Герметичность здания

Воздухонепроницаемость здания (также называемая воздухонепроницаемостью оболочки) может быть определена как сопротивление утечке воздуха внутрь или наружу через непреднамеренные точки или участки утечки в ограждающих конструкциях здания . Эта утечка воздуха вызвана перепадом давления по ограждающим конструкциям здания из-за комбинированного воздействия дымовой трубы , внешнего ветра и систем механической вентиляции. ^{[ 1 ]}

Воздухонепроницаемость является фундаментальным свойством здания, которое влияет на инфильтрацию и эксфильтрацию (неконтролируемую утечку наружного воздуха внутрь и наружу через трещины, щели или другие непреднамеренные отверстия в здании, вызванные воздействием давления ветра и/или дымовой трубы). ^{[ 2 ]}

Герметичное здание имеет несколько положительных последствий. ^{[ 3 ]} в сочетании с соответствующей системой вентиляции (естественной, механической или гибридной): ^{[ 4 ]}

Снижение счетов за отопление благодаря меньшим потерям тепла и потенциально меньшим требованиям к отопительного и охлаждающего оборудования. мощности
Более эффективная вентиляции система
Снижается вероятность появления плесени и гниения, поскольку влага с меньшей вероятностью проникнет и застрянет в полостях. ^{[ 5 ]}
Меньше сквозняков и, следовательно, повышенный тепловой комфорт.

Ряд исследований показал существенную экономию энергии за счет ужесточения ограждающих конструкций зданий. ^{[ 1 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} В техническом отчете проекта ASIEPI по герметичности зданий и воздуховодов энергетическое воздействие герметичности ограждающих конструкций оценивается примерно в 10 кВтч на м2. ² площади помещения в год для нужд отопления в умеренно-холодном регионе (2500 градус-дней ). ^{[ 1 ]} Экспериментальные данные, показывающие экономию энергии за счет хорошей герметичности, также были опубликованы Исследовательским институтом строительства в Великобритании. ^{[ 6 ]} а также специальный выпуск журналов REHVA, посвященный герметичности. ^{[ 7 ]} Они пришли к выводу, что в Великобритании можно сэкономить 15% энергии, потребляемой на кондиционирование помещений, при увеличении высоты с 11,5 м2. ³/(м ²·h) @50 Па (среднее значение тока) до 5 м ³/(м ²·h) @50 Па (достижимо).

Учитывая влияние на потери тепла, хорошая воздухонепроницаемость здания может позволить установить меньшие мощности отопления и охлаждения. И наоборот, плохая воздухонепроницаемость может помешать достижению желаемых температурных условий в помещении, если при выборе оборудования не были правильно оценены потери тепла при инфильтрации.

С энергетической точки зрения почти всегда желательно повысить герметичность, но если инфильтрация обеспечивает эффективное разбавление загрязняющих веществ в помещении, качество воздуха в помещении может ухудшиться. ^{[ 8 ]} Однако часто неясно, насколько полезно такое разбавление, поскольку утечки в зданиях вызывают неконтролируемые потоки воздуха и потенциально плохо вентилируемые помещения, хотя общая скорость воздухообмена в здании может быть достаточной. ^{[ 9 ]} Этот неблагоприятный эффект был подтвержден численным моделированием во французском контексте, которое показало, что типичные системы механической вентиляции обеспечивают лучшее качество воздуха в помещении с более плотными оболочками. ^{[ 9 ]}

Утечка воздуха через конверт с относительно теплой и влажной стороны на относительно холодную и сухую сторону может вызвать конденсацию и связанные с этим повреждения, поскольку его температура падает ниже точки росы . ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

Пути утечки воздуха

Утечки обычно возникают в следующих местах ограждающих конструкций здания: ^{[ 12 ]}

Стыки между стенами и другими стенами или полом
Стыки между оконными рамами и стенами
Электрооборудование
Двери доступа и другие проходы в стенах

Типичные места утечек перечислены на рисунке и объяснены ниже:

