目前,中國建筑能耗約占社會總能耗的三分之一,隨著生活水平的提高,建筑能耗有繼續(xù)增長的趨勢。與之相比,歐洲國家如德國的建筑能耗占比已達40%。隨著我國建筑節(jié)能工作的不斷推進,建筑外圍護結構的熱工性能不斷提高,特別是 “被動房”、“近零能耗建筑”的快速發(fā)展,通過建筑外圍護結構溫差傳熱導致的能耗已經非常低,因建筑氣密性所造成的能耗占比就會不斷增大,建筑圍護結構氣密性逐漸成為影響建筑能耗的一個主要因素。
高氣密性的建筑不僅有節(jié)能效果,而且具有更好的防潮、防火和隔音效果,同時在阻隔室外污染物進入室內情況下開展有組織通風,可以提供更舒適環(huán)保的居住環(huán)境。因此,建筑氣密性也逐漸成為設計單位、施工方和居民關注的話題。
一、國外建筑氣密性研究現狀
EN13829標準是目前歐洲關于建筑物氣密性能的主流檢測方法標準。該標準規(guī)定了氣壓法測試建筑物氣密性能的技術指標、檢測設備、測試方法及測試報告等內容。同時建筑物氣密性檢測工作在歐洲已經開展多年,大多數國家的節(jié)能設計標準或節(jié)能法規(guī)中對建筑物氣密性能指標都有明確的規(guī)定。其中,英國、法國、丹麥等國家對普通建筑物的氣密性能有嚴格的技術要求,德國建筑節(jié)能法規(guī)中規(guī)定,普通自然通風建筑換氣次數N50≤3.0 h-1, 機械通風建筑換氣次數N50≤1.5 h-1,被動房建筑換氣次數N50≤0.6 h-1,并且該氣密性指標在未來還會繼續(xù)提高,德國未來普通自然通風建筑換氣次數達到N50≤2.0 h-1,機械通風建筑換氣次數達到N50≤1.0 h-1。歐洲典型國家關于低能耗建筑氣密性要求見上表。
二、我國建筑氣密性研究現狀
我國對建筑整體氣密性的研究起步較晚,目前提高建筑氣密性的方法主要是提高建筑外門、外窗的氣密性能,達到提高建筑氣密性的效果,而忽視了建筑圍護結構其他部位氣密性水平對建筑整體氣密性的影響。下表為上世紀我國典型建筑整體氣密性數據。
早期國內關于建筑圍護結構氣密性的相關標準基本上側重于單一建筑構件,如外窗、外門等氣密性能指標和檢測方法,如GB/T 7106-2008《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》,而建筑氣密性方面,前期僅有JGJ/T177-2009《公共建筑節(jié)能檢測標準》及北京地方標準DB11/ T 555-2015《民用建筑節(jié)能現場檢驗標準》中對建筑整體氣密性有具體要求及相對簡單的氣密性檢測方法,直至2017年,等效IOS9972:2006的GB/T 34010-2017《建筑物氣密性測定方法 風扇壓力法》標準才正式發(fā)布。
隨著國內建筑節(jié)能標準的提高,特別是以北京為代表的京津冀地區(qū)提出的80%建筑節(jié)能標準及被動房和超低能耗建筑示范項目,參考了德國被動房建筑氣密性的指標,要求N50≤0.6h-1。
三、氣密性檢測技術
目前國內外氣密性檢測技術主要為示蹤氣體法和風扇壓力法(鼓風門法)。
其中示蹤氣體法是在室內通入適量示蹤氣體,由于室內外空氣交換,示蹤氣體的濃度呈指數衰減,根據示蹤氣體濃度隨時間變化的值,計算空氣流量的方法。該方法測試條件及操作流程均較復雜,并不常用。
風扇壓力法(鼓風門法)利用一臺風機在建筑物內建立相對于戶外大氣的負壓或正壓,通過調節(jié)風機轉速建立理想的差壓( 10-100 Pa ),測量風機輸送的空氣體積流量,它和通過建筑物不密封處漏入的流量相等。該滲透流量即為衡量建筑物氣密性的標準。在正負壓條件下,以不同壓差值進行測量,通過擬合計算最終得出50Pa壓差下的體積流量,即為標準中要求的氣密性指標。該方法操作簡單實用,準確度較高,是目前常用的建筑氣密性檢測方法。此方法也可用于檢測評價外門窗的氣密性效果。
隨著我國建筑節(jié)能標準的逐步提高,超低能耗建筑的快速發(fā)展,高氣密性勢必會成為未來我國高品質建筑的必要條件。而作為評價建筑氣密性最終效果的測試方法及測試設備也應得到重視。