被動式超低能耗綠色建筑氣密性檢測及技術措施

劉云飛

(中國石油大學勝利學院 后勤服務中心，山東 東營 257061)

被動式超低能耗綠色建筑簡稱“被動房”，采用先進節能設計、新型材料、施工技術最大限度提高建筑整體結構的保溫、氣密性，降低建筑整體能耗水平。當室內外有空氣壓力差時，室內氣體通過外圍護結構和門窗滲漏到室外，導致熱量大量流失或者進入室內，降低建筑的保溫隔熱性能，增加建筑能耗。建筑氣密性通過減少建筑外圍護結構通過縫隙等散失冷熱量，提高整體結構的能效[1]，提高居住環境舒適度、降低能耗。

被動房在平、剖面設計時首先要確定氣密層位置，以限定建筑氣密空間范圍。在建筑平面圖、剖面圖中用“紅線”表示氣密層，要求整個氣密層結構是連續且閉合的[2]。為保證主要功能房間的氣密性，特殊用房，例如高層建筑的消防樓梯間、公共建筑的大型空調系統設備間等有進排風功能的房間以及屋頂設備間等非采暖空間，一般均被限定在氣密“紅線”之外。被動房氣密層唯一且禁止多道設置[3]；氣密層設計時一般放置于保溫層高溫一側，能夠有效防止室內水蒸汽滲透入保溫層，氣密層同時起到隔汽層的作用。

1 被動房相關指標

被動房建筑是舒適度極高的建筑且居住建筑的室內環境應全年處于舒適狀態，其控制性指標要求比較嚴格，必須在設計、施工等階段采取相應的技術措施(表1～3)。

表3 被動房能效指標

相對節能率為

η=(E0-E)/E0

式中，η為相對節能率，%；E0為基準建筑在規定條件下的全年供暖、供冷和照明能耗，不包含可再生能源發電，kWh/(m2·a)；E為設計建筑在規定條件下的全年供暖、供冷和照明能耗，不包含可再生能源發電，kWh/(m2·a)。

2 鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性檢測

建筑外圍護結構整體氣密性作為被動式超低能耗建筑驗收指標之一，直接影響和決定建筑整體節能效果[4]。規范要求被動房的每小時換氣次數小于等于0.6次。根據PHI的被動房認證標志，參照德國DIN4108-7-2001、DIN EN13829作為氣密性測試的標準。建筑氣密性測試應在建筑氣密面施工和室內裝修完成后進行，并以室內裝修完成后的氣密性測試結果為最終判定依據，建筑氣密性的檢測方法主要采用鼓風門法。

2.1 鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性檢測設備要求

鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性檢測設備要求包括：

(1)壓力測量裝置。0～30 Pa(0～100 Pa)，≤±2 Pa；

(2)空氣流量測量系統?！堋?%(≤±5%)；

(3)溫度測量裝置?！? K(±0.2 K)。

(4)風速測量裝置。0.1～20.0 m/s，±0.1 m/s；

(5)大氣壓力測量裝置。80～120 kPa，≤±0.2 kPa。

2.2 鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性檢測環境條件

(1)確定需檢測的建筑區域。建筑區域內有采暖、制冷或通風的區域，一般不包括閣樓、地下室或加建部分，特殊情況下與委托方確認需要檢測的范圍。居住建筑通常以戶或者單元為測試單位。公共建筑通常進行整體測試，測試時打開內部的門[5]。

(2)環境條件。環境條件包括溫差及風速。室內外溫差值和建筑物圍護結構高度的乘積不應大于500 m·K，地面風速不應大于3 m/s或氣象風速不大于6 m/s。

2.3 鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性的檢測技術步驟

(1)在50 Pa和-50 Pa壓差下測量建筑換氣量并計算換氣次數；(2)測試前關閉被測區域與外界聯通的門窗，封堵地漏封口等非圍護結構滲漏源，關閉換氣扇、空調等設備；(3)采用紅外熱像儀、發煙裝置、風速儀等確定建筑的滲漏源并做密封處理；(4)記錄室內外溫度、風速、大氣壓；(5)測試并計算得出N50和N50+，并計算平均換氣次數結果(圖1)。

圖1 鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性檢測過程

2.4 鼓風門法被動式超低能耗建筑氣密性檢測流程

(1)測試自然壓差。在正式測試前后，各做一次。將被測區域臨時密封并封閉風機，使用壓力計測試室內外的自然壓差/靜壓差≥30 s，如果平均值>5 Pa，則不得進行測試。

(2)測試時間。檢測兩次。第一次是門窗節點施工結束，內部抹面層以及其他密封措施(如管道貫穿處密封)完成后進行，排查漏點；第二次是在項目整體竣工后進行，是項目能否獲得質量標識認證的主要依據之一。

(3)測試準備。測量建筑被測區域海拔、地面面積、凈體積、圍護結構面積等基本信息；關閉空調、新風并密封所有與外界環境連通的非圍護結構滲透源；若測試公共建筑，需打開被測建筑內的內門，并在測試期間持續開啟[6]。

將風機安裝在建筑被測區域與室外連通的門、窗處，并確認測試框架與建筑連接部位密封，并連接壓力流量與電腦測試軟件。需注意檢測設備的可伸縮框架的寬度和高度的可調節范圍，以便選擇合適的檢測洞口。