Соединение нижнего этажа/вертикальной стены
Соединение подоконника/вертикальной стены
Перемычка окна/вертикальная стена
Отверстие соединительного окна/вертикальная стена (горизонтальный вид)
Вертикальная стена (Поперечное сечение)
Перфорация вертикальная стенка
Соединение верхнего этажа/вертикальной стены
Проникновение на верхний этаж
Соединение французское окно/вертикальная стена
Соединение наклонная крыша/вертикальная стена
Проникновение наклонной крыши
Соединение наклонной крыши/конька крыши
Соединение наклонной крыши/окна
Соединение рулонных штор/вертикальная стена
Соединение промежуточного перекрытия/вертикальной стены
Соединение перемычки наружной двери/вертикальной стены
Соединение наружного порога/подоконника
Проникновение в нижний этаж/подвал или подвал
Соединительная шахта обслуживания / люк доступа
Соединение внутренняя стена/между перекрытием

Метрики

Воздухонепроницаемость здания часто выражается через скорость утечки воздуха через ограждающие конструкции здания при заданном эталонном давлении (обычно 50 паскалей ). ^{[ 10 ]} разделить на:

Объем отапливаемого здания V. При 50·Па его называют скоростью воздухообмена при 50 Па и обычно отмечают n ₅₀ (единицы измерения: ч ⁻¹). ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}
Область конверта A _E . При 50 Па ее называют воздухопроницаемостью при 50 Па и отмечают обычно q ₅₀ или q _a50 (единицы измерения: м ³/(ч·м ²)) ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}
Площадь пола A _F . При давлении 50 Па оно называется удельной скоростью утечки и обычно обозначается как w ₅₀ (единицы измерения: м ³/(ч·м ²)) ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Эффективная площадь утечки (ELA) при эталонном давлении также является распространенным показателем, используемым для характеристики герметичности оболочки. Он представляет собой площадь идеального отверстия, которое будет обеспечивать такую же скорость воздушного потока, как и тот, который проходит через ограждающую конструкцию здания при эталонном давлении. Чтобы обеспечить возможность сравнения зданий, ELA можно разделить на площадь оболочки или пола или использовать для получения нормализованной площади утечки (NL). ^{[ 15 ]}

Для всех этих показателей, чем ниже значение «герметичности» для данного здания, тем более герметичной является оболочка здания.

Степенная модель потока воздуха через утечки

Взаимосвязь между давлением и скоростью утечки воздуха определяется степенным законом между скоростью воздушного потока и разностью давлений по ограждающим конструкциям здания следующим образом: ^{[ 16 ]}

q _L =C _L ∆p ^н

где:

q _L – объемная скорость утечки воздуха, выраженная в м ³час ⁻¹
C _L – коэффициент утечки воздуха, выраженный в м ³час ⁻¹Хорошо ^-n
∆p — разница давлений по ограждающим конструкциям здания, выраженная в Па.
n — показатель степени воздушного потока (0,5 ≤ n ≤ 1)

Этот закон позволяет оценить скорость воздушного потока при любой разности давлений, независимо от первоначального измерения.

Проверка давления вентилятора

Уровни воздухонепроницаемости здания можно измерить с помощью вентилятора , временно установленного в ограждающих конструкциях здания ( вентиляционная дверь ) для создания давления в здании. Поток воздуха через вентилятор создает внутреннее равномерное статическое давление внутри здания. Цель этого типа измерения – связать перепад давления в камере со скоростью воздушного потока, необходимой для его создания. Как правило, чем выше скорость потока, необходимая для создания заданной разницы давления, тем менее герметично здание. ^{[ 2 ]} Техника создания давления вентилятором также описана во многих стандартных методах испытаний, таких как ASTM E779-10, ^{[ 17 ]} АСТМ Е1827-11, ^{[ 18 ]} CAN/CGSB-149.10-M86, ^{[ 19 ]} CAN/CGSB-149.15-96, ^{[ 20 ]} ИСО 9972:2006 ^{[ 13 ]} (теперь заменен) и EN 13829 ^{[ 14 ]} который сейчас «отменен» в связи с обновлением ISO 9972:2015.

