(上海建工集团股份有限公司,上海200000)
摘要:汉堡馆是国内建造的第一栋“被动房”(Passivehouse),其核心的理念就是通过高效的建筑围护体系来实现节能,气密性是“被动房”最重要的技术要求,本文介绍了“被动房”的设计理念和设计标准,论述气密性测试的方法,测试的标准,重点分析了气密性测试的步骤和修复方法。
关键词:被动房;气密性;测试;方法
1工程简介
上海世博园区城市最佳实践区有一座城市馆汉堡馆,官方名称为“汉堡之家”。是在中国建造的第一栋“被动房(Passivehouse)”,这是一座体现最高环保建筑科技水平的现代化商住两用建筑。汉堡馆的建筑理念是通过增强建筑围护体系的隔热隔音和密封性能,最大限度的降低整个建筑的能耗。整个建筑的能源供应来源有地热、地冷和太阳能等。同时根据上海亚热带湿润海洋性季风气候的特点,为室内新风系统设计了带热回收功能,进一步降低了单体的能耗。作为国内第一栋官方认证的“被动房”,汉堡馆采用的国际领先的节能技术理念,完美的将工作与生活融合在这一栋示范性建筑之中,在世博会结束后汉堡馆通过改建作为永久性建筑予以保留。
2“被动房”的设计建筑理念
汉堡馆作为“被动房”,其核心的建筑设计理念就是高效的节能技术首先应该依靠围护体系措施来实现,而不是仅仅通过昂贵的空调等暖通设备获取。所以,汉堡馆采用了多重复合的围护体系来实现被动节能。比如气密的建筑外部围护结构没有冷桥,有30公分厚混凝土墙构成,外覆20公分保温矿棉,以及砖墙罩面。围护结构特别保温,在冬季可以减少热损失,夏季减少冷却设备要求。东南西面窗户开孔尽可能的小,外部配有可移动式遮阴装置,滑动百叶。室内采光较大的玻璃前部朝向北面,并且是具有防紫外线照射特点。所有窗户为高保温的三层玻璃窗。窗框与混凝土墙的接缝进行气密处理。屋面为混凝土表面保温,使用砖铺砌勾缝,表面可以行走。建筑设计无冷桥,符合节能建筑标准。由于该形式的建筑通风受到控制,具有热量回收系统,因此,建筑需要最基本的能量,并且通风中热的损失最小。
剩余的能源要求主要来源于桩基的地热利用,桩基与地源热泵连接,利用现有建筑的桩基础,通过埋设水管,吸收地热产生的能量,通过管网传回室内。另外,室内新风系统配备热回收功能,通过安装在单体屋面上的通风设备,真个单体的热回收功能将达到90%,制冷热回收稍差也能达到80%。单体同时利用太阳能作为建筑主要的电力来源,单体屋面上安装有450平米的光伏太阳能板,在晴朗的天气下,这些太阳能设备能为建筑提供约80%的电力需求。
总之,除非地区的夏季高热高湿极端气候条件,冬季温度降至零度以下,否则,每年的基本能源要求限制在50KWh/m2a以下。
3“被动房”节能标准
“被动房”能耗及舒适性需要满足标准才能得到认证,具体标注如下:采暖暖和制冷标准:每平方米尽居住面积每年的有效空间能源需求不超过15KWh。初始能量标准:用于所有能源需要的初始能源需求,包括暖气,热水,家用辅助电力,每平方米尽居住面积每年的有效空间能源需求不超过120KWh。气密性标准:通过机械通风系统,满足良好的室内空气质量和热舒适性,需要对建筑维护结构进行压力测试(50Pa),其测试结果需满足EN13829标准规定的不超过0.6h-1的要求。对于当地冬季气温在0°C以上的区域,通常1.0h-1就可满足热需求。冬季房间温度的舒适性标准:在满足上述提及的能源要求的前提下,冬季合适的房间温度需保持在20°C以上。夏季房间温度的舒适性标准:在温暖炎热的季节,房间温度需维持在EN15251标准规定的范围之中。如果是以一个主动冷却系统作为主要降温设备,那么房间温度需要维持在26°C以下。