(4)預測試。建議使用≥50 Pa的壓力向室內加壓或減壓，檢查圍護結構的滲漏源，如有缺陷，應詳細記錄并修補[7]。

(5)負壓測試。①測試≥30 s的初始自然壓差；②除去風機蓋，啟動風機，設定室內外壓差進行測試。每個測點的壓差增量應≤10 Pa，最小的室內外壓差應為10 Pa或自然壓差的5倍，取較大值。③單個住宅或小型建筑：最高壓差為50～100 Pa。④大型建筑(≥4 000 m3)：最高壓差至少需達到25 Pa。⑤測試≥30 s的最終自然壓差。先測負壓的目的是便于找漏氣位置，當負壓不合格時，打開鼓風機，用測風儀找漏風位置或用手感受，做相應封堵，然后做好記錄，以便后期整改。

(6)正壓測試。①測試≥30 s的初始自然壓差。②除去風機蓋，啟動風機，設定室內外壓差進行測試。每個測點的壓差增量應≤10 Pa，最小的室內外壓差應為10 Pa或自然壓差的5倍，取較大值。③單個住宅或小型建筑：最高壓差為50～100 Pa。④大型建筑(4 000 m3)：最高壓差至少需達到25 Pa。⑤測試≥30 s的最終自然壓差。

3 提高建筑氣密性技術措施——三玻兩腔Low-E中空窗戶

3.1 采用具有采光、隔熱和保溫性能的節能外窗

被動房窗戶采用三玻兩腔Low-E中空節能窗戶，玻璃間充氬氣或氪氣[8]，惰性氣體與空氣相比，密度大、導熱系數小，降低玻璃中間層熱對流，能夠降低玻璃傳熱系數，有助于改善低輻射鍍膜中空節能玻璃的保溫性能和節能效果。玻璃Ug值為0.7 W/(m2·K)，剝離間隔條為非金屬隔條，耐熱性較好。玻璃的太陽能總投射比g≥0.45，窗框通常為多腔木框架或塑料框架，填充高效的保溫芯材，整窗的U值達到0.8～1.0 W/(m2·K)。

圖2 三玻兩腔Low-E節能窗戶

3.2 節能玻璃使用地區選擇

被動房根據所建設地區的氣候特點，要選擇合理的g(太陽能總投射比)、gIR(太陽紅外熱能總投射比)。依據《民用建筑熱工設計規范》(GB50176)、《公共建筑節能設計標準》(GB50189)等國家標準，結合玻璃熱工性能參數，給出如下基本原則：①嚴寒地區?？紤]冬季保溫，宜選擇g值、gIR值均較高的玻璃。②寒冷地區：主要考慮冬季保溫，部分地區和建筑部位兼顧夏季隔熱，宜選擇g值、gIR值均適中的玻璃。③夏熱冬冷地區：主要考慮夏季隔熱，兼顧冬季保溫，宜選擇g值、gIR值低的玻璃。④夏熱冬暖地區：北區可參考夏熱冬冷地區，南區主要考慮夏季隔熱，宜選擇g值、gIR值低的玻璃。⑤溫和地區：溫和地帶分為北區、中區和南區，可根據具體情況參考夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(表4)。

表4 典型被動房用玻璃g值、gIR值及使用地區建議

3.3 窗戶安裝技術說明

為保證被動房氣體交換率N50<0.6次/h的氣密性要求，被動房窗戶選用懸掛式安裝法，建筑墻體外保溫層內鑲嵌窗框邊緣，設計采用專業密封材料：①采用整窗懸掛于墻體外表面的安裝形式，保證傳熱系數Uw≤0.85 W/(m2/k)；②窗框采用專用L型角鋼、支撐墊塊對側面、上面進行多點固定，滿足整個窗體稱重要求；③節能支撐塊應用于窗體下側，能夠輔助支撐窗體自重，減少鋼件使用，減少熱橋點；④建筑接縫的室內側使用防水隔汽膜(水蒸汽透過性極低，SD>35)(圖3)，防止能量流失，粘貼內膜時，應讓內膜有余量，不拉緊，專用膠滿涂，超出膜材邊緣5～10 mm；建筑接縫的室外側使用防水透汽膜(透濕性高，SD值為0.1)(圖4)，防止結露發霉。防水透汽膜、隔汽膜屬于特種高分子復合材料和膠粘制品；⑤L型角鋼采用專用隔熱墊片，放置于鋼件與墻體之間，起到斷橋隔熱作用，減少熱量損失；⑥窗框與保溫附框或墻體、墻體接縫、管道穿透、窗臺板邊緣等采用VITA預壓緊自膨脹密封帶處理，具有防暴雨、防風塵、隔熱、隔音等功能。

圖3 窗戶內側貼防水隔汽膜

圖4 窗戶外側貼防水透汽膜

4 結 語

建筑氣密性是被動式超低能耗綠色建筑核心要素能效目標之一，直接影響和決定建筑整體節能效果。三玻兩腔Low-E中空窗戶為新型節能窗戶，獨特的窗體設計結構，防水隔汽膜、防水透汽膜在窗戶外掛安裝的使用，提升建筑整體結構的氣密性，通過對被動房氣密性檢測技術和相關技術措施的分析，為被動房建筑運營提供重要依據，因此，在國內推廣氣密性措施具有重要的意義。