Требования к герметичности

Большинство европейских стран включают в свои правила либо требуемые, либо рекомендуемые минимальные уровни воздухонепроницаемости с обязательными испытаниями или без них. Есть несколько стран (например, Великобритания, Франция, Португалия, Дания, Ирландия), где по законодательству испытания на герметичность являются обязательными для определенных типов зданий или в случае определенных программ. ^{[ 21 ]}

В США IECC 2012 года принял требования к герметичности всего здания, включая обязательные испытания. ^{[ 22 ]} Кроме того, в мае 2012 года USACE выпустил новый Бюллетень по проектированию и строительству в сотрудничестве с Американской ассоциацией воздушных барьеров , в котором изложены требования армии к герметичности зданий и испытаниям на утечку воздуха в новых и реконструируемых строительных проектах. ^{[ 23 ]} Вашингтон был первым штатом, который ввел требования к воздушному барьеру , включающие как требования к максимальной утечке воздуха из материала, так и максимальную степень воздухопроницаемости всего здания с требованиями испытаний для зданий высотой шесть этажей и выше. ^{[ 24 ]}

Существует несколько добровольных программ, которые требуют минимального уровня герметичности ограждающих конструкций ( Passivhaus , Minergie-P , Effinergie и т. д.). Исторически сложилось так, что стандарт Passivhaus, возникший в 1988 году, был краеугольным камнем для разработки герметичности ограждающих конструкций, поскольку для зданий такого типа требуется чрезвычайно низкий уровень утечки (n ₅₀ ниже 0,6 ach).

Ссылки

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 его можно было повторно использовать в соответствии с CC BY-SA 3.0 и GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены.

