【第五課】氣密性  低成本多層被動式住宅

1 概述

采用密封特別好的建筑物外表達到的高氣密性可以：

 ? 降低由縫隙導致的熱損耗（縫隙漏風）；

 ? 保障新風系統(tǒng)的高熱回收功能。

同時可以減少以下的缺點：

 ? 在構(gòu)造上的不密封處，室內(nèi)的溫濕空氣由對流作用向外，以致在構(gòu)造上結(jié)露并導致潮濕引起的損壞；

 ? 竄風現(xiàn)象和在建筑物構(gòu)件的外表上由氣流從外向內(nèi)穿過引起的結(jié)露現(xiàn)象。

密封面和氣密面是有本質(zhì)區(qū)別的，兩者都對建筑物的正常的功能運作有重要意義，針對其干凈利落的施工有三個基本點需要遵守：

 ? 表面

 ? 建筑構(gòu)件間連接、

 ? 穿透部位。

如果外層的防風面施工有疏漏，則保溫層亦可能產(chǎn)生過風效應。保溫層的隔熱效果會由于其中流動的冷空氣明顯減弱。如果室內(nèi)面氣密性不佳，則導致室內(nèi)空氣中的濕氣滲入隔熱層，進而引起潮濕帶來的各種損害。如果兩層均有損壞，則會引起大規(guī)模的不密閉和更高的氣流滲透性，對建筑物部件的隔熱帶來巨大損害。

2 防風面

剪力墻建筑的外墻抹灰起到了防風作用，在輕構(gòu)造建筑和屋頂部件中可使用薄膜或者在相應的位置粘貼板材來防風，根據(jù)（防水層）構(gòu)造的基本準則“由內(nèi)向外引導蒸發(fā)”，故防風薄膜須透氣。

3 氣密面

氣密性（定義）是由包裹整個供暖制冷或者室內(nèi)通風條件下的室內(nèi)環(huán)境唯一氣密表皮組成，是氣密表面與氣密節(jié)點的統(tǒng)一體。

室內(nèi)側(cè)的氣密性面比如說是墻體內(nèi)層的抹灰實現(xiàn)的，輕質(zhì)構(gòu)造建筑以及屋頂?shù)臍饷軐觿t用適合的密封膠帶與粘貼相應的密封板材或者薄膜構(gòu)成。

對于各種構(gòu)造的連接點：建筑構(gòu)件如門窗，還有穿透部位：如排風、電和潔具系統(tǒng)的安裝點位必須達到氣密要求。氣密層必需由耐久材料制成的。

以下為被動式建筑的表皮應達到的氣密性限值：

在50Pa壓強的檢測壓差條件下，換氣次數(shù)率（n50值）不應超過0.6h^-1。較大的建筑物能輕易達到一個較好的n50值，因此對于較大的建筑物，對于其應追加確定針對描述外皮質(zhì)量的q50值。

氣密性設(shè)計如下概述：

仔細規(guī)劃設(shè)計才能得到一個好的氣密性目標。所有的鋪設(shè)和連接節(jié)點均應周全考慮。例如外置電線盒的節(jié)點設(shè)計，或入口大門的型材選擇或排查門斗的氣密性。特別重要的是氣密性的持久性，例如在輕質(zhì)構(gòu)造中經(jīng)常采用沒有達到要求的膠帶粘貼氣密薄膜。剪力墻構(gòu)造中管道、電線以及留洞的氣密性也相當重要。

在測量整幢建筑的氣密性之前，可先選擇一個樣板公寓來測試，其優(yōu)點在于，其n50值應遠低于所設(shè)定的整體建筑限值，目的是得到余量緩沖。

無關(guān)乎建筑整體n50值達標，首層與頂層公寓中n50≤0.6h^-1必須達標。

為避免居住單位與樓梯間之間的不必要的對流，公寓入戶門的消音處理通常也能避免非預期的對流。

地下室、前室以及地下車庫的門和防排煙口，或其他屋頂出入口所要求的氣密性要求也很重要。在多層建筑中，由底層與頂層不同的壓力關(guān)系在樓梯間形成的拔風效應，可能引起非預期的高滲透換氣率。此處在氣密測試中要特別注意，即使在氣密性測試達標的情況下，也不允許放過任何可能的疏漏。

某項已經(jīng)通過氣密性測試的結(jié)果并不意味著排除建筑物制損可能，點狀疏漏會引起該部位整體崩潰，因此在氣密測試中要注重排查疏漏。

4 電梯

在安裝電梯的建筑物中，電梯井要求通風。此要求通常是在屋頂?shù)拈_口來實現(xiàn)的，而對于被動式建筑，屋頂是整個“隔熱表皮”的延伸，必須避免開口。其所要求的氣密性在電梯環(huán)節(jié)上也要達標，在必須進行開口的時候，則通過在防火閥施加保溫和密封來達到要求，否則需要將其附加的熱損耗列入計算。比如以下實例：

