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“被動(dòng)式建筑”：愛(ài)上建筑節(jié)能的新理由
日期：2025-05-01 23:09
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摘要：
“被動(dòng)式建筑”：愛(ài)上建筑節(jié)能的新理由
能耗只有普通房子的1/10，內(nèi)部沒(méi)有空調(diào)和暖氣設(shè)備，卻能一年四季使室內(nèi)保持25℃的恒溫；本身不消耗能量，同時(shí)還提供能量；玻璃窗非常厚實(shí)，且都是3層結(jié)構(gòu)，中間充滿(mǎn)特殊氣體，能有效隔絕熱量……
被動(dòng)房的概念始于1996年，*早建成于1999年，是每戶(hù)為90平方米的三居室，主體為木質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種房屋的建筑成本僅比普通房屋高7%，但運(yùn)行成本非常低，利用太陽(yáng)能供熱、供電，可實(shí)現(xiàn)自給自足。
事實(shí)上，作為建筑節(jié)能理念和各種技術(shù)產(chǎn)品的集大成者，被動(dòng)房是一種通過(guò)保溫和密封技術(shù)，營(yíng)造一個(gè)與外部相對(duì)隔絕的空間，將陽(yáng)光、地?zé)岷图矣秒娖?，甚至人體自身產(chǎn)生的熱量，通過(guò)能量交換設(shè)備回收和再利用的節(jié)能建筑，可以滿(mǎn)足供暖等需求，不再需要傳統(tǒng)的暖氣和空調(diào)系統(tǒng)。
當(dāng)被動(dòng)房來(lái)到中國(guó)，上海世博會(huì)成了它的展示舞臺(tái)；當(dāng)被動(dòng)房從民用住宅建筑領(lǐng)域延展到公共建筑領(lǐng)域，石家莊成了它的“歸屬地”。日前，頭個(gè)中德合作公共建筑節(jié)能被動(dòng)房項(xiàng)目在石家莊河北建筑科學(xué)研究院建筑節(jié)能中心奠基，面積為13000平方米，計(jì)劃一年后建成。它有個(gè)昵稱(chēng)是能量魔方，還有個(gè)大名叫被動(dòng)式低能耗建筑，在整個(gè)建筑的運(yùn)行過(guò)程中不消耗或極少消耗化石能源（****能源）。
據(jù)了解，一般的建筑外墻保溫層為10厘米左右，而這座被動(dòng)式低能耗建筑外墻用了27厘米的外墻保溫材料——聚苯板，靠室內(nèi)的一側(cè)墻體則采用了6厘米厚的重質(zhì)混凝土墻體材料，這使得整座建筑從地下室到頂板都被隔熱層包裹，能夠有效阻斷外界空氣與室內(nèi)空氣的交換。鼓風(fēng)門(mén)氣密性測(cè)試系統(tǒng)在上海世博會(huì)德國(guó)展廳的被動(dòng)式建筑物**被使用。
目前，大部分新建建筑用的都是中空玻璃，其多種性能均優(yōu)越于普通雙層玻璃。這座建筑的窗戶(hù)比普通建筑的窗戶(hù)多一層玻璃，用的是隔熱斷橋鋁合金型材（鋁合金中間還有隔熱層）及真空玻璃，門(mén)窗保溫性能優(yōu)越，隔聲效果和氣密性好。“我們采用的是德國(guó)技術(shù)和模具生產(chǎn)的型材，密封條與型材是嚴(yán)絲合縫的。”河北省建筑科學(xué)研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人稱(chēng)，玻璃安裝完畢后還要進(jìn)行密閉性檢驗(yàn)，就是檢測(cè)窗縫、門(mén)縫是否密閉良好且不透風(fēng)。檢驗(yàn)時(shí)將關(guān)閉窗戶(hù)，在窗戶(hù)外用鼓風(fēng)機(jī)吹氣，而在玻璃一側(cè)用鑷子夾著羽毛，如果羽毛有一丁點(diǎn)動(dòng)靜，安裝便宣告不合格。這座建筑還采用了地源熱泵系統(tǒng)，由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成，以地球表面或淺層水源為冷熱源，進(jìn)行能量交換操作。
青島中德生態(tài)園，被動(dòng)式建筑物的示范園區(qū)，我公司承擔(dān)了青島中德生態(tài)園被動(dòng)式房屋驗(yàn)收測(cè)試環(huán)節(jié)的氣密性測(cè)試服務(wù)，獲得了業(yè)主方德一致認(rèn)可與好評(píng)。