^ Jump up to: ^а ^б ^с Ж. Гайо, Ф. Р. Карри и П. Шильд (2010). «Проект ASIEPI – Обеспечение хорошей герметичности зданий и воздуховодов с помощью EPBD» (PDF) .
^ Jump up to: ^а ^б М. Лимб, «Техническая записка AIVC 36 – Глоссарий по инфильтрации и вентиляции воздуха», Программа Международного энергетического агентства по энергосбережению в зданиях и общественных системах, 1992 г.
^ Строительные энергетические кодексы, «Программа строительных технологий: Руководство по утечке воздуха», Министерство энергетики США, сентябрь 2011 г.
^ Министерство энергетики США, « enVerid Systems — Снижение нагрузки HVAC ». Получено в августе 2018 г.
^ Бомберг, Марк; Кисилевич, Томаш; Новак, Катажина (16 сентября 2015 г.). «Существует ли оптимальный диапазон герметичности здания?» . Журнал строительной физики . 39 (5): 395–421. дои : 10.1177/1744259115603041 . ISSN 1744-2591 . S2CID 110837461 .
^ Jump up to: ^а ^б Д. Батлер и А. Перри, «Испытания совместного отопления испытательных зданий BRE до и после восстановительной герметизации», Исследовательский институт строительства.
^ Jump up to: ^а ^б Р. Коксон, «Исследование эффекта улучшения воздухонепроницаемости в типичном жилище в Великобритании», Европейский журнал HVAC REHVA, специальный выпуск о воздухонепроницаемости, том. 50, нет. 1, стр. 24–27, 2013.
^ М. Х. Шерман и Р. Чан, «Обеспечение воздухонепроницаемости зданий: исследования и практика», отчет Национальной лаборатории Лоуренса Беркли № №. ЛБНЛ-53356, 2004 г.
^ Jump up to: ^а ^б Л. Мурадян и К. Буланже, «QUAD-BBC, Качество воздуха в помещениях и системы вентиляции в зданиях с низким энергопотреблением», Информационный бюллетень AIVC № 2, июнь 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б TightVent Europe : Платформа воздухонепроницаемости зданий и воздуховодов, http://tightvent.eu/
^ Дж. Лангманс «Возможность установки наружных воздушных барьеров в деревянном каркасном строительстве», 2013 г.
^ Ф. Р. Карри, Р. Жобер, В. Лепренс: «Дополнительный отчет 14. Методы и технологии для воздухонепроницаемых зданий», Центр инфильтрации и вентиляции воздуха, 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Стандарт ISO 9972, «Теплоизоляция – определение герметичности здания – метод нагнетания давления вентилятором», Международная организация по стандартизации, 2006 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д EN 13829:2000, «Тепловые характеристики зданий. Определение воздухопроницаемости зданий. Метод создания давления вентилятором (ISO 9972:1996, измененный)», 2000 г.
^ ASHRE, «Справочник по основам ASHRAE», Атланта, 2013 г.
^ Р. Карри и П. Воутерс, «Техническая записка AIVC 67 - Герметичность зданий: критический обзор испытаний, отчетности и схем качества в 10 странах», Программа Международного энергетического агентства по энергосбережению в зданиях и общественных системах, 2012.
^ ASTM, Стандарт E779-10, «Метод испытаний для определения утечки воздуха путем повышения давления вентилятора», Книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов, Vol. 4 (11), 2010 г.
^ ASTM, Стандарт E1827-11, «Стандартные методы испытаний для определения воздухонепроницаемости зданий с использованием дверцы нагнетательного вентилятора», Книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов, Vol. 4 (11), 2011.
^ Стандарт CAN/CGSB 149, «Определение воздухонепроницаемости ограждающих конструкций здания методом разгерметизации вентилятора», Канадский совет по общим стандартам, 1986 г.
^ Стандарт CAN/CGSB 149.15-96, «Определение общей воздухонепроницаемости зданий методом нагнетания вентилятора с использованием систем обработки воздуха в здании», Канадский совет по общим стандартам, 1996 г.
^ Р. Карри, М. Капсалаки и П. Воутерс, «Правильно и крепко: что нового в воздуховодах и герметичности зданий?», СОЗДАВАЙТЕ энергетические решения для улучшения зданий, 19 марта 2013 г.
^ Совет Международного кодекса: «Международный кодекс энергосбережения 2012 г.», 2012 г.
^ Инженерный корпус армии США и Американская ассоциация воздушных барьеров: «Протокол испытаний на утечку воздуха для строительных ограждающих конструкций», 2012 г.
^ В. Анис: «Изменяющиеся требования к воздухонепроницаемости в США», материалы семинара AIVC-TightVent: «Герметичность зданий и воздуховодов: проектирование, реализация, контроль и долговечность: отзывы из практики и перспективы», 18–19 апреля 2013 г.

Внешние ссылки

[Guyot-1] Jump up to: ^а ^б ^с Ж. Гайо, Ф. Р. Карри и П. Шильд (2010). «Проект ASIEPI – Обеспечение хорошей герметичности зданий и воздуховодов с помощью EPBD» (PDF) .

[Limb-2] Jump up to: ^а ^б М. Лимб, «Техническая записка AIVC 36 – Глоссарий по инфильтрации и вентиляции воздуха», Программа Международного энергетического агентства по энергосбережению в зданиях и общественных системах, 1992 г.

[3] Строительные энергетические кодексы, «Программа строительных технологий: Руководство по утечке воздуха», Министерство энергетики США, сентябрь 2011 г.

[4] Министерство энергетики США, « enVerid Systems — Снижение нагрузки HVAC ». Получено в августе 2018 г.

[5] Бомберг, Марк; Кисилевич, Томаш; Новак, Катажина (16 сентября 2015 г.). «Существует ли оптимальный диапазон герметичности здания?» . Журнал строительной физики . 39 (5): 395–421. дои : 10.1177/1744259115603041 . ISSN 1744-2591 . S2CID 110837461 .