一個出屋面通風口的橫截面在滿足大部分建筑規(guī)范的情況下，最少為豎井橫截面的1%面積。如一個豎井橫截面面積為1.70m×1.80m，需要約306cm²，或約17.5cm×17.5cm的開口，而這個開口按照其大小約造成600m3/h裂縫空氣流量，即表示空氣換氣率將由預計的n50＝0.4h^-1增長至n50＝0.63h^-1。而被動式建筑禁止逾越的最大換氣率為n50＝0.6h^-1。除此之外還會引起約0.02kWh/m²a的輻射損失。

奧地利目前正針對此現(xiàn)象編寫規(guī)范：

與不同防火分區(qū)連接的電梯，應位于一個封閉的、有完整墻體的電梯井內(nèi)。其上方與外部環(huán)境接觸的開口尺寸最小應為其電梯井水平截面面積的1%。對于裝卸貨平臺位于樓梯間并有完整封閉墻體梯井的電梯應符合同樣的要求。

此種情況允許選用結(jié)合室內(nèi)新風控制系統(tǒng)。對于有開口的電梯井（開口大小超過1%電梯井的橫截面面積）或者玻璃間有空隙的玻璃電梯井，則不一定要求直通室外的開口。針對火警，在電梯井上方末端設(shè)置一個與外界直通的燃燒排煙閥門，約20cm×20cm。燃燒的煙霧會被閥門抽出，并由安裝在電梯頂部的消防聯(lián)動裝置控制，平時排煙閥門處于氣密狀態(tài)。

目前德國絕大部分的建筑規(guī)范中也規(guī)定，聯(lián)通室外的電梯井通風口不得小于梯井橫截面面積的1%。對于低能耗和被動式建筑的電梯通風的氣密性做法目前仍然處于討論階段。

人們正在尋找滿足電梯安裝規(guī)則95|16|EG（相當于歐盟標準EN81-1/2）的解決方案。首個嘗試是使用帶采光罩的排煙裝置，但是這個方法并不是最好的。

對于電梯井的通風，這種解決方案并不理想，因為給電梯井道供風或排風所需要的開閉周期數(shù)并不是定量。實際操作中有兩個解決辦法：

 ? 電梯井頂部的可控的通風百葉（開合百葉）

 ? 連接室內(nèi)可控的通風系統(tǒng)

目前已有初步的法律修訂：如最低換氣要求（夜晚0.3h^-1，平時1.0h^-1，高峰時段2.5h^-1，峰值4h^-1）。

此外人們也提出了在歐盟范圍內(nèi)出臺統(tǒng)一規(guī)則，特別是關(guān)于最低換氣次數(shù)的愿望。

5 電氣安裝

與傳統(tǒng)的住宅建筑不同，被動式建筑中所有的公寓電器安裝均需要滿足防風和氣密性的特別要求。尤其是對于隔熱外表，及氣密外表的施工。

剪力墻結(jié)構(gòu)建筑的水平電纜/電線的鋪設(shè)中應盡量將管線在熱/氣密外殼上分散鋪設(shè)，從而盡可能減小在外殼上面必須的穿孔面積。通常來說，只有不可避免的管道才被允許穿過氣密層，且盡量每個套管內(nèi)部只有一條電纜，同時穿過氣密層的套管不可以捆束。

目前氣密性的水平電纜施工分為RDS-施工（內(nèi)含適用于高要求密封材料的鰭管）或使用包括密封部件的套管（防高壓水滲透并氣密）或者使用包含特殊表面接口的防水電纜盒（其氣密性目前尚無實際驗證）。不推薦使用砂漿灌注，其構(gòu)筑而成的氣密面并不牢靠。

剪力墻建筑的垂直電纜鋪設(shè)應使用細骨料混凝土澆灌，因要求與中央計電表相連通，相當數(shù)量的管道需要穿過氣密性層，這增加了向地下層管道施工的難度。為確保氣密性需要用到相應的模板（注意：套管不可以捆束）。在電纜施工穿透輕質(zhì)墻體時，應使用塑料質(zhì)軸圈（密封圈）。

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，電線盒被預埋安裝在模板里聯(lián)體澆筑。這保證了墻體和電線盒之間不會產(chǎn)生氣密性問題。在砌體結(jié)構(gòu)中，在外墻上直接使用氣密性的電線盒。與傳統(tǒng)電線盒相比，氣密性電線盒在開口處有橡膠密封面，此橡膠面到了工地才首次穿透，以保證其氣密性。

室外電線盒（陽臺，露天平臺）也同樣（如上所述）應使用氣密性的電線盒，套管內(nèi)壁等電線之間，應用密封硅膠密封約10cm，隔斷空氣連接以杜絕套管內(nèi)的連通可能。為確保要求的氣密性，應盡可能的采用一個套管內(nèi)僅穿過一條電纜。

