【低成本多层被动式住宅】第五课 气密性
1 概述
采用密封特别好的建筑物外表达到的高气密性可以：
· 降低由缝隙导致的热损耗（缝隙漏风）；
· 保障新风系统的高热回收功能。
同时可以减少以下的缺点：
· 在构造上的不密封处，室内的温湿空气由对流作用向外，以致在构造上结露并导致潮湿引起的损坏；
· 窜风现象和在建筑物构件的外表上由气流从外向内穿过引起的结露现象。
密封面和气密面是有本质区别的，两者都对建筑物的正常的功能运作有重要意义，针对其干净利落的施工有三个基本点需要遵守：
· 表面
· 建筑构件间连接、
· 穿透部位。
如果外层的防风面施工有疏漏，则保温层亦可能产生过风效应。保温层的隔热效果会由于其中流动的冷空气明显减弱。如果室内面气密性不佳，则导致室内空气中的湿气渗入隔热层，进而引起潮湿带来的各种损害。如果两层均有损坏，则会引起大规模的不密闭和更高的气流渗透性，对建筑物部件的隔热带来巨大损害。
2 防风面
剪力墙建筑的外墙抹灰起到了防风作用，在轻构造建筑和屋顶部件中可使用薄膜或者在相应的位置粘贴板材来防风，根据（防水层）构造的基本准则“由内向外引导蒸发”，故防风薄膜须透气。
3 气密面
气密性（定义）是由包裹整个供暖制冷或者室内通风条件下的室内环境唯一气密表皮组成，是气密表面与气密节点的统一体。
室内侧的气密性面比如说是墙体内层的抹灰实现的，轻质构造建筑以及屋顶的气密层则用适合的密封胶带与粘贴相应的密封板材或者薄膜构成。
对于各种构造的连接点：建筑构件如门窗，还有穿透部位：如排风、电和洁具系统的安装点位必须达到气密要求。气密层必需由耐久材料制成的。
以下为被动式建筑的表皮应达到的气密性限值：
在50Pa压强的检测压差条件下，换气次数率（n50值）不应超过0.6h-1。较大的建筑物能轻易达到一个较好的n50值，因此对于较大的建筑物，对于其应追加确定针对描述外皮质量的q50值。
气密性设计如下概述：
仔细规划设计才能得到一个好的气密性目标。所有的铺设和连接节点均应周全考虑。例如外置电线盒的节点设计，或入口大门的型材选择或排查门斗的气密性。特别重要的是气密性的持久性，例如在轻质构造中经常采用没有达到要求的胶带粘贴气密薄膜。剪力墙构造中管道、电线以及留洞的气密性也相当重要。
在测量整幢建筑的气密性之前，可先选择一个样板公寓来测试，其优点在于，其n50值应远低于所设定的整体建筑限值，目的是得到余量缓冲。
无关乎建筑整体n50值达标，首层与顶层公寓中n50≤0.6h-1必须达标。
为避免居住单位与楼梯间之间的不必要的对流，公寓入户门的消音处理通常也能避免非预期的对流。
地下室、前室以及地下车库的门和防排烟口，或其他屋顶出入口所要求的气密性要求也很重要。在多层建筑中，由底层与顶层不同的压力关系在楼梯间形成的拔风效应，可能引起非预期的高渗透换气率。此处在气密测试中要特别注意，即使在气密性测试达标的情况下，也不允许放过任何可能的疏漏。
某项已经通过气密性测试的结果并不意味着排除建筑物制损可能，点状疏漏会引起该部位整体崩溃，因此在气密测试中要注重排查疏漏。
4 电梯
在安装电梯的建筑物中，电梯井要求通风。此要求通常是在屋顶的开口来实现的，而对于被动式建筑，屋顶是整个“隔热表皮”的延伸，必须避免开口。其所要求的气密性在电梯环节上也要达标，在必须进行开口的时候，则通过在防火阀施加保温和密封来达到要求，否则需要将其附加的热损耗列入计算。比如以下实例：