青島中德生態(tài)園，被動(dòng)式建筑物的示范園區(qū)，我公司承擔(dān)了青島中德生態(tài)園被動(dòng)式房屋驗(yàn)收測(cè)試環(huán)節(jié)的氣密性測(cè)試服務(wù)，獲得了業(yè)主方德一致認(rèn)可與好評(píng)。
另外，中德合建的西北首座被動(dòng)式建筑——“幸福堡”綜合樓被動(dòng)式建筑示范工程——已于5月在新疆烏魯木齊開(kāi)建，投資約1700萬(wàn)元，總建筑面積為7791.03平方米，預(yù)計(jì)明年8月建成。
鼓風(fēng)門(mén)氣密性測(cè)試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于被動(dòng)式建筑物、綠色節(jié)能建筑物的整體氣密性測(cè)試、換氣次數(shù)測(cè)評(píng)、泄漏源的查找。
鼓風(fēng)門(mén)氣密性測(cè)試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于被動(dòng)式建筑物、綠色節(jié)能建筑物的整體氣密性測(cè)試、換氣次數(shù)測(cè)評(píng)、泄漏源的查找。
氣密性測(cè)試技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用
[摘要] 本文對(duì)氣密性測(cè)試技術(shù)原理做了簡(jiǎn)單介紹，特別針對(duì)其在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用做了闡述。并簡(jiǎn)單介紹其與紅外熱像技術(shù)的配合以及目前歐美等地在建筑節(jié)能檢測(cè)的現(xiàn)況和趨勢(shì)，供有關(guān)質(zhì)量檢測(cè)、研究和標(biāo)準(zhǔn)制定等部門(mén)在進(jìn)行建筑節(jié)能檢測(cè)、研究和標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)參考。
[關(guān)鍵詞] 建筑節(jié)能 氣密性測(cè)試
Blower Door System Application in Building Energy Conservation
Abstract The principle of blower door testing is briefly introduced in this article particular in the application of building energy conservation. The combination of blower door testing and thermal imaging testing is also discussed. Lastly, the trend of energy conservation testing using blower door systems and other technique is presented. The aim of this article is to provide information and suggestion for experts in the energy conservation testing, research and standard setting field.
Key Words Building Energy Conservation Blower Door Testing
1. 氣密性測(cè)試技術(shù)基本原理
氣密性測(cè)試主要是透過(guò)比較被測(cè)房間（腔體）內(nèi)外的空氣壓力來(lái)計(jì)算出房間的氣密性。測(cè)試時(shí)人工對(duì)房間增壓或減壓，造成房間內(nèi)外的空氣壓力差異，產(chǎn)生空氣流動(dòng)，然后利用流量計(jì)得到流量，從而計(jì)算出房間通過(guò)不同大小的洞流出外面的空氣量；或者利用加壓設(shè)備對(duì)被測(cè)腔體加壓，然后測(cè)試加壓到設(shè)定壓力之時(shí)間，根據(jù)公式推算出泄漏面積，從而評(píng)估出房間（腔體）的氣密性。
