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      空氣泄漏、能源浪費及房屋腐爛

      時間: 2014-02-17 | 來源: 中國木屋網 | 作者:admin


      房屋的三分之一能源通過漏洞泄漏出去??諝庑孤е滤褪覂瓤諝赓|量問題。
       
       
       
       
      三個影響房屋空氣流動最重要的因素:設備的風扇,風和煙囪效應。
       
      阻止空氣流動是密閉房屋第二重要的工作
       
      空氣通過墻體,屋頂和樓板泄漏對房屋的持久性的損壞僅次于雨水。不受控制的空氣流會夾帶水汽進入結構空腔,導致霉菌甚至腐爛,消耗房屋一大部分的能源,導致室內空氣質量問題。
       
      密閉的房子就是好房子嗎?
       
      密閉的房子要比滲漏的房子好—附帶一句:密實的房子沒有通風系統和滲漏的房子沒有通風系統是一樣的,甚至更差。
       
      節能需要一個密實的結構框架;優良的室內空氣質量需要室外的新鮮空氣補充。理想狀態來說,新鮮空氣不應從滲漏的地方進入,而是應該從已知的地方;要做到這一點,房屋需要一個合適的氣密層(見“什么是氣密層?哪里可以買到?”)和通風系統。
       
      在滲漏的房屋里,大量的空氣-由排氣扇,爐風機,煙囪效應和風引起,會在房屋的樓板,墻體和天花板之間流動。因為空氣會夾帶著水汽,會導致凝結和霉菌。
       
       
       
      根據建筑科學公司的John Straube博士所說,確定房屋里的空氣是否干凈的唯一方法就是知道其來源。說“我想要我房子的墻體能呼吸”的人其實是在說“管道工和電工犯的錯誤能為我提供新鮮空氣。我不需要密封我的房子,因為我的房子能呼吸”。“其實這是異常危險的。”Straube說。
       
      “房屋建造嚴密,通風正確”成了建筑科學家的吶喊。
       
      動物尸體——惡劣的空氣過濾器
       
      任何通過漏洞進入房屋的空氣都夾帶著污染物。Straube指出,穿過閣樓里的死動物或車庫里的SUV而來的空氣不再是你和你家人所需的新鮮空氣了。
       
      許多室內空氣質量的問題都與穿過結構的不受控制空氣流有關,結構被暴露的水汽,熱氣或UV紫外線破壞。根據Straube所說,良好的室內空氣質量來自于良好的氣密層:“只有良好的氣密層,我們才能知道空氣來源于哪里,且空氣質量(和數量)才能控制。”
       
      建筑規范中的氣密層——加拿大:1; 美國:0
       
      控制空氣流動很重要—不僅是穿過房屋的空氣流,也是房屋里面的空氣流:房間與房間之間,地下室與臥室,閣樓之間。
       
      根據Straube所說,氣密層的重要性已被加拿大認可—其國家建筑規范已要求了近20年。在美國,國家能源規范,ASHRAE節能標準(ASHRAE90.1)和國際住宅規范上沒有要求。“盡管如此,從30年的研究角度來講,氣密層的重要性無可厚非。”
       
       
       
       
      什么是氣密層,哪里可以買到?
      氣密層包含組合和連接一起的材料,防止室內和室外之間的空氣泄漏。
       
      呼吸紙不(一定)是氣密層
      有些產品—例如:石膏板,塑料或呼吸紙—被認為是氣密層。但是當建筑科學家談論房屋的氣密層時,他們不是指一個單一的產品;而是一組材料,能從地下室的地梁板,貫穿建筑外圍系統的整個外墻,到吊頂。
       
      典型的氣密層結合了多種材料
      常見的氣密層組合包括:現澆混凝土;密封的地梁板;墻體覆面板;呼吸紙;膠帶;密封劑;噴射式保溫棉;護條;窗戶玻璃;聚乙烯和密封條等。如果任何以上的材料有泄漏情況,房屋的氣密層就會遭到破壞。
       
      風會將冷空氣吹入房屋
      氣密層
       
      許多房子按照規范建造,很多綠色材料有空氣泄漏等級。在寒冷,或炎熱潮濕地區,空氣泄漏在整個房屋能量轉移上負1/3或更多的責任,Straube說。“還有聲音的傳遞問題。如果在墻上——隔墻或是外墻——有個手指大小的洞,都會減少5到10個點的聲音傳遞等級。”他說。
       
      那么空氣到底是怎么在房屋里面流動的呢?三種方法:風,風扇和煙囪效應。風,從某種程度來講是可預知的——至少平均速度和風向。風扇包括廚房和衛生間的排風扇,HVAC設備風扇和烘干機。煙囪效應是一種空壓現象;在冬天,室內空氣壓力隨著高度而增加。
       
