Герметичность здания - Википедия - Building airtightness

Герметичность здания (также называемая воздухонепроницаемостью оболочки) может быть определена как сопротивление внутренней или наружной утечке воздуха через точки непреднамеренной утечки или области в ограждающая конструкция. Эта утечка воздуха вызвана перепадом давления на ограждающая конструкция из-за комбинированного воздействия куча, наружные ветровые и механические системы вентиляции.[1]

Герметичность - это фундаментальное свойство здания, которое влияет на инфильтрация и эксфильтрация (неконтролируемая утечка наружного воздуха внутрь и наружу через трещины, щели или другие непреднамеренные отверстия в здании, вызванные воздействием давления ветра и / или эффектом трубы).[2]

Герметичное здание имеет несколько положительных моментов[3] в сочетании с соответствующей системой вентиляции (естественной, механической или гибридной):[4]

  • Более низкие счета за отопление благодаря меньшим потерям тепла с потенциально меньшими требованиями к мощности нагревательного и охлаждающего оборудования
  • Более эффективная система вентиляции
  • Снижение вероятности появления плесени и гниения, поскольку влага с меньшей вероятностью попадет в полости и не застрянет в них.[нужна цитата ]
  • Меньше сквозняков и, следовательно, больше тепловой комфорт

Ряд исследований показал значительную экономию энергии за счет затягивания ограждающих конструкций зданий.[1][5][6] В техническом отчете по проекту ASIEPI по герметичности зданий и воздуховодов энергетическое влияние герметичности оболочки оценивается примерно в 10 кВтч на м.2 площади пола в год, для нужд отопления в умеренно холодном регионе (2500 градусо-дни ).[1] Экспериментальные данные, показывающие экономию энергии за счет хорошей герметичности, также были опубликованы Building Research Establishment в Великобритании.[5] а также специальный выпуск журнала REHVA по герметичности.[6] Они пришли к выводу, что в контексте Великобритании можно сэкономить 15% энергии, используемой для кондиционирования помещений, начиная с 11,5 м3/ (м2· Ч) @ 50 Па (среднее значение тока) до 5 м3/ (м2· Ч) @ 50 Па (достижимо).

Учитывая его влияние на потери тепла, хорошая воздухонепроницаемость здания может позволить установить меньшую мощность нагрева и охлаждения. И наоборот, плохая воздухонепроницаемость может помешать достижению желаемых температурных условий в помещении, если размеры оборудования не были рассчитаны с учетом надлежащих оценок потерь инфильтрационного тепла.

С энергетической точки зрения почти всегда желательно увеличить воздухонепроницаемость, но если инфильтрация обеспечивает эффективное разбавление внутренних загрязнителей, качество воздуха в помещении может пострадать.[7] Однако часто неясно, насколько полезно это разбавление, потому что утечки в зданиях вызывают неконтролируемые потоки воздуха и потенциально плохо вентилируемые помещения, хотя общая скорость воздухообмена в здании может быть достаточной.[8] Этот неблагоприятный эффект был подтвержден численным моделированием во французском контексте, которое показало, что типичные системы механической вентиляции более эффективны. качество воздуха в помещении с более плотными конвертами.[8]

Утечка воздуха через конверт с относительно теплой и влажной стороны на относительно холодную и сухую сторону может вызвать конденсация и связанных с этим повреждений, поскольку его температура падает ниже точка росы.[9][10]

Пути утечки воздуха

Общие места утечки классифицируются по 4 категориям

Утечка обычно возникает в следующих местах ограждающей конструкции:[11]

  • Соединения между стенами и другими стенами или полами
  • Примыкания оконных рам к стенам
  • Электрическое оборудование
  • Входные двери и другие проемы в стенах
Вертикальный разрез типового здания с указанием возможных мест утечки

Общие места утечки перечислены на рисунке и объяснены ниже:

  1. Примыкание нижнего этажа / вертикальной стены
  2. Соединительный подоконник / вертикальная стена
  3. Перемычка для стыковочного окна / вертикальная стена
  4. Соединительный откос окон / вертикальная стена (горизонтальный вид)
  5. Вертикальная стена (поперечное сечение)
  6. Перфорация вертикальной стены
  7. Примыкание верхнего этажа / вертикальная стена
  8. Проникновение верхнего этажа
  9. Соединение французского окна / вертикальной стены
  10. Соединительная наклонная крыша / вертикальная стена
  11. Проходная наклонная крыша
  12. Соединение наклонной крыши / конька крыши
  13. Соединение наклонной крыши / окна
  14. Рулонная штора для стыков / вертикальная стена
  15. Примыкание промежуточного этажа / вертикальная стена
  16. Перемычка для входной двери / вертикальная стена
  17. Соединение наружной дверной накладки на порог / подоконник
  18. Проникновение на нижний этаж / в подвал или в подвал
  19. Соединительная рабочая шахта / дверца доступа
  20. Примыкание к внутренней стене / промежуточному полу