建筑節(jié)能領(lǐng)域中的專(zhuān)家后來(lái)將這種技術(shù)應(yīng)用到建筑節(jié)能上，帶來(lái)不錯(cuò)的效果。氣密性測(cè)試可以告訴節(jié)能專(zhuān)家房子在特定時(shí)間中泄漏了多少空氣，在寒冷或炎熱的地方，室內(nèi)都開(kāi)著暖氣或冷氣，泄漏了的空氣量等于浪費(fèi)了的暖氣或冷氣，保密性不好的房子等同浪費(fèi)能源的房子，需要改善以達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。通過(guò)空氣流量數(shù)據(jù), 專(zhuān)家們可以找出泄漏了的空氣量從而找出在能源上浪費(fèi)了多少額外**和天然資源。據(jù)歐美的一些研究指出，如果能將房間的漏氣地方修補(bǔ)好，一般住戶(hù)可以節(jié)省5-35%的電費(fèi)。
在美國(guó)、加拿大、北歐、英國(guó)現(xiàn)在已廣泛將氣密性測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用到建筑節(jié)能領(lǐng)域中，其中美國(guó)加州更指定氣密性測(cè)試為節(jié)能房子其一必須做的測(cè)試，美國(guó)能源部亦建議氣密性測(cè)試和紅外為兩種主要的節(jié)能檢測(cè)常規(guī)手段。英國(guó)和北歐亦為氣密性測(cè)試編寫(xiě)了一套應(yīng)用于建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。
3. 氣密性測(cè)試操作
氣密性測(cè)試操作簡(jiǎn)單，首先將被測(cè)房間所有通風(fēng)口，包括門(mén)窗，空調(diào)系統(tǒng)覆蓋，然后將測(cè)試儀的支板安裝在門(mén)框(不用將門(mén)拆下)( 圖一)，固定后將測(cè)試儀安裝在設(shè)定的位置(圖二)，然后利用控制器設(shè)定房間內(nèi)外希望達(dá)到的氣壓 (圖三)，啟動(dòng)系統(tǒng)，幾秒之后便可以達(dá)到所需氣壓，從而測(cè)量出空氣流出/入量，將數(shù)據(jù)輸入特別編寫(xiě)的軟件中便可得到房間整體的氣密性，再跟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如ATTMA，比較一下便可知道房間的氣密性是否達(dá)標(biāo)。操作過(guò)程簡(jiǎn)單快捷，對(duì)于一個(gè)只有一層樓的房子，有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員大概需要15-20分鐘來(lái)檢測(cè)一間房間。至于多層公寓，所需時(shí)間和儀器數(shù)量相對(duì)較多，具體要因應(yīng)公寓的設(shè)計(jì)和大小來(lái)決定。
4. 氣密性測(cè)試與紅外熱像技術(shù)
氣密性測(cè)試可以找出房間總體的漏氣量，可以為氣密性準(zhǔn)確定量，但不能很好的找出氣漏位置，除了窗邊，門(mén)縫之外，很多時(shí)候氣漏的位置在墻壁某處，一般不易被肉眼察覺(jué)。 要找出氣漏位置，傳統(tǒng)方法是放煙，然后為房間增壓，觀察煙的走向來(lái)鎖定氣漏位置。這方法的缺點(diǎn)是如果房間有多個(gè)氣漏位置，煙的走向很難將所有位置顯示出來(lái)，如果位置包括地板，比空氣輕的煙更難走向該位置，而且檢測(cè)過(guò)后不能存檔記錄，比較不方便。
紅外熱像儀的普及，令這應(yīng)用增加了一個(gè)可能性。紅外熱像儀可以吸收物體表面所發(fā)出的紅外線(xiàn)，將之轉(zhuǎn)化為帶有溫度的圖像，讓操作人員可以清楚地看見(jiàn)被測(cè)范圍的溫度分布，從溫度分布，專(zhuān)家可以推斷出樓宇隱藏的問(wèn)題，例如外墻剝落、裂縫、墻壁滲漏、節(jié)能材料施工是否到位等等，在樓宇檢測(cè)中，已成為常規(guī)檢測(cè)工具。在氣密性測(cè)試中，紅外熱像技術(shù)可以幫助定性，找出滲漏位置。原理是當(dāng)室內(nèi)氣壓和外面有偏差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生空氣流動(dòng)，空氣會(huì)經(jīng)過(guò)房間的洞流出流入，那地方的溫度由于有空氣流動(dòng)，會(huì)跟其他地方不同。 譬如室內(nèi)是充滿(mǎn)暖氣，增壓時(shí)暖氣被排到外面，那些洞由于有暖氣不斷流出，溫度便會(huì)比較高，利用紅外熱像便可捕足具體氣漏地方，如(圖四)所示。