      風是可預測的(一定程度來講)
       
      建筑規范中所列的峰風載相對比較高。但是,平均而言,當地風壓較低。“在低層建筑中,10帕斯卡算比較高了,5帕斯卡比較常見。”Straube說。“但在高層建筑中,可能會達到40,50或60帕斯卡”。240帕斯卡的壓力相當于5磅每平方英尺。封門測試所使用的鼓風機散發的壓力為50帕斯卡,等于每平方英尺1磅(等于16英里風速的壓力)。緩坡屋頂(坡度小于3:12)一般處于負壓狀態??諝獗晃氪┻^屋頂,因為由于空氣動力學產生的風經過屋頂邊緣時,導致負壓。有斜屋頂的房屋,如果坡度為3:12或4:12,迎風面為正壓,背風面為負壓。
       
      但是,風是極其復雜的。當風要繞過建筑物時,最大的壓力在其中間的“擊球點”。當風繞過拐角時,就會形成大漩渦而產生負壓。根據Straube所說,與風有關的結構損壞都發生在這些點上——高壓的“擊球點”或低壓的大漩渦。
       
      風在建筑物的迎風墻面施加正壓,會在建筑物的迎風面導致空氣泄漏。在背風面,負壓會形成吸力將空氣通過墻體和窗吸入建筑物。
       
      煙囪效應:當建筑物與煙囪的作用一樣
       
       
       
      當熱氣離開屋頂時,冷空氣就會通過地下室和一層窗戶吸入屋內。夏天則相反。
       
      熱空氣上升,冷空氣下降,但是煙囪效應通風夏季逆轉
       
      跟風一樣,煙囪效應可將大量的空氣帶入建筑外圍系統內。在冬天,室內的暖氣要比室外的冷氣輕(密度較?。?;暖空氣上升且向室外移動。屋頂流出的空氣會將冷空氣從底部縫隙中吸入室內。
       
      夏天則相反,裝有空調的房屋,室外的熱空氣將吊頂處的室內冷空氣向下壓,并在有縫隙的地方壓出室外(見圖)。至少在理論上,會導致頂樓的防水問題。
       
      但是,在夏天溫度和壓力的區別不像冬天那么大。當外面較冷時,煙囪效應引起的壓力為每層4帕斯卡;但較熱時,大約每層1.5帕斯卡。
       
      不像其他壓力,煙囪效應在每個寒冷天的每時每刻都會發生,所產生的壓力極為顯著。
       
      漏氣的房屋會消耗大量的能源??諝庑孤哆€會導致冷凝,影響室內空氣質量。對于寒冷天氣的高層建筑來說,這已經不是最壞的情況了——而是較正常的(見下面“為何發明旋轉門”)。
       
      為何發明旋轉門
      如果煙囪效應對兩層樓的房屋來講已經是個大問題了,那么請想象一下它會如何影響高層建筑。壓力是如此的重要以至于“當摩天大樓在世紀之交首先被開發時,人們不得不發明旋轉門,這是因為由于煙囪效應,你是打不開前門的,”Straube這樣描述。“冷空氣的進入帶來了巨大的壓力,以至于很難將出口門推開。
       
      煙囪效應會自我循環
       
      “空氣進入房屋,樓下的人會感覺冷,因此他們會打開恒溫器。當樓上的人感覺到有暖氣時,他們會打開窗戶降溫。這會導致大量的空氣流出房屋,增加了底樓的空氣流上升——樓下的人就會打開加熱器。
       
      “猶如騎著旋轉木馬—空氣被吸入底部,加熱,再流出室外,”Straube說。“隆冬季節在許多這樣的建筑物中,電梯井里的空氣流大的你可以放開雙手在里面漂??!”
       
      暖通設備產生的壓力要大于風和煙囪效應
       
      下吸式排氣機有強大的風扇可降低房屋壓力。
       
      機械壓力通常大于自然壓力
       
      由風扇產生的機械力——通風扇或鼓風機——能完全掩蓋了風和煙囪效應。“如果我們將空氣吹入房屋內,我們對其進行增壓,”Straube說。“任何地方,如果有10帕斯卡的增壓,就會傳遍整個房屋,其它東西也會增壓。如果進行負壓,房屋內的其他事物也會負壓。”
       