6  潔具系統(tǒng)的安裝

某些情況下被動式建筑與低能耗建筑潔具系統(tǒng)的氣密性要求相符，例如水泥的灌注。而其余情況則有特定的施工要求。

7  通風管道

管道垂直鋪設(shè)時，管道與樓板的間隙需要澆筑封堵（見圖七），在機電設(shè)計時要注意防止軸向位移，通過束緊絕緣層，例如用系電線的帶子在兩處捆綁，再進行水泥灌注會很有幫助。

水平管道的鋪設(shè)由墻套來實現(xiàn)的。墻套與保溫之間連接的氣密性是由膠帶完成的（見圖八）。在管道的螺旋風管外則粘貼有約1m長的保溫。這并不是出于保溫的原因，而是保溫材料的表面比管道表面來得更加均勻，所以更適合于氣密的連接（結(jié)合）。

圖七　穿過鋼筋混凝土板的垂直氣密管道施工

圖八　穿過鋼筋混凝土墻的水平氣密管道施工（機器裝置在熱區(qū)域）

8 氣密性測試

建筑物的氣密性是通過一個稱為“Blower-Door-Test”的測試完成的。該測試在測試氣密性的同時也對漏氣處進行定位。沒有達到氣密的建筑物表皮存在以下兩個缺陷：

 ? 首先這會導致?lián)Q氣次數(shù)的增加，即漏氣量。導致室內(nèi)外不同的壓力狀況，造成氣熱能流失進而采暖能耗上升。

 ? 其次這些疏漏處帶來尤其在冬天較大的致?lián)p風險。由室內(nèi)漏出的溫暖潮濕空氣可能在外部的建筑構(gòu)件上產(chǎn)生結(jié)露。此潮氣不僅會妨礙外部建筑構(gòu)件保溫層發(fā)揮正常功效，且破壞構(gòu)造上無防潮措施部分的狀態(tài)。在其結(jié)構(gòu)的迅速老化之余，特別是在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中通常會產(chǎn)生出可見性的損害，通常表現(xiàn)為濕斑點和霉菌的形式。保溫材料的受潮部分自然會通過濕導熱性的提高引起額外的顯著熱損失。

氣密性壓力測試實施時，必須保證其所有的密封部位的施工可到達性，以保證可對測出的疏漏部分進行補救。具體表現(xiàn)在：

 ? 地面砂漿層尚未施工；

 ? 外墻保溫尚未施工；

 ? 在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中的外完成面尚未安裝，水汽阻尼層和水汽隔絕層未被覆蓋；

 ? 起到密封作用的水汽阻尼、水汽隔絕層及密封層應在壓力測試之前完工；

 ? 建筑物內(nèi)公寓及所有門應該打開；

 ? 要求氣密的設(shè)備穿墻部位必須施工可到達性。

在“Blower-Door-Test”測試過程中，于建筑物的某個開口處安裝電動鼓風機來產(chǎn)生持續(xù)性正壓或負壓，其產(chǎn)生的空氣流動，幫助人們借助人工煙霧找到氣密層的缺口，并使用一個風速測試儀來定量。

值得推薦的是，可以先選擇一個居住單位來測試，并且以此確定，窗戶的密封性是否是達到施工標準。以在其它的窗戶尚未氣密性安裝之前，就對氣密性可能出現(xiàn)的問題進行預判。接下來是整個被動式建筑的測試，不再是以居住單位而是對整個建筑物為對象。

一個特例是有外廊的建筑物。其氣密體積的計算無法實際測量。對此必須使用相應的居住單位數(shù)目來測量氣密性。通常在氣密層構(gòu)件完工之后才進行一次氣密測試。

測試方法是通過n50值來計算的（壓力差方法，例如采用市面常見的Blower-Door-設(shè)備）。根據(jù)EN13892[建筑物的熱能反應-建筑物的空氣通過性-壓力差方法（ISO9972:1996修訂）]。此EN規(guī)定適用于建筑物或者建筑物部件。

特別重要的是，氣密層及實測數(shù)值與計算取值的所在位置及采樣數(shù)據(jù)要匹配。

上述氣密性要求可以抵御因密封性不足所導致的構(gòu)件損壞，例如在不氣密處可能形成的點狀漏氣。

使用上述的壓力差方法并不能測量出空氣的滲透率，其僅僅是測量在具體的條件下（實際的空氣壓強差50Pa）的空氣滲透情況。但是此方法的測試結(jié)果亦可用于空氣滲透計算上的評估。對于空氣滲透率的直接測量需要采用其他方法。

本文摘自建學叢書增刊《低成本多層被動式住宅》，綠色建筑研習社已取得本書連載授權(quán)，轉(zhuǎn)載必究。建學建筑與工程設(shè)計所有限公司致力于綠建及超低能耗建筑設(shè)計，現(xiàn)已建成和在建PHI認證標準項目共4項。

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