在北歐、英國(guó)和北美洲等地已經(jīng)廣泛使用這方法來(lái)定性房間氣密性。效果很好，可以將所有滲漏位置巨細(xì)無(wú)違的展現(xiàn)眼前，又可以將圖像存檔分析，為房間的整體節(jié)能效果提供客觀，重要的數(shù)據(jù)。
5. 氣密性測(cè)試與住宅節(jié)能計(jì)劃
近十多年由于環(huán)保意識(shí)增加，石油價(jià)格上漲，歐美等國(guó)已將節(jié)能放在國(guó)家重要議題上。據(jù)統(tǒng)計(jì), 大慨40%的能源使用是在建筑領(lǐng)域，包括住宅，商業(yè)建筑物等能源應(yīng)用，比工業(yè) (30%) 和交通運(yùn)輸(30%)更多，建筑物的二氧化碳排放量亦差不多占總排放量40%，所以歐美的能源專(zhuān)家均將建筑節(jié)能放在很重要的位置。在美國(guó)、加拿大，近年來(lái)政府大力鼓勵(lì)百姓關(guān)心自己房子的節(jié)能效果，在美國(guó)不同的州均對(duì)商用和民用房屋有不同的節(jié)能要求，并制定政策和獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃鼓勵(lì)市民將房屋改善以達(dá)到節(jié)能要求。 因而出現(xiàn)了很多建筑節(jié)能檢測(cè)公司為客戶(hù)評(píng)估房子的節(jié)能狀況，這些公司各自因應(yīng)政府的政策制定能源審核(Energy Audit)計(jì)劃，利用氣密性測(cè)試、紅外熱像技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和節(jié)能效果分析軟件再加上檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)為客戶(hù)分析節(jié)能狀況和提供改善建議。 一般來(lái)說(shuō)客戶(hù)會(huì)先填一份關(guān)于房子結(jié)構(gòu)及材料的問(wèn)卷，檢測(cè)人員再因應(yīng)需要為客戶(hù)做氣密性和紅外熱像測(cè)試，然后將所采集到的所有數(shù)據(jù)輸入電腦，軟件便會(huì)為房子不同部份提供分析，告訴客戶(hù)具體節(jié)能狀況并模擬更換隔熱材料或作其他修補(bǔ)后，可為客戶(hù)節(jié)省多少**。報(bào)告被存放在網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)，客戶(hù)可以隨時(shí)翻閱，并自行擬定不同維修方案，以作比較。由于檢測(cè)成本低，儀器方面只需要?dú)饷苄詼y(cè)試系統(tǒng)和紅外熱像儀 (圖五)，時(shí)間只需數(shù)小時(shí)，因而價(jià)格相宜，為客戶(hù)提供的數(shù)據(jù)則可幫助客戶(hù)節(jié)省可觀的費(fèi)用，因而愈來(lái)愈受歡迎。
6. 總結(jié)
房屋氣密性作為建筑節(jié)能中其一重要參數(shù)已為廣泛認(rèn)定，氣密性系統(tǒng)可以快速地為房子的氣密性定量，而紅外熱像系統(tǒng)則可以為氣密性定性，兩種技術(shù)配合可以具體的將整個(gè)房子的氣密性展現(xiàn)眼前。 氣密性系統(tǒng)所需成本低，檢測(cè)程序容易，需時(shí)少，已成為歐美等地建筑節(jié)能檢測(cè)公司的常規(guī)配備。隨著我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的要求日益提升，在可見(jiàn)的將來(lái)氣密性測(cè)試必定會(huì)和紅外熱像一樣，成為判定房子建筑節(jié)能狀況常規(guī)手段。