刘俊
随着我国的超低能耗建设体系日趋完善,上海开始大力发展超低能耗建筑,并相继出台了《上海市超低能耗建筑技术导则》和《建筑整体气密性检测及性能评价标准》,而建筑整体气密性是超低能耗建筑的重要影响因素。基于此,本文主要讲述鼓风门气密性系统对建筑整体气密性的检测和通过现有技术措施改善空气渗透的能力最终使气密性达到超低能耗建筑的目标值。
建筑整体气密性作为超低能耗建筑验收指标之一,直接影响和决定建筑整体节能效果。建筑整体气密性为建筑在封闭的状态下阻止空气渗透的能力,可表征整栋建筑或单个房间在正常密闭情况下无组织空气渗透量。通常采用压差法检测建筑整体气密性,即使用鼓风门气密性系统检测,以室内外50Pa压差下换气次数来表征建筑整体气密性。根据T/CECS704-2020《建筑整体气密性检测及性能评价标准》作为气密性测试的规范标准,规范要求上海建筑整体气密性每小时换气次数小于或等于1.0次。
(1)鼓风门气密性系统检测主要设备
①鼓风机:能够以规定压力范围对建筑室内施加正压和负压的装置。该系统应能在设定的压力差下提供稳定的空气流量,并可读取空气流量数值;
②流量测试装置:最大允许误差不超过±7%,应能够根据空气密度进行数值修正;
③差压计:测量范围 0 Pa~100 Pa,误差在±2Pa以内;
④温度测量仪:测量范围 -50℃~50℃,最大允许误差 ±0.5K;
⑤风速测量仪:测量范围 0.1 m/s~20.0 m/s,最大允许偏差 ±0.1m/s;
⑥钢卷尺/激光测距仪:精确至1mm;
⑦空盒气压表:测量范围 80kPa~120kPa,最大允许误差为±0.2kPa。
(2)鼓风门气密性系统检测其他辅助装置/材料:
①非透气性布基胶带;
②发烟棒、烟雾发生器;
③红外热像仪。
(1)温度和风环境
①温度测试:测试前、测试中和测试后,均应记录测量室内外环境温度,以校准空气流量:
1)测点时要防止阳光直射和风机气流影响,必须远离风机2m以上;
2)应在被测量空间中部布置室内环境温度测点;
3)应在测量之前、测量期间和测量结束后三次测量室内外温度并做记录。
②风环境:记录风速或风力,可以根据蒲福风力等级观察树木、水面等情况确定风力:
1)布置在建筑物迎风面中间处;
2)距离地面1.5m,距离墙面1m;
3)建筑高度超过24m时,需要测量顶层迎风面中间处,距外墙1m处的室外风速。
③检测条件评估
1)室外环境温度与检测空间环境温度之间的温差与检测空间净高的乘积不可以大于250m·K;
2)检测过程中室外的风速不可以大于3m/s。
(2)室内外压差的测量:
①测试前将压力测试装置短路连接,以校准其零压点;
②室内外压力差的检测点一般布置在底楼板面层;如果是较高的建筑,比较适合在测量的围护结构范围内的较高处进行室内和室外压差读取;
③检测点布点原则:
1)室内温度检测点位位置要避免阳光直接照射并距离风机2m以上不会受到鼓风机气流的干扰,;
2)室外压力检测点应避免受空气流动影响,特殊情况可在室外压力检测口处增加T形帽或带孔的盒子进行保护;
3)当室外风速较大时,将室外的末端设置到距离房屋或者其他障碍物一定距离的地方;
4)压力管不宜垂直设置,且不应设置于温差较大的区域(如阳光直接照射造成的温差较大区域)。
(3)建筑尺寸测量
①测试空间容积(Vr):待测建筑所包含的内部体积,用建筑的使用面积(地板净面积(AF):被测内部空间所有地板面积)乘以空间内净高得到。计算过程中要减去所有主体结构中的构件体积,主体结构中的预留洞口体积和内部家具体积不需要减去。
