北歐國家，由于冬季更寒冷，對建筑氣密性要求更高，如瑞典，建筑氣密性規(guī)定n50 0.3 h-1。 表1 歐洲典型國家低能耗建筑氣密性規(guī)定國家氣密性n50 瑞典低能耗建筑-被動房0.3h-1零能耗建筑0.3h-1挪威低能耗建筑1.
9、0 h-1被動房0.6 h-1丹麥 低能耗建筑1級 1.5 h-1 (BR08)低能耗建筑2級 1.5 h-1 (BR08)被動房0.6 h-1 (參照德國PHI)芬蘭低能耗建筑 0.8 h-1被動房 0.8 h-1 德國低能耗建筑 1.0-1.5 h-1被動房 0.6 h-1奧地利 -1 低能耗建筑（國家資助）自然通風(fēng)： 3 h機械通風(fēng)(無熱回收系統(tǒng))： 1.5 h-1被動房（國家資助） 0.6 h-1瑞士 Minergie-P/ Minergie P-ECO 0.6 h-1英國被動房 0.6 h-1 （參照德國PHI） 1、 測量設(shè)備及測試準備 一套測量設(shè)備通常由以下部分組成： (1)一個
10、可調(diào)節(jié)的安裝框架，安裝在建筑圍護結(jié)構(gòu)最靠近中央的洞口（例如進戶門、陽臺門或露臺門或窗戶）； (2)一個遮罩，借助其可以將安裝洞口也氣密地密封起來；(3)一臺鼓風(fēng)機，內(nèi)置在遮罩的一個開口中； (4)一個壓力測量箱，用于測量建筑物內(nèi)部和外部的壓力差；(5)一個用于確定鼓風(fēng)機所輸送的空氣體積流量的裝置（例如依靠鼓風(fēng)壓力或鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速）。 氣密性測試前，應(yīng)測量室內(nèi)外空氣溫度及風(fēng)速。檢測三層或 三層以下的建筑物，應(yīng)測量離地1.5m處的風(fēng)速。如果距離建筑物10m之內(nèi)，其迎風(fēng)向的平均風(fēng)速超過6m/s，檢測工作不得進行。 測試前應(yīng)封閉建筑圍護結(jié)構(gòu)，關(guān)緊門窗，檢查門窗存在的縫隙或漏點，用密封膠布封嚴，測試區(qū)域內(nèi)部
11、門窗（不與外部連通的門窗）完全打開。把墻上所有通向室外的通風(fēng)孔封嚴，把所有與戶外連接的管道閥門系統(tǒng)部件用膠紙等密封，關(guān)閉新風(fēng)系統(tǒng)。廚房里的排煙孔及抽油機的排煙孔均應(yīng)堵塞，室內(nèi)排水系統(tǒng)的水封管應(yīng)灌水。 建筑項目中通常使用帶有石膏板的遮蓋物。為了更好地定位并解決在石膏板遮蓋物背后的氣密層區(qū)域中可能出現(xiàn)的滲漏情況，在氣密性測試之后才能安裝這些遮蓋物。因此密封薄膜在測量期間是不受保護暴露在外的，在負壓情況下有可能由于吸力效應(yīng)而導(dǎo)致對薄膜層的損害。所以在這種使用情況下，必須經(jīng)過極為仔細的計量并且以較低的壓力等級才能進行負壓測量。 如果只對保溫建筑圍護結(jié)構(gòu)以內(nèi)的一部分進行測量（例如一幢多戶住宅中的一套住房
12、），則必須確保在檢測區(qū)域及相鄰區(qū)域之間沒有發(fā)生溢流。由于建筑原因，建筑物的多個區(qū)域往往通過安裝井、貫通的地板結(jié)構(gòu)及屋頂結(jié)構(gòu)連接在一起，因此局部測量只能在極為謹慎的準備工作之后才能實現(xiàn)。 被動式低能耗建筑氣密性測試通常為兩次，第一次是竣工后，進行初次測試，排查漏點；第二次是在精裝修以后，進一步查勘裝修對氣密層造成的破壞，并及時補救。（圖6） 圖6 鼓風(fēng)門設(shè)備安裝及測試2、測量方法 利用風(fēng)機調(diào)節(jié)空氣流量，使微壓計顯示出所要求的室內(nèi)外壓力差。待試驗穩(wěn)定后，分別記下30、35、40、45、50、55、60帕正負壓差及其對應(yīng)的空氣流量。在每個壓力等級下均要讀取輸送風(fēng)量的數(shù)據(jù)。以壓差為50帕?xí)r的平均換氣次
