【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(dá)到的高氣密性可以：

 ? 降低由縫隙導(dǎo)致的熱損耗（縫隙漏風(fēng)）；

 ? 保障新風(fēng)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(dǎo)致潮濕引起的損壞；

 ? 竄風(fēng)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(yùn)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(fēng)面施工有疏漏，則保溫層亦可能產(chǎn)生過風(fēng)效應(yīng)。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(dǎo)致室內(nèi)空氣中的濕氣滲入隔熱層，進(jìn)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(fēng)面

剪力墻建筑的外墻抹灰起到了防風(fēng)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(yīng)的位置粘貼板材來防風(fēng)，根據(jù)（防水層）構(gòu)造的基本準(zhǔn)則“由內(nèi)向外引導(dǎo)蒸發(fā)”，故防風(fēng)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(fēng)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(yīng)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(fēng)、電和潔具系統(tǒng)的安裝點位必須達(dá)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(yīng)達(dá)到的氣密性限值：

在50Pa壓強(qiáng)的檢測壓差條件下，換氣次數(shù)率（n50值）不應(yīng)超過0.6h^-1。較大的建筑物能輕易達(dá)到一個較好的n50值，因此對于較大的建筑物，對于其應(yīng)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(xì)規(guī)劃設(shè)計才能得到一個好的氣密性目標(biāo)。所有的鋪設(shè)和連接節(jié)點均應(yīng)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(dá)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(dāng)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(yīng)遠(yuǎn)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(dá)標(biāo)，首層與頂層公寓中n50≤0.6h^-1必須達(dá)標(biāo)。

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(yù)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(fēng)效應(yīng)，可能引起非預(yù)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(dá)標(biāo)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(fēng)。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(dá)標(biāo)，在必須進(jìn)行開口的時候，則通過在防火閥施加保溫和密封來達(dá)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(fēng)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(yù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)符合同樣的要求。

此種情況允許選用結(jié)合室內(nèi)新風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(dāng)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)，這種解決方案并不理想，因為給電梯井道供風(fēng)或排風(fēng)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(fēng)百葉（開合百葉）

 ? 連接室內(nèi)可控的通風(fēng)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(fēng)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(yīng)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(yīng)使用細(xì)骨料混凝土澆灌，因要求與中央計電表相連通，相當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yù)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(yīng)使用氣密性的電線盒，套管內(nèi)壁等電線之間，應(yīng)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(yīng)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(fēng)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(jī)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(jìn)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(fēng)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(jī)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(jìn)行定位。沒有達(dá)到氣密的建筑物表皮存在以下兩個缺陷：

 ? 首先這會導(dǎo)致?lián)Q氣次數(shù)的增加，即漏氣量。導(dǎo)致室內(nèi)外不同的壓力狀況，造成氣熱能流失進(jìn)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(fēng)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(dǎo)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(dá)性，以保證可對測出的疏漏部分進(jìn)行補(bǔ)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(yīng)在壓力測試之前完工；

 ? 建筑物內(nèi)公寓及所有門應(yīng)該打開；

 ? 要求氣密的設(shè)備穿墻部位必須施工可到達(dá)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(fēng)機(jī)來產(chǎn)生持續(xù)性正壓或負(fù)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(fēng)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(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。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(jìn)行預(yù)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(yīng)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(jìn)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(yīng)-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(dǎo)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(qiáng)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(xué)叢書增刊《低成本多層被動式住宅》，綠色建筑研習(xí)社已取得本書連載授權(quán)，轉(zhuǎn)載必究。建學(xué)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(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)項目共4項。

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