Метрики

Герметичность здания часто выражается через скорость утечки воздуха через ограждающую конструкцию здания при заданном эталонном давлении (обычно 50 паскаль).[9] делится на:

  • Объем отапливаемого здания V. При 50 · Па это называется скоростью воздухообмена при 50 Па и обычно обозначается как n.50(единицы: ч−1).[12][13]
  • Область конверта AE. При 50 Па это называется воздухопроницаемость при 50 Па и обычно отмечается q50 или qa50 (единицы: м3/ (ч · м2))[12][13]
  • Площадь AF. При 50 Па это называется удельной скоростью утечки и обычно обозначается как w50 (единицы: м3/ (ч · м2))[12][13]

Эффективная площадь утечки (ELA) при эталонном давлении также является обычным показателем, используемым для характеристики воздухонепроницаемости оболочки. Он представляет собой площадь идеального отверстия, которое будет производить такой же воздушный поток, как и поток, проходящий через ограждающую конструкцию здания при эталонном давлении. Чтобы позволить сравнения между зданиями, ELA может быть разделен по площади оболочки или пола или может использоваться для получения нормализованной площади утечки (NL).[14]

Для всех этих показателей, чем ниже значение «воздухонепроницаемости» для данного здания, тем более герметичной является оболочка здания.[нужна цитата ]

Модель степенного закона воздушного потока через утечки

Взаимосвязь между давлением и расходом воздуха утечки определяется сила закона между расходом воздуха и перепадом давления в ограждающей конструкции здания следующим образом:[15]

qL= CL∆pп

куда:

  • qL объемный расход воздуха утечки, выраженный в м3час−1
  • CL коэффициент утечки воздуха, выраженный в м3час−1Па−n
  • ∆p перепад давления в ограждающей конструкции здания, выраженный в Па
  • п - показатель степени воздушного потока (0,5 ≤ n ≤ 1)

Этот закон позволяет оценить расход воздуха при любом перепаде давления независимо от первоначального измерения.

Проверка герметичности вентилятора

Уровни герметичности здания можно измерить с помощью поклонник, временно установлен в ограждающая конструкция (а дверь воздуходувки ) для создания давления в здании. Воздушный поток, проходящий через вентилятор, создает внутреннее равномерное статическое давление в здании. Цель этого типа измерения - связать перепад давления в оболочке со скоростью воздушного потока, необходимой для его создания. Как правило, чем выше расход, необходимый для создания заданного перепада давления, тем менее герметично здание.[2] Техника создания наддува вентилятора также описана во многих стандартных методах испытаний, таких как ASTM E779 - 10,[16] ASTM E1827 - 11,[17] CAN / CGSB-149.10-M86,[18] CAN / CGSB-149.15-96,[19] ISO 9972: 2006[12] (ныне заменено) и EN 13829[13] который теперь «отозван» в связи с обновленным ISO 9972: 2015.

Требования к герметичности

Большинство европейских стран включают в свои правила требуемые или рекомендуемые минимальные уровни герметичности с обязательным тестированием или без него. Есть несколько стран (например, Соединенное Королевство, Франция, Португалия, Дания, Ирландия), где в соответствии с правилами испытания на герметичность являются обязательными для определенных типов зданий или в случае определенных программ.[20]

В США IECC 2012 г. приняты требования к герметичности всего здания, включая обязательные испытания.[21] Кроме того, в мае 2012 г. USACE выпустил новый бюллетень по проектированию и строительству в сотрудничестве с Ассоциация воздушных барьеров Америки, в котором излагаются требования армии по испытаниям на герметичность и герметичность зданий при строительстве новых и реконструируемых зданий.[22] Вашингтон был первым штатом, в котором воздушный барьер требования как к максимальной утечке воздуха через материал, так и к максимальной воздухопроницаемости всего здания с требованиями испытаний для зданий от шести этажей и выше.[23]

Существует несколько добровольных программ, требующих минимального уровня герметичности ограждающей конструкции (Passivhaus, Минерги-П, Эффинержи так далее.). Исторически стандарт Passivhaus, появившийся в 1988 году, был краеугольным камнем при разработке воздухонепроницаемости оболочки, потому что для этих типов зданий требуются чрезвычайно низкие уровни утечки (n50 ниже 0,6 ач).

Рекомендации

По состоянию на 5 февраля 2014 г. эта статья полностью или частично взята из http://tightvent.eu/faqs. Владелец авторских прав лицензировал контент таким образом, чтобы разрешить повторное использование в соответствии с CC BY-SA 3.0 и GFDL. Все соответствующие условия должны быть соблюдены.