      有下沉式抽油煙機的高端住宅通常有強力排風扇。烹飪所產生的煙霧及氣味需要強大的空氣流來排出,因此抽煙機需要超過1,000cfm的風扇。
       
      大風扇可將空氣吸入并穿過墻體及樓板
       
      “(這些)是很強大的風扇,”Straube說。“你打開它們,就像開動了跑道上的波音飛機。必須讓孩子們遠離,否則會被吸進去。
       
      如果對這大量的排氣沒有補充空氣的話, 整裝房屋都會負壓。“你會被吸在車庫上,并倒吸熱水器通風口的空氣??諝鈺刮M壁爐內,”Straube說。“人們會因此而喪命。”
       
      如果你不想因為房屋內的燃燒器具而空氣倒吸的話, 則要為干洗機,油煙機和其他有排氣的家電補充空氣。
       
      濕氣,霉菌和室內空氣質量
       
      空氣會攜帶水分,且熱空氣氣攜帶的水汽要比冷氣多
       
      為了控制漏氣現象,要確保氣密層是連續性的
       
      氣密層幫助控制結構內或穿過結構的氣流??刂瓶諝饬?,就可以控制水汽。
       
      如果潮濕的室內空氣接觸了冰冷的表面——例如:寒冷天氣下的室外覆面板——就會導致凝結。氣密層可防止潮濕的室內空氣接觸冰冷的表面。
       
      空氣有最大的水汽存儲量,主要取決于溫度。暖空氣可以存儲大量的水汽,而冷空氣只能存儲一點。
       
      根據Straube所說,溫度從90°F跌到20°F,空氣中的水汽存儲量會變化了十倍。“這就像煤氣罐遇冷會收縮,”他說。“如果溫度高,可在罐里存儲很多煤氣,但是如果溫度低,則不能存儲太多。如果你在一個大的罐子里存儲大量的煤氣,并將其收縮,煤氣就會溢出來。這就是冷凝。
       
      泄漏的房子不會有冷凝問題
       
      老房子在冬天很少有冷凝問題,因為他們通風效果很好——其實是房子漏氣。老房子的相對濕度很少能達到25%。由于我們會建造比較密閉的房屋(在某些情況下,還不能提供機械通風),室內的相對濕度會上升。
       
      在密閉且無通風的房屋內,空氣中水汽量和冷凝量比泄漏的老房子有顯著的不同。只要水汽達到一個凝結點就會發生冷凝——在屋頂上或墻體覆面板上,窗戶的內側或是墻體里面。
       
      如果說室外是40°F,室外的相對濕度為50%。室外空氣進入房屋內,空氣溫度就會上升至70°F,空氣中水汽量還是保持不變,但是“罐子”變大了,因為空氣的存儲量隨著溫度的增加而增加了。結果,相對濕度會先開始下降。然后,隨著水蒸汽不斷的增加到空氣里,相對濕度會上升,絕對濕度也會跟著上升??諝庵械乃魵馐窃趺丛黾拥??你會呼吸,會出汗,燒開水,沐浴,室內植物——這些都會產生水汽。
       
      什么時候室內濕氣會成為問題?
       
      空氣通過結構中的空腔流出室外。當它接觸的表面溫度低于52°F或53°F時,空氣會冷卻。一旦達到飽和點,就會發生冷凝。
       
      如果室外的空氣溫度為30°F左右時,室內空氣會將水汽遺留在冷表面的覆面板上。這是一個典型的空氣泄漏冷凝循環。由于墻體上的冷凝會導致水的集聚;且在極端情況下,會導致結構腐爛,因此冷凝是你需要避免的。安裝氣密層是防止冷凝發生的一個方法。
       
      空調也會產生冷凝表面
       
      相同情況在夏天則相反。室外溫度為85°F,相對濕度為75%。當室外空氣進入室內,之后接觸表面溫度為76°F時,空氣中的水蒸汽會凝結。因此如果房屋內有排風扇時,泄漏進來的空氣會在空調表面形成凝結——例如:乙烯基墻紙的背面。
       
      如果濕空氣通過墻體或屋頂的空隙泄露進房屋內,就會出現問題。但是在有氣密層和通風系統的密閉房屋內,絕大部分的空氣是通過新風系統送進來的,因此碰到的第一個冰冷表面為冷卻旋管。如果在建筑外圍系統有空氣泄漏的話,一般是看不到冷凝的——除非你是像Straube一樣的工程師,他沒事就在墻上切個洞看看。然而,冷凝有時能在閣樓上看到;只要能在屋頂覆面板的OSB或膠合板的下面看到結霜或濕氣。
       
      在潮濕房屋的天花板上,不需要一個很大的洞就可加劇冷凝并且成霜。當太陽將瀝青瓦屋頂加熱時,霜會融化,水就往下滴,“屋頂就會漏水,”Straube說。“你會聯系安裝屋頂的人,重新鋪設屋面瓦,但發現什么用都沒有,因為問題沒找對。”問題是漏氣。

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