一个出屋面通风口的横截面在满足大部分建筑规范的情况下，最少为竖井横截面的1%面积。如一个竖井横截面面积为1.70m×1.80m，需要约306cm2，或约17.5cm×17.5cm的开口，而这个开口按照其大小约造成600m3/h裂缝空气流量，即表示空气换气率将由预计的n50＝0.4h-1增长至n50＝0.63h-1。而被动式建筑禁止逾越的最大换气率为n50＝0.6h-1。除此之外还会引起约0.02kWh/m2a的辐射损失。
奥地利目前正针对此现象编写规范：
与不同防火分区连接的电梯，应位于一个封闭的、有完整墙体的电梯井内。其上方与外部环境接触的开口尺寸最小应为其电梯井水平截面面积的1%。对于装卸货平台位于楼梯间并有完整封闭墙体梯井的电梯应符合同样的要求。
此种情况允许选用结合室内新风控制系统。对于有开口的电梯井（开口大小超过1%电梯井的横截面面积）或者玻璃间有空隙的玻璃电梯井，则不一定要求直通室外的开口。针对火警，在电梯井上方末端设置一个与外界直通的燃烧排烟阀门，约20cm×20cm。燃烧的烟雾会被阀门抽出，并由安装在电梯顶部的消防联动装置控制，平时排烟阀门处于气密状态。
目前德国绝大部分的建筑规范中也规定，联通室外的电梯井通风口不得小于梯井横截面面积的1%。对于低能耗和被动式建筑的电梯通风的气密性做法目前仍然处于讨论阶段。
人们正在寻找满足电梯安装规则95|16|EG（相当于欧盟标准EN81-1/2）的解决方案。首个尝试是使用带采光罩的排烟装置，但是这个方法并不是最好的。
对于电梯井的通风，这种解决方案并不理想，因为给电梯井道供风或排风所需要的开闭周期数并不是定量。实际操作中有两个解决办法：
· 电梯井顶部的可控的通风百叶（开合百叶）
· 连接室内可控的通风系统
目前已有初步的法律修订：如最低换气要求（夜晚0.3h-1，平时1.0h-1，高峰时段2.5h-1，峰值4h-1）。
此外人们也提出了在欧盟范围内出台统一规则，特别是关于最低换气次数的愿望。
5 电气安装
与传统的住宅建筑不同，被动式建筑中所有的公寓电器安装均需要满足防风和气密性的特别要求。尤其是对于隔热外表，及气密外表的施工。
剪力墙结构建筑的水平电缆/电线的铺设中应尽量将管线在热/气密外壳上分散铺设，从而尽可能减小在外壳上面必须的穿孔面积。通常来说，只有不可避免的管道才被允许穿过气密层，且尽量每个套管内部只有一条电缆，同时穿过气密层的套管不可以捆束。
目前气密性的水平电缆施工分为RDS-施工（内含适用于高要求密封材料的鳍管）或使用包括密封部件的套管（防高压水渗透并气密）或者使用包含特殊表面接口的防水电缆盒（其气密性目前尚无实际验证）。不推荐使用砂浆灌注，其构筑而成的气密面并不牢靠。
剪力墙建筑的垂直电缆铺设应使用细骨料混凝土浇灌，因要求与中央计电表相连通，相当数量的管道需要穿过气密性层，这增加了向地下层管道施工的难度。为确保气密性需要用到相应的模板（注意：套管不可以捆束）。在电缆施工穿透轻质墙体时，应使用塑料质轴圈（密封圈）。
在钢筋混凝土结构中，电线盒被预埋安装在模板里联体浇筑。这保证了墙体和电线盒之间不会产生气密性问题。在砌体结构中，在外墙上直接使用气密性的电线盒。与传统电线盒相比，气密性电线盒在开口处有橡胶密封面，此橡胶面到了工地才首次穿透，以保证其气密性。
室外电线盒（阳台，露天平台）也同样（如上所述）应使用气密性的电线盒，套管内壁等电线之间，应用密封硅胶密封约10cm，隔断空气连接以杜绝套管内的连通可能。为确保要求的气密性，应尽可能的采用一个套管内仅穿过一条电缆。
6 洁具系统的安装
某些情况下被动式建筑与低能耗建筑洁具系统的气密性要求相符，例如水泥的灌注。而其余情况则有特定的施工要求。