  1. ^ а б c Г. Гайо, Ф. Р. Карри и П. Шильд, «Проект ASIEPI - Стимулирование хорошей воздухонепроницаемости зданий и воздуховодов с помощью EPBD», 2010 г.
  2. ^ а б М. Лимб, "Техническая записка" AIVC 36- Глоссарий по инфильтрации и вентиляции воздуха, Программа энергосбережения в зданиях и общественных системах Международного энергетического агентства, 1992 г.
  3. ^ Строительные энергетические нормы, «Программа строительных технологий: руководство по утечке воздуха», Министерство энергетики США, сентябрь 2011 г.
  4. ^ Министерство энергетики США, "EnVerid Systems - Снижение нагрузки HVAC ». Проверено августа 2018 г.
  5. ^ а б Д. Батлер и А. Перри, «Испытания совместного нагрева в испытательных помещениях BRE до и после исправительного герметизации воздуха», Building Research Establishment
  6. ^ а б Р. Коксон, «Исследование эффекта улучшения воздухонепроницаемости в типичном жилом доме в Великобритании», Европейский журнал REHVA HVAC - специальный выпуск о герметичности, т. 50, нет. 1. С. 24-27, 2013.
  7. ^ M.H. Шерман и Р. Чан, «Герметичность здания: исследования и практика», отчет Национальной лаборатории Лоуренса Беркли № LBNL-53356, 2004 г.
  8. ^ а б Л. Мурадян и X. Буланже, «QUAD-BBC, Качество воздуха в помещении и системы вентиляции в зданиях с низким энергопотреблением», AIVC Информационный бюллетень No2, июнь 2012 г.
  9. ^ а б TightVent Europe: Платформа воздухонепроницаемости зданий и воздуховодов, http://tightvent.eu/
  10. ^ Дж. Лангманс «Возможность использования наружных воздушных преград в деревянно-каркасном строительстве», 2013 г.
  11. ^ F.R. Карри, Р. Жобер, В. Лепринс: «Предоставленный отчет 14. Методы и приемы создания герметичных зданий», Центр инфильтрации и вентиляции воздуха, 2012 г.
  12. ^ а б c d Стандарт ISO 9972, «Теплоизоляция - определение воздухонепроницаемости здания - метод наддува вентилятора», Международная организация по стандартизации, 2006 г.
  13. ^ а б c d EN 13829: 2000, «Тепловые характеристики здания. Определение воздухопроницаемости зданий. Метод наддува с помощью вентилятора (ISO 9972: 1996, измененный)», 2000 г.
  14. ^ ASHRE, "Справочник по основам ASHRAE" Атланта, 2013 г.
  15. ^ Р. Карри и П. Воутерс, "Техническое примечание" AIVC 67- Герметичность здания: критический обзор схем испытаний, отчетности и качества в 10 странах, Программа энергосбережения в зданиях и общественных системах Международного энергетического агентства, 2012 г.
  16. ^ ASTM, Стандарт E779-10, «Метод испытаний для определения утечки воздуха путем создания избыточного давления вентилятора», Книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов, Vol. 4 (11), 2010 г.
  17. ^ ASTM, Стандарт E1827-11, «Стандартные методы испытаний для определения герметичности зданий с использованием дверцы с отверстием для воздуходувки», Книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов, Vol. 4 (11), 2011.
  18. ^ Стандарт CAN / CGSB 149, «Определение герметичности ограждающих конструкций с помощью метода сброса давления с помощью вентилятора», Канадский совет по общим стандартам, 1986 г.
  19. ^ Стандарт CAN / CGSB 149.15-96, «Определение общей герметичности оболочки зданий с помощью метода создания избыточного давления с помощью вентилятора с использованием систем обработки воздуха в здании», Канадский совет по общим стандартам, 1996 г.
  20. ^ Р. Карри, М. Капсалаки и П. Воутерс, «Правильно и плотно: что нового в воздуховодах и герметичности зданий?», Энергетические решения BUILD UP для улучшения зданий, 19 марта 2013 г.
  21. ^ Совет Международного кодекса: «Международный кодекс энергосбережения 2012 г.», 2012 г.
  22. ^ Инженерный корпус армии США и Американская ассоциация воздушных барьеров: "Протокол испытаний на утечку воздуха для ограждающих конструкций зданий", 2012 г.
  23. ^ В. Анис: «Меняющиеся требования к герметичности в США», материалы AIVC -Семинар TightVent: «Герметичность зданий и воздуховодов: проектирование, реализация, контроль и долговечность: отзывы из практики и перспективы», 18–19 апреля 2013 г.

внешняя ссылка