使用吹风机门测试并解释结果
能源评级员兰迪·威廉姆斯介绍了测量家庭能源性能的技术和计算方法。
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我在绿色建筑顾问和我的博客上谈过几次吹风机门测试,北部建.本讨论将深入讨论何时应该进行测试、不同的测试选项以及解释结果。
我通常执行四个测试:一个是代码符合性测试,一个是施工期间测试,一个是承包商诊断测试,一个是房主诊断测试。有时我会做第五次测试来帮助确定空气泄漏。
代码遵从性测试是我进行的最常见的测试类型。建筑规范来自2018年IRC,只适用于新建建筑,规定:
对建筑或居住单元进行漏风试验,验证气候区1、2的漏风率不超过5次/小时,气候区3 ~ 8的漏风率不超过3次/小时。测试应根据RESNET/ICC 380, ASTM E779或ASTM E1827进行,并报告压力为0.2英寸w.g(50帕斯卡)。如建筑官员要求,测试应由经批准的第三方进行。测试结果的书面报告应由进行测试的一方签署并提供给建筑官员。在建筑热围护结构的所有渗透层建立后,应随时进行测试。
该规范要求所有新建住宅建筑在50帕斯卡的温度下,通过每小时少于5或3次换气测试(取决于你所在的气候区)。这是一个通过/失败的测试,通常在施工结束时,在所有暖通空调设备和管道装置安装完成后进行。(在进行测试之前,管道疏水阀应该用管道粘住或装满水——如果打开,空气将从屋顶通风口穿过系统。)这是我做的所有风机门测试中最便宜的;我不是在寻找漏气的位置,不是在进行区域或压力盘测试,也不是在拍摄热成像照片——我只是在获取一个满足代码要求的数字。
我在构建期间执行第二种类型的测试。测试的时间取决于承包商或房主的目标,建筑的复杂性,以及建筑是否试图获得认证,比如被动房屋。这种类型的测试不仅需要每小时换气次数和/或表面积泄漏率,而且还需要寻找空气泄漏。在安装饰面之前,密封漏气几乎总是比较容易。这种测试可能会花费时间,因此比简单的代码兼容测试花费更多。
第三种测试是承包商诊断,我建议在任何改建工作开始之前进行。在重建过程中,房屋的动态很容易发生变化,其中一些变化会对建筑物的外壳和性能产生不利影响。在重建之前了解一个房子有多“紧”,可以为改善热量或空气泄漏提供额外的机会。可能增加项目成本的看不见的问题也可以在这个阶段发现。第二次测试应该在项目结束时进行,以了解工作对家庭的影响。(室内空气质量和燃烧器具尤其容易受到影响。)
最后一种是业主诊断测试,通常作为能源审计的一部分进行。当房主关心房屋性能、能源成本或舒适度时,就会进行全面的能源审计。通常,鼓风机门测试可以识别出问题区域。我使用的TECTITE软件为房主提供了漏风的估计成本。然后他们可以根据能源审计员的建议做出决定。
它是如何工作的
鼓风机门主要有四个组成部分:一个可膨胀的金属框架,设计用于紧密地安装在外门或大窗户中;尼龙面板,连接到框架,使装配气密;安装在尼龙面板上的校准风扇,用于将空气推出或进入结构;以及用于测量帕斯卡压力和CFMs气流的单向表或压力表。我用笔记本电脑控制测试并记录结果。
测试是通过对结构加压或减压到特定压力进行的,通常为50帕斯卡。帕斯卡很难想象。1帕斯卡被定义为1牛顿每平方米或1千克每平方米或1焦耳每立方米。没有多大帮助!在我看来,描述50帕斯卡的最佳方式是相当于20英里每小时的风同时吹向建筑物的四面。