[Butler-6] Jump up to: ^а ^б Д. Батлер и А. Перри, «Испытания совместного отопления испытательных зданий BRE до и после восстановительной герметизации», Исследовательский институт строительства.

[Coxon-7] Jump up to: ^а ^б Р. Коксон, «Исследование эффекта улучшения воздухонепроницаемости в типичном жилище в Великобритании», Европейский журнал HVAC REHVA, специальный выпуск о воздухонепроницаемости, том. 50, нет. 1, стр. 24–27, 2013.

[Max-8] М. Х. Шерман и Р. Чан, «Обеспечение воздухонепроницаемости зданий: исследования и практика», отчет Национальной лаборатории Лоуренса Беркли № №. ЛБНЛ-53356, 2004 г.

[Boulanger-9] Jump up to: ^а ^б Л. Мурадян и К. Буланже, «QUAD-BBC, Качество воздуха в помещениях и системы вентиляции в зданиях с низким энергопотреблением», Информационный бюллетень AIVC № 2, июнь 2012 г.

[TightVent-10] Jump up to: ^а ^б TightVent Europe : Платформа воздухонепроницаемости зданий и воздуховодов, http://tightvent.eu/

[11] Дж. Лангманс «Возможность установки наружных воздушных барьеров в деревянном каркасном строительстве», 2013 г.

[12] Ф. Р. Карри, Р. Жобер, В. Лепренс: «Дополнительный отчет 14. Методы и технологии для воздухонепроницаемых зданий», Центр инфильтрации и вентиляции воздуха, 2012 г.

[ISO9972-13] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Стандарт ISO 9972, «Теплоизоляция – определение герметичности здания – метод нагнетания давления вентилятором», Международная организация по стандартизации, 2006 г.

[EN13829-14] Jump up to: ^а ^б ^с ^д EN 13829:2000, «Тепловые характеристики зданий. Определение воздухопроницаемости зданий. Метод создания давления вентилятором (ISO 9972:1996, измененный)», 2000 г.

[15] ASHRE, «Справочник по основам ASHRAE», Атланта, 2013 г.

[16] Р. Карри и П. Воутерс, «Техническая записка AIVC 67 - Герметичность зданий: критический обзор испытаний, отчетности и схем качества в 10 странах», Программа Международного энергетического агентства по энергосбережению в зданиях и общественных системах, 2012.

[17] ASTM, Стандарт E779-10, «Метод испытаний для определения утечки воздуха путем повышения давления вентилятора», Книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов, Vol. 4 (11), 2010 г.

[18] ASTM, Стандарт E1827-11, «Стандартные методы испытаний для определения воздухонепроницаемости зданий с использованием дверцы нагнетательного вентилятора», Книга стандартов ASTM, Американское общество испытаний и материалов, Vol. 4 (11), 2011.

[19] Стандарт CAN/CGSB 149, «Определение воздухонепроницаемости ограждающих конструкций здания методом разгерметизации вентилятора», Канадский совет по общим стандартам, 1986 г.

[20] Стандарт CAN/CGSB 149.15-96, «Определение общей воздухонепроницаемости зданий методом нагнетания вентилятора с использованием систем обработки воздуха в здании», Канадский совет по общим стандартам, 1996 г.

[21] Р. Карри, М. Капсалаки и П. Воутерс, «Правильно и крепко: что нового в воздуховодах и герметичности зданий?», СОЗДАВАЙТЕ энергетические решения для улучшения зданий, 19 марта 2013 г.

[22] Совет Международного кодекса: «Международный кодекс энергосбережения 2012 г.», 2012 г.

[23] Инженерный корпус армии США и Американская ассоциация воздушных барьеров: «Протокол испытаний на утечку воздуха для строительных ограждающих конструкций», 2012 г.

[24] В. Анис: «Изменяющиеся требования к воздухонепроницаемости в США», материалы семинара AIVC-TightVent: «Герметичность зданий и воздуховодов: проектирование, реализация, контроль и долговечность: отзывы из практики и перспективы», 18–19 апреля 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]