13、數(shù)值作為建筑物空氣滲透性能的度量標準。 在大型建筑內(nèi)部進行測試時，需要多臺設(shè)備同時運作，這些設(shè)備可以分別安裝在不同的門洞和窗洞上。同樣也可以使用氣密木板 (OSB)或者氣密薄膜搭建一個大型的框架，把多臺鼓風(fēng)機安裝在一起。所有的設(shè)備應(yīng)用計算機進行控制，如TECLOG Multi-fan。 測試所需的風(fēng)機數(shù)量由每小時換氣次數(shù)n50 的設(shè)計值（預(yù)期值）決定。我國常見的居住建筑，單體一般在10000平方米左 研究篇 右，15到20層。根據(jù)鼓風(fēng)機的功率和室內(nèi)空間大小，一般需要至少24 臺設(shè)備。在會場大廳或廠房等大型空間內(nèi)進行測試時，需要將多臺設(shè)備組合使用，以達到50Pa的壓差 在大型住宅建筑項目中，也可
14、以采用分層或分戶的方式進行氣密性測試。在這種情況下，需要至少抽取20%的房間作為樣本，其中必須從頂層，標準層和首層分別抽取三套房進行測試。為了更好地測試建筑氣密性，最好要對住宅的樓梯間進行測試。 3、滲漏定位 為了能夠確定滲漏點的位置，原先的檢測之后接著將再次制造約為50帕的建筑物壓差，從而可以明顯感覺到通過建筑圍護結(jié)構(gòu)滲漏點流入或流出的空氣。檢測人員借助所謂的煙管、打火機或風(fēng)速測量計，可以使?jié)B漏點變得可見。排查的漏點主要包括門窗鎖點、門窗型材邊縫、鉸鏈、開關(guān)插座、地漏、線纜孔、排風(fēng)管等。根據(jù)和委托方簽訂的協(xié)議，檢測單位會編制一份滲漏情況記錄并附上照片可能還有紅外成像圖片，以便以后明確地確定滲
15、漏位置。 三、建筑氣密性測試工程案例 由德國能源署與住房城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心共同實施的中德被動式低能耗建筑示范項目目前已有四個項目拿到了中德被動式低能耗建筑質(zhì)量認證。通過的四個項目都進行了氣密性測試，其中兩個居住項目，兩個公建項目，其結(jié)果都遠遠優(yōu)于被動房氣密性的設(shè)定值n500.6（見表2），再次表明，只要精細化的施工和選材，中國依然可以建造高質(zhì)量的建筑。同時，測試數(shù)據(jù)表明：裝修對建筑氣密性仍然有影響或一定程度的破壞，往往測試結(jié)果要比裝修前略差，但仍然可以在控制區(qū)間內(nèi)，因此更需要重視裝修時的精細化施工。此外，居住建筑多是分戶局部檢測，檢測區(qū)易受相鄰的非檢測區(qū)干擾，樓梯間和電梯間氣密處理
16、較難，缺乏經(jīng)驗，因此測試結(jié)果略差于公共建筑。 表2 中德被動式低能耗建筑示范項目氣密性測試結(jié)果項目名稱 建筑氣密性測試類型建筑體積(m3)結(jié)果(n50)秦皇島“在水一方”C15號樓住宅21020.80.2-0.53哈爾濱溪樹庭院住宅27497.40.34-0.59山東濰坊之家 公建83950.19河北省建筑科學(xué)研究院科技研發(fā)中心樓 公建 48514 0.2 注：氣密性測試結(jié)果為第二次裝修后的測試結(jié)果參考文獻： 1潘支明：秦皇島“在水一方”被動房檢測實踐，建設(shè)科技2013（09）. 2錢美麗：建筑物氣密性能現(xiàn)場檢測方法，房材與應(yīng) 用，2000（28）. 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：彭夢月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心建設(shè)科技Construction Science and Technology2015(15)
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