我几乎总是给家里减压。我进行加压测试的原因只有三个。首先,如果我觉得减压会损坏结构的某个部分。例如,如果我只使用聚乙烯薄膜或其他易碎产品作为框架内部的空气屏障进行测试,在这种情况下,减压测试可能会将材料从框架中拉出。加压的第二个原因是使用戏剧式雾机精确定位泄漏区域。这种方法用于查明空气屏障中其他方法不明显的孔。最后,我将使用加压测试来检查窗户的气密性或排气挡板的密封性,如烘干机或浴缸风扇的通风口。加压会迫使减震器打开。同时使用负压和正压测试房屋可以提供更准确的结果。(旁注:我不测试有蛭石绝缘材料的房屋,因为测试会导致石棉纤维进入空气,我不愿意冒这个风险。)
组装设备是最耗时的环节;实际测试大约需要10分钟。我执行了一些不同的测试标准,包括加拿大通用标准委员会(CGSB), RESNET多点测试,以及RESNET重复单点测试。所有的测试都可以用笔记本电脑自动完成。你也可以选择使用两家北美鼓风机门制造商(minneapolis blower door和Retrotec)的智能气压计或压力表。CGSB是一个多点测试,从50帕斯卡开始,以5帕斯卡的增量减少到15帕斯卡,记录每帕斯卡增量100个数据点。我发现这是一个非常准确和可重复的测试,但它不被最新的建筑规范认可为测试标准。RESNET多点测试从60帕斯卡开始,在8种不同的建筑压力下降低到18帕斯卡。两项测试开始和结束时都有一个建筑基准压力读数。单点测试在50帕斯卡,但在每次测试之间进行多次基线读数测试。 (I plan to write a near-future post about test standards, so stay tuned for that.)
关于测试的一些注意事项
在多风的条件下进行测试会使程序复杂化。风可以“反弹”内部压力或对外部参考压力管产生影响,使软件更难稳定下来以获取压力读数。有时这会影响准确性。在非常寒冷的天气进行测试也很困难。该软件要求室外和室内温度,以说明它们对测试结果的影响。另一个需要考虑的事实是,允许冷空气进入建筑物可以迅速降低室内温度。在这些条件下快速进行测试是很重要的。此外,由于高海拔会影响结果,RESNET测试要求海拔高于海平面。
必要的信息。为了向客户提供精确的鼓风机门测试,我需要有关该房屋的准确信息。体积、楼面面积、表面积、气候带、防风、室内和室外温度(有时包括海拔)都是必需的。我还注意到卧室的数量和居住者的数量,这是用来计算通风需求的。我了解了加热和冷却设备的类型和效率,以及能源成本,这有助于我估计漏风的成本。
设置。家庭必须为测试做好准备。所有的窗户和外门都需要关闭和锁上,以达到最佳的气密性。锁门也可以防止人们在考试期间进出大楼。有几次,突然有人进来,突然的压力变化把风机门组件拉出了门框,风扇在高速运转。所有的室内门都需要打开,包括壁橱和地下室的门。(如果地下室在建筑围护结构内,就认为它是有条件的)。暖气、冷气和通风机需要关闭。确保测试过程中没有燃气用具着火;它们会回流一氧化碳。最重要的是,任何燃木器具,无论密封与否,都不能起火。 I also require all ashes be cold—removing ash before testing is even better.
