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“被動式建筑”：愛上建筑節(jié)能的新理由
日期：2025-09-14 02:06
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摘要：
“被動式建筑”：愛上建筑節(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，同時還提供能量；玻璃窗非常厚實，且都是3層結(jié)構(gòu)，中間充滿特殊氣體，能有效隔絕熱量……
被動房的概念始于1996年，*早建成于1999年，是每戶為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%，但運行成本非常低，利用太陽能供熱、供電，可實現(xiàn)自給自足。
事實上，作為建筑節(jié)能理念和各種技術(shù)產(chǎn)品的集大成者，被動房是一種通過保溫和密封技術(shù)，營造一個與外部相對隔絕的空間，將陽光、地?zé)岷图矣秒娖鳎踔寥梭w自身產(chǎn)生的熱量，通過能量交換設(shè)備回收和再利用的節(jié)能建筑，可以滿足供暖等需求，不再需要傳統(tǒng)的暖氣和空調(diào)系統(tǒng)。
當(dāng)被動房來到中國，上海世博會成了它的展示舞臺；當(dāng)被動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，頭個中德合作公共建筑節(jié)能被動房項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，計劃一年后建成。它有個昵稱是能量魔方，還有個大名叫被動式低能耗建筑，在整個建筑的運行過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)門氣密性測試系統(tǒng)在上海世博會德國展廳的被動式建筑物**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。這座建筑的窗戶比普通建筑的窗戶多一層玻璃，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。“我們采用的是德國技術(shù)和模具生產(chǎn)的型材，密封條與型材是嚴絲合縫的。”河北省建筑科學(xué)研究院相關(guān)負責(zé)人稱，玻璃安裝完畢后還要進行密閉性檢驗，就是檢測窗縫、門縫是否密閉良好且不透風(fēng)。檢驗時將關(guān)閉窗戶，在窗戶外用鼓風(fēng)機吹氣，而在玻璃一側(cè)用鑷子夾著羽毛，如果羽毛有一丁點動靜，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，進行能量交換操作。
青島中德生態(tài)園，被動式建筑物的示范園區(qū)，我公司承擔(dān)了青島中德生態(tài)園被動式房屋驗收測試環(huán)節(jié)的氣密性測試服務(wù)，獲得了業(yè)主方德一致認可與好評。
青島中德生態(tài)園，被動式建筑物的示范園區(qū)，我公司承擔(dān)了青島中德生態(tài)園被動式房屋驗收測試環(huán)節(jié)的氣密性測試服務(wù)，獲得了業(yè)主方德一致認可與好評。
另外，中德合建的西北首座被動式建筑——“幸福堡”綜合樓被動式建筑示范工程——已于5月在新疆烏魯木齊開建，投資約1700萬元，總建筑面積為7791.03平方米，預(yù)計明年8月建成。
鼓風(fēng)門氣密性測試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于被動式建筑物、綠色節(jié)能建筑物的整體氣密性測試、換氣次數(shù)測評、泄漏源的查找。
鼓風(fēng)門氣密性測試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于被動式建筑物、綠色節(jié)能建筑物的整體氣密性測試、換氣次數(shù)測評、泄漏源的查找。
氣密性測試技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用
[摘要] 本文對氣密性測試技術(shù)原理做了簡單介紹，特別針對其在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用做了闡述。并簡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)能檢測的現(xiàn)況和趨勢，供有關(guān)質(zhì)量檢測、研究和標準制定等部門在進行建筑節(jié)能檢測、研究和標準制定時參考。
[關(guān)鍵詞] 建筑節(jié)能 氣密性測試
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. 氣密性測試技術(shù)基本原理
氣密性測試主要是透過比較被測房間（腔體）內(nèi)外的空氣壓力來計算出房間的氣密性。測試時人工對房間增壓或減壓，造成房間內(nèi)外的空氣壓力差異，產(chǎn)生空氣流動，然后利用流量計得到流量，從而計算出房間通過不同大小的洞流出外面的空氣量；或者利用加壓設(shè)備對被測腔體加壓，然后測試加壓到設(shè)定壓力之時間，根據(jù)公式推算出泄漏面積，從而評估出房間（腔體）的氣密性。
