楼宇气密性的定义
楼宇气密性(Building airtightness)是衡量建筑物抵抗空气渗透能力强弱的指标。在雾霾较为严重的冬季,外部环境中受污染的空气会经由建筑外围护结构中存在的一些不严密的孔洞以及外门窗和底层大门存在的缝隙等渗入建筑物内部。研究表明,这种空气渗透现象的推动力是建筑物室内外压差,它的大小和方向是由建筑外环境风压,热压以及机械通风系统等诸因素共同决定的。我国建筑外围护结构的孔洞并不多见,楼宇气密性不佳通常是由于采用了缝隙较大的钢窗或者过大的建筑物窗墙比。
楼宇气密性的评价标准
气密性标准中使用的评价方法主要包括换气次数法和空气渗透率法两种。 换气次数法是以建筑物室内外压差为50pa时,单位时间内室内外空气交换量与建筑内部容积的比值作为楼宇气密性标准,简记为ACH50。我国并没有对建筑气密性做出明确的规定,而是粗略给出了自然通风条件下的换气次数ACH。我国现行标准规定严寒地区的AER应为0.5h-1,夏热冬冷地区的ACH应为1h-1。根据我国的气候特点,ACH与ACH50D之间存在如下换算关系:ACH50D=ACH×17。而空气渗透法则指的是以建筑室内外压差为50pa时,单位时间内室内外空气交换量与外围护结构面积的比值。这两种方法各有优劣,实际运用中应根据具体情况和研究目标的不同灵活选取。
楼宇气密性的优势
假若建筑物在设计与规划之处便充分考虑了楼宇气密性的要求,那么这种结合适当的通风形式(自然通风、机械通风或者混合通风)的具有气密性的建筑物将拥有很多优势。首先,冬季外界冷空气不易渗透进入室内环境,降低了冬季供暖能耗,降低了运行费用。第二室内计算热负荷的降低也使得空调机组和分配管道的尺寸可以适当减少,不仅可以降低初投资还可增加楼层净高给居民带来心理上的舒适感。第三,在室外雾霾比较严重的情况下,良好的楼宇气密性减少了外界受污染空气进入室内的比例,提高了室内空气品质。最后,良好的楼宇气密性可以有效削弱冷风渗透现象使得室内气流组织均匀,抑制了冷热不均现象并进一步营造了具有热舒适性的室内环境。 大量的研究均表明,高气密性建筑物可以有效降低建筑能耗。ASIEPI的一项有关于高气密性建筑物能耗调查表明,在中等程度寒冷地区,高气密性建筑物每平米地板面积每年约可节约10kwh的能耗。我国学者对中国北部城市的部分建筑进行了相关楼宇气密性测试,结果表明当ACH从0.98h-1降低到0.50h-1后,采暖能耗降低了12.6%。
过高的楼宇气密性的潜在威胁
随着建筑技术科学的不断进步,我国新建楼宇的气密性得到了较大的提高。然后,高气密性所导致的通风不利同样也造成室内新风不足,空气品质恶化等一系列问题。为了保证室内人员的健康,需要采用机械通风系统,但这种做法同时也带来了初投资的增大和风机能耗的提升。 为了解决这一问题,通常利用热回收装置对排风进行热回收,预热引入的新风,使得风机能耗得到有效降低。但这种做法同时也会导致通风系统结构复杂从而增加初投资。在部分夏热冬冷地区由于采暖季热负荷相对于严寒地区并不高,热回收装置作用有限,此时适当增加建筑气密性已经满足对节能的需求,并不需要进一步的增加气密性,继续增高楼宇气密性的经济性并不强。