4“被动房”的气密性建设和测试要求
“被动房”将按照节能降耗标准建造。特点是制冷制热要求的能源非常少。为了达到上述标准,遵守下述技术说明非常必要。气密性是“被动房”最重要的技术要求,建筑围护体系施工时,所有的构件和节点必须实现气密性。接缝,墙体及屋面穿孔必须使用经过批准的密封带或接头做永久密封。建筑的保温从地下室板到屋面,包括所有外墙。根据建筑节能项目工程包中德国建筑与技术说明详细规划,结构性的冷桥必须降至最低。在建筑交付前,作为承包商,需要对建筑的气密性能予以确认。为实现该目的,总承包商在施工期间及室内装饰完成之后必须进行气密性试验,测试由业主指定的德国专家进行。如果在测试过程中,发现建筑围护结构存在任何漏风等不严密的现象,那么相关的费用必须由承包商来承担。测试失败必须由承包商进行重复测试,费用自理。整个建筑必须达到0.6h-1的空气交换率。施工期间,现场管理人员将分段进行气密性及保温层的检查。在验收之前不能对密封层进行返工,不应有缺陷清单。
5气密性测试实施
测试分6个区域分别实施,每个区域均需满足指标要求。分别为地下室测试区域、一层测试区域、二层测试区域、二层测试区域、三层测试区域、四层测试区域、顶层测试区域。测试仪器和设备主要有密封门、数字气压流量计等
“被动房”的气密性检测主要分三个步骤实施:
一、封闭建筑测试初次气密性
测试前需要完成所再测试区域的密闭工作,在完成测试分区的密闭封堵之后,需要开启风扇,把空气从室内抽向室外,通过持续的抽气,使得室内压强达到50帕的低压,这是测试区域外围是正常的大气压,这样分区内外将产生压差,这时如果建筑的围护体系存在缝隙或者密闭不严的情况,那么室外的空气将持续不断的进入测试区域这样就形成了室内外空气的不断置换。因此本次测试的方法就是在保持室内外压差的情况下,通过计量一小时内测试区域内部的空气置换的次数来标识建筑的气密性。如果所封闭的区域建筑物的气密性较弱,则风扇需要持续不断的抽出较多的空气才能保持室内外50的压差。通常的判断标准如下,如果每小时交换在12次,则认为该建筑气密性较差,如果能控制在每小时3-7次,则为气密性一般的建筑,现有标准的低能耗建筑通常能达到每小时1-2次,而“被动房”的标准达到惊人的0.1-0.6次。按照德国达姆施坦德被动房机构规定,汉堡馆需要达到的标准为每小时不超过0.6次。
二、释放气雾并修复存在的缺陷部位
如果上一步测试结果不理想,那说明建筑的围护体系存在缺陷,需要予以修复。在这种情况下,就需要找出围护体系的缺陷部位,通过在室内释放气雾,气雾在压差的作用下,会沿着渗漏出向外流失,这样就能容易的发现围护体系的渗漏处。通常典型的渗漏处一般位于各种不同围护体系构建的而相互连接处,比如屋面板与外墙的连接处,外墙与窗户的连接处,外墙与大门的连接处,外墙与地坪的连接处,大门与地坪的而连接处等等。在确认了围护的缺陷处以后,需要对其进行修复。
三、再次确认修整工作的有效性
在上一步确认缺陷并完成修复的工作以后,需要再次进行气密性测试。同样通过制造室内外的压差,并通过仪器测得新的交换次数,如果交换次数满足要求,则说明汉堡馆的气密性已经满足“被动房”的认证要求,如果仍然不满足,则需要进一步检查修复缺陷处,直到满足要求为止。
参考文献
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