②围护结构表面积(AE):既为分隔测试空间和非测试空间(包括室外、相邻房间等)的全部围护结构的总和。计算过程中,应包含全部和测试空间接触的墙面、地面、楼屋面的面积,包含室外地坪以下的墙面和地面的面积;计算时要使用围护结构内部尺寸,不需要减去内围护结构与外围护结构相连处的尺寸。
③建筑尺寸测量结果全部记录。
(4)建筑构件启闭、临时密封等措施(表1);
表1
(5)检测点位置信息、测试方向、测试工况、环境信息等数据记录;
(6)现场拍摄建筑外立面图片、检测设备现场安装图片(图1)。
图1 检测设备现场安装图片
只有待测建筑的气密面施工和室内装修完工后才能进行测试。如果检测的目的是为了检验气密性是否符合标准中的要求,则待测建筑应已能正常使用至少满足下述要求或建筑标准中的相关要求:其一,所有窗户和外门需完成安装;其二,在测量前建筑气密性施工要已经完成;其三,各种井道和穿墙管线等必须完成密封。
(1)在测试前,应将外门、窗等关闭,且密封建筑围护结构上的所有预留孔洞、管道以及通风系统、空调系统的风口等。应注意除此之外,不应额外采取其他的加强建筑气密性的额外措施,比如临时对外墙上可能的裂缝进行封堵、对外墙上得插座进行密封等,对各种配电柜、消防设备箱等在检测时候要保持正常使用状态,不需要进行密封处理。需要注意临时密封应采用非透气性布基胶带、各种柜子门宜关闭、空间内压力应保持均匀,且内部压力变化不应超过原设定室内外压差的百分之十。
(2)密封门需安装在测试空间的建筑对外门窗洞口处,为了防止漏气,密封框架与建筑的相连的部位需要进行密封,密封框架宜安装在门洞口或者窗洞口处,密封框架与建筑相连部位应做密封处理。需注意检测设备的可伸缩框架的宽度和高度的可调节范围,从而选择合适的检测洞口。
(3)连接检测设备与电脑测试软件,对空间预测试。室内外压差应调到60Pa以上压力向室内加压或减压,检查被测建筑内部有哪些渗漏点和洞口临时密封情况,可以使用红外热像仪或发烟棒、烟雾发生器检查围护结构的渗漏源,如临时密封措施有渗漏,应及时重新密封。需注意检查过程中发现的渗漏点应保留检查影像资料(如照片、红外热像图)等。
(4)零风量下测试室内外压差:封闭风机(关闭并临时封闭风机),测量零风压下的室内外压差,读取并记录至少30s的数据;记录此时的正压差平均值()、负压差平均值()、压差平均值(),应注意30s内正负压差平均值均不应超过±5Pa,否则测试无效,如根据此条件做出检测报告,则应声明其不能满足本要求的实际情况;测试并记录此时的室内温度()、室外温度()、室外风速()及室外大气压力()。
(5)去除临时封闭风机的措施,开启风机,在压差+50Pa为中心点,分别选取5个测试工况逐个进行检测,每一个工况下获得测试压差()、空气流量(),其中选取5个工况时最低压力不宜小于30Pa(室内外压力差)且5个测试工况压力差增量在5 Pa~10Pa范围内,并记录每一测试工况下的室内温度()、室外温度()、室外风速()及室外大气压力()。
(6)第一次测试结束后,在压差-50Pa为中心点,分别选取5个测试工况逐个进行检测,每一个工况下获得测试压差()、空气流量(),其中选取的5个工况最低压力不宜小于30Pa(室内外压力差)且5个测试工况压力差增量在5 ~10Pa范围内,并记录每一测试工况下的室内温度()、室外温度()、室外风速()及室外大气压力()。。