额外的测试。在我完成基本测试后,它为我提供了每分钟50帕斯卡数的立方英尺,我可以选择进行额外的测试。鼓风机门可设置为保持家中50帕斯卡的压力。如果室内和室外的温差在10°以上,热成像摄像机可以帮助发现漏气。我可能还会进行分区压力测试,测量房间或房子里空间的压力差。例如,我可以关上卧室的门,测量卧室和卧室外区域之间的压力差。这个信息告诉我,我是否需要在被测试的房间或区域内寻找漏气源。类似的区域压力测试使用所谓的压力盘。这个密封的盒子可以检测用于加热和冷却的管道靴周围的泄漏,以及电源插座、小型灯具或墙壁、天花板或地板上的其他小穿透。
解读结果
CFM50。这个数字表示在50帕斯卡的测试压力下,每分钟通过风扇的空气立方英尺。是鼓风机门供给的最重要的信息。这个数字是计算ACH50和CFM50/sq所必需的。我看到CFM的数字低至100CFM(非常紧张的家庭),高至5000 CFM以上(非常漏水)。CFM数字本身并不能决定结果的好坏;房屋的体积和表面积也需要考虑。
ACH50。如上所述,这指的是每小时50帕斯卡的空气变化。想想房子的体积——ACH50数字表示室内空气与室外空气交换的次数。一个测试3ACH50的家庭将在50帕斯卡的测试压力下,每小时与外部空气交换3次所有内部空气。我用这个数字作为下一步的度量。代码要求新房子低于3或5 ACH50,取决于位置。在我的气候条件下,我喜欢看到5ACH50以下的老房子。结果超过5的家庭可以进行改进,这将增加舒适度并降低能源成本。我见过的最好的测试结果是。33ach50;最糟糕的是刚刚超过15ACH50。
CFM50 /平方。英国《金融时报》。空气泄漏发生通过表面,但我们正在测试和报告的发现作为一个体积计算。许多测试专业人员和建筑科学家更喜欢显示为每平方英尺表面积英尺/分钟,或CFM50/平方英尺的信息。3ACH50的测试大致相当于0.25 cfm50 /平方英尺。如果计算建筑物的表面积,则该信息包含在测试报告中。绿色建筑顾问在CFM50/sq上有几篇文章。包括马丁·霍拉迪的是时候离开了吗(电子邮件保护)帕斯卡?”.
让我们使用一个虚构的鼓风机门测试作为CFM50可以提供多少信息的示例。我计算过一个房子的容积是15000立方英尺,面积是4600平方英尺,在50帕斯卡的测试压力下,鼓风机门的尺寸是1000 CFM。这些值用于计算ACH50和CFM50/sq。英国《金融时报》。
对于ACH50数字,公式为CFM50 x 60分钟每小时/音量。在我们的例子中,1000 CFM x 60分钟每小时/15,000立方英尺,每小时换气4次,频率为50帕斯卡或4ACH50。这栋房子是否通过了符合规范的吹风机门测试?这取决于地点。在我住的地方,气候7区,这种房子不适合。
现在让我们以每平方英尺表面积50帕斯卡(CFM50/平方英尺)计算每分钟的立方英尺。英国《金融时报》)。这所房子的面积为4600平方英尺。这包括结构的所有六面——屋顶、墙壁和地板,尽管对于是否在所有情况下都应计算地板存在一些讨论。为了保持数字的一致性,我认为应该如此。使用虚构的测试,1000 CFM50/4600平方英尺的表面积= 0.217 CFM50/平方英尺。(我们大多数人都熟悉ACH50;需要时间来适应CFM50/sq。英尺计算。)
估计每年入渗。每小时自然空气变化量ACHnat是对建筑物内部自然发生漏风量的估计。在50帕斯卡的温度下测试建筑物就是让建筑物承受通常看不到的压力。一些在高压下存在的泄漏在正常情况下不会泄漏。我使用的软件计算了估计的自然渗透率,这可能不可靠。一个测试到最低3ACH50代码的家庭将有一个粗略的自然漏风率为每小时自然换气0.2次,或0.2 achnat。这个房子每5小时交换一次空气,或者每天大约5次。这被认为是“紧”。
估计设计渗透。该软件还计算设计渗透,用于计算建筑的加热、冷却和通风设备。
泄漏区域。该软件可以估计建筑物内所有漏风的累积大小,这有助于可视化所有漏风的总大小。
成本估计。最终报告还包括泄漏造成的能源消耗。这些信息对于了解任何改进的投资回报是有价值的。
我给正在建造新房的建筑商和房主的最好建议是设定一个气密性目标,并进行测试以确保达到目标。确保暖通承包商了解绩效目标。对于任何打算重新装修或升级房屋的人,我建议他们在工作前和工作后进行测试。建筑松紧度的变化会影响房屋的性能,所以明智的做法是在不良后果之前采取行动。
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-兰迪·威廉姆斯是明尼苏达州大急流城的一名建筑工人和能源评级员。图片由良好的住宅建筑.原载于GreenBuildingAdvisor.com.