建筑節(jié)能領(lǐng)域中的專家后來將這種技術(shù)應(yīng)用到建筑節(jié)能上，帶來不錯的效果。氣密性測試可以告訴節(jié)能專家房子在特定時間中泄漏了多少空氣，在寒冷或炎熱的地方，室內(nèi)都開著暖氣或冷氣，泄漏了的空氣量等于浪費了的暖氣或冷氣，保密性不好的房子等同浪費能源的房子，需要改善以達到節(jié)能目標。通過空氣流量數(shù)據(jù), 專家們可以找出泄漏了的空氣量從而找出在能源上浪費了多少額外**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好，一般住戶可以節(jié)省5-35%的電費。
在美國、加拿大、北歐、英國現(xiàn)在已廣泛將氣密性測試系統(tǒng)應(yīng)用到建筑節(jié)能領(lǐng)域中，其中美國加州更指定氣密性測試為節(jié)能房子其一必須做的測試，美國能源部亦建議氣密性測試和紅外為兩種主要的節(jié)能檢測常規(guī)手段。英國和北歐亦為氣密性測試編寫了一套應(yīng)用于建筑節(jié)能的標準。
3. 氣密性測試操作
氣密性測試操作簡單，首先將被測房間所有通風(fēng)口，包括門窗，空調(diào)系統(tǒng)覆蓋，然后將測試儀的支板安裝在門框(不用將門拆下)( 圖一)，固定后將測試儀安裝在設(shè)定的位置(圖二)，然后利用控制器設(shè)定房間內(nèi)外希望達到的氣壓 (圖三)，啟動系統(tǒng)，幾秒之后便可以達到所需氣壓，從而測量出空氣流出/入量，將數(shù)據(jù)輸入特別編寫的軟件中便可得到房間整體的氣密性，再跟相關(guān)標準，例如ATTMA，比較一下便可知道房間的氣密性是否達標。操作過程簡單快捷，對于一個只有一層樓的房子，有經(jīng)驗的檢測人員大概需要15-20分鐘來檢測一間房間。至于多層公寓，所需時間和儀器數(shù)量相對較多，具體要因應(yīng)公寓的設(shè)計和大小來決定。
4. 氣密性測試與紅外熱像技術(shù)
氣密性測試可以找出房間總體的漏氣量，可以為氣密性準確定量，但不能很好的找出氣漏位置，除了窗邊，門縫之外，很多時候氣漏的位置在墻壁某處，一般不易被肉眼察覺。 要找出氣漏位置，傳統(tǒng)方法是放煙，然后為房間增壓，觀察煙的走向來鎖定氣漏位置。這方法的缺點是如果房間有多個氣漏位置，煙的走向很難將所有位置顯示出來，如果位置包括地板，比空氣輕的煙更難走向該位置，而且檢測過后不能存檔記錄，比較不方便。
紅外熱像儀的普及，令這應(yīng)用增加了一個可能性。紅外熱像儀可以吸收物體表面所發(fā)出的紅外線，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被測范圍的溫度分布，從溫度分布，專家可以推斷出樓宇隱藏的問題，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，在樓宇檢測中，已成為常規(guī)檢測工具。在氣密性測試中，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，會產(chǎn)生空氣流動，空氣會經(jīng)過房間的洞流出流入，那地方的溫度由于有空氣流動，會跟其他地方不同。 譬如室內(nèi)是充滿暖氣，增壓時暖氣被排到外面，那些洞由于有暖氣不斷流出，溫度便會比較高，利用紅外熱像便可捕足具體氣漏地方，如(圖四)所示。
在北歐、英國和北美洲等地已經(jīng)廣泛使用這方法來定性房間氣密性。效果很好，可以將所有滲漏位置巨細無違的展現(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. 氣密性測試與住宅節(jié)能計劃
近十多年由于環(huán)保意識增加，石油價格上漲，歐美等國已將節(jié)能放在國家重要議題上。據(jù)統(tǒng)計, 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%，所以歐美的能源專家均將建筑節(jié)能放在很重要的位置。在美國、加拿大，近年來政府大力鼓勵百姓關(guān)心自己房子的節(jié)能效果，在美國不同的州均對商用和民用房屋有不同的節(jié)能要求，并制定政策和獎勵計劃鼓勵市民將房屋改善以達到節(jié)能要求。 因而出現(xiàn)了很多建筑節(jié)能檢測公司為客戶評估房子的節(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)計劃，利用氣密性測試、紅外熱像技術(shù)、數(shù)據(jù)庫和節(jié)能效果分析軟件再加上檢測人員的專業(yè)知識為客戶分析節(jié)能狀況和提供改善建議。 一般來說客戶會先填一份關(guān)于房子結(jié)構(gòu)及材料的問卷，檢測人員再因應(yīng)需要為客戶做氣密性和紅外熱像測試，然后將所采集到的所有數(shù)據(jù)輸入電腦，軟件便會為房子不同部份提供分析，告訴客戶具體節(jié)能狀況并模擬更換隔熱材料或作其他修補后，可為客戶節(jié)省多少**。報告被存放在網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫，客戶可以隨時翻閱，并自行擬定不同維修方案，以作比較。由于檢測成本低，儀器方面只需要氣密性測試系統(tǒng)和紅外熱像儀 (圖五)，時間只需數(shù)小時，因而價格相宜，為客戶提供的數(shù)據(jù)則可幫助客戶節(jié)省可觀的費用，因而愈來愈受歡迎。
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房子的氣密性展現(xiàn)眼前。 氣密性系統(tǒng)所需成本低，檢測程序容易，需時少，已成為歐美等地建筑節(jié)能檢測公司的常規(guī)配備。隨著我國對建筑節(jié)能的要求日益提升，在可見的將來氣密性測試必定會和紅外熱像一樣，成為判定房子建筑節(jié)能狀況常規(guī)手段。