(7)所有测试工况测试完成后,再次在零风量下测试室内外压差,并记录相关数据。
(8)当正、负压测试结果相差超过10%时,应重新进行测试。
(9)当使用软件进行自动、半自动检测时,测试压差、空气流量等信息直接使用软件采集的信息作为原始记录;当手动检测时,应将相关数据手写记录。
(10)根据检测结果计算出测试空间50Pa下的平均换气次数。
外窗的密封是超低能耗建筑气密性检测中最重要的部位之一,也是施工中最容易疏忽的环节。因外窗密封材料和施工技术不好所导致能耗损失可以占总建筑能耗损失的百分之三十到百分之四十左右。
(1)选用气密性和隔热性能较好的节能外窗
可以选用充惰性气体的中空玻璃的节能外窗(充氪气或氩气)。中空玻璃是一种以两片或多片玻璃组合而成,玻璃与玻璃之间的空间和外界用密封胶隔绝并充填气体。氪气或氩气是一种密度大于空气的惰性气体且导热系数较小。两者的相结合从而可以降低玻璃的传热系数提高外窗的气密性和隔热性能。
(2)选用密封效果好的安装方法
外窗应紧贴结构墙体外侧安装,对于窗框与结构墙体之间的接缝,宜采用预压膨胀密封带进行密封。预压膨胀密封带应与窗框同时安装,膨胀后的预压膨胀密封带可将窗框或附框与结构墙体之间的缝隙填实。建筑空间内测要做防水隔汽膜防止水汽的渗透,建筑空间外测要做防水透汽膜防止水分的进入,施工过程中必须严格控制膜与膜(搭接宽度至少100mm)、膜与窗框(搭接宽度至少15mm)、膜与墙体(搭接宽度至少50mm)搭接尺寸。建筑空间墙体内外侧与洞口边距离200mm范围内的墙面要保证光滑平整,不平整时需要用水泥砂浆进行压光处理。如果粘贴时出现脱节、翘边和起鼓现象,则要求专业队伍进行修补或重新粘贴,这些是保证外窗安装满足气密性要求的关键环节。
管道、电线穿墙的密封是超低能耗建筑气密性检测中必不可少的环节,也是最容易被忽视的环节。许多工程因管道、电线穿墙密封疏忽而导致建筑气密性的平均换气次数超过1.0,最终达不到节能效果。
(1)管道、电线穿过建筑空间墙体处需要使用防水隔汽膜和防水透汽膜进行密封。建筑空间内测要做防水隔汽膜来防止水汽的渗透,防水隔汽膜两侧分别有效粘贴在建筑空间内侧墙面上和管道壁上。建筑空间外侧要做防水透汽膜来防止水分的进入,防水透汽膜两侧分别有效粘贴在建筑空间外侧墙面上和管道壁上。施工过程中必须严格控制膜的搭接尺寸,防水隔汽膜、防水透汽膜与建筑空间墙面、管道壁的搭接宽度至少50mm且不包含洞口本身的宽度。
(2)新风系统管道通过建筑空间墙体时打眼部位需要用膨胀水泥砂浆封堵并用气密性胶带或气密性套环进行洞口封堵,封堵后建筑空间墙体内侧需要粘贴防水隔汽膜用来防止水汽的渗透,建筑空间墙体外侧需要涂三层防水来防止水分的进入。
(3)现场外窗洞口的精度要求(表2)
表2
(4)建筑空间中的补风口、新风机组与室外连通的新风和排风管应安装保温密闭型电动风阀,并与系统联动控制,保证建筑整体的气密性。
建筑整体气密性是超低能耗建筑重要目标值之一,会直接影响整体建筑节能率是否达标。鼓风门气密性系统检测是对整栋建筑或单个空间检测来确定建筑空间的空气渗漏量和确定检测空间的渗漏位置,而外窗和穿墙管线密封措施完善可以有效的提高建筑整体气密性。建筑整体气密性的提高有助于提高建筑隔音效果、提高建筑能效、延长建筑寿命、改善室内空气质量。因此我国推广建筑整体气密性检测和改善气密性措施是有重要意义的。