7 通风管道
管道垂直铺设时，管道与楼板的间隙需要浇筑封堵（见图七），在机电设计时要注意防止轴向位移，通过束紧绝缘层，例如用系电线的带子在两处捆绑，再进行水泥灌注会很有帮助。
水平管道的铺设由墙套来实现的。墙套与保温之间连接的气密性是由胶带完成的（见图八）。在管道的螺旋风管外则粘贴有约1m长的保温。这并不是出于保温的原因，而是保温材料的表面比管道表面来得更加均匀，所以更适合于气密的连接（结合）。
图七 穿过钢筋混凝土板的垂直气密管道施工
图八 穿过钢筋混凝土墙的水平气密管道施工（机器装置在热区域）
8 气密性测试
建筑物的气密性是通过一个称为“Blower-Door-Test”的测试完成的。该测试在测试气密性的同时也对漏气处进行定位。没有达到气密的建筑物表皮存在以下两个缺陷：
· 首先这会导致换气次数的增加，即漏气量。导致室内外不同的压力状况，造成气热能流失进而采暖能耗上升。
· 其次这些疏漏处带来尤其在冬天较大的致损风险。由室内漏出的温暖潮湿空气可能在外部的建筑构件上产生结露。此潮气不仅会妨碍外部建筑构件保温层发挥正常功效，且破坏构造上无防潮措施部分的状态。在其结构的迅速老化之余，特别是在轻质结构中通常会产生出可见性的损害，通常表现为湿斑点和霉菌的形式。保温材料的受潮部分自然会通过湿导热性的提高引起额外的显著热损失。
气密性压力测试实施时，必须保证其所有的密封部位的施工可到达性，以保证可对测出的疏漏部分进行补救。具体表现在：
· 地面砂浆层尚未施工；
· 外墙保温尚未施工；
· 在轻质结构中的外完成面尚未安装，水汽阻尼层和水汽隔绝层未被覆盖；
· 起到密封作用的水汽阻尼、水汽隔绝层及密封层应在压力测试之前完工；
· 建筑物内公寓及所有门应该打开；
· 要求气密的设备穿墙部位必须施工可到达性。
在“Blower-Door-Test”测试过程中，于建筑物的某个开口处安装电动鼓风机来产生持续性正压或负压，其产生的空气流动，帮助人们借助人工烟雾找到气密层的缺口，并使用一个风速测试仪来定量。
值得推荐的是，可以先选择一个居住单位来测试，并且以此确定，窗户的密封性是否是达到施工标准。以在其它的窗户尚未气密性安装之前，就对气密性可能出现的问题进行预判。接下来是整个被动式建筑的测试，不再是以居住单位而是对整个建筑物为对象。
一个特例是有外廊的建筑物。其气密体积的计算无法实际测量。对此必须使用相应的居住单位数目来测量气密性。通常在气密层构件完工之后才进行一次气密测试。
测试方法是通过n50值来计算的（压力差方法，例如采用市面常见的Blower-Door-设备）。根据EN13892[建筑物的热能反应-建筑物的空气通过性-压力差方法（ISO9972:1996修订）]。此EN规定适用于建筑物或者建筑物部件。
特别重要的是，气密层及实测数值与计算取值的所在位置及采样数据要匹配。
上述气密性要求可以抵御因密封性不足所导致的构件损坏，例如在不气密处可能形成的点状漏气。
使用上述的压力差方法并不能测量出空气的渗透率，其仅仅是测量在具体的条件下（实际的空气压强差50Pa）的空气渗透情况。但是此方法的测试结果亦可用于空气渗透计算上的评估。对于空气渗透率的直接测量需要采用其他方法。
本文摘自建学丛书增刊《低成本多层被动式住宅》，绿色建筑研习社已取得本书连载授权，转载必究。建学建筑与工程设计所有限公司致力于绿建及超低能耗建筑设计，现已建成和在建PHI认证标准项目共4项。
【未完待续，请持续关注】
与绿色建筑研习社一起走进被动房世界