高性能建筑的艺术

为达到世界上最严格的建筑能源使用标准,SURE HOUSE 与空气密封专家 475 High Performance Building Supply 进行了合作。

被动房(Passive House)是一种源自德国的建筑能源标准,在美国,尤其是在纽约地区,正日益普及。其理念很简单——建造一个极其密封且保温良好的建筑外壳,从而控制能量进出建筑的流动。

建筑需要像包裹礼物一样,被完全密封、无缝隙的层包裹起来。建造这样高效的外壳,不仅仅是增加保温层。

那么,如何给房屋进行空气密封,以及为什么它如此重要?在接下来的几周里,我们希望展示整个过程以及它如何应用于 SURE HOUSE,但简单的答案是:使用专门的胶带和隔膜。由于这项技术在美国仍属新事物,而且这些专用材料尚未在此生产,因此我们寻求了位于布鲁克林的被动房建筑构件供应商 475 的帮助。

Stevens Institute SURE HOUSE students installing air-sealing tape on floor

475——这个名字来源于被动房对特定供暖和制冷需求(Specific Heating and Cooling Demand)的截止值 4.75 kBtu/ft2yr——为美国东北部提供空气密封材料,并就如何在建筑中使用它们提供指导。

从建筑科学的角度来看,空气密封对于成功建造高效外壳至关重要。这有很多原因,其中一些并不明显。首先,漏风的房屋会因经过处理的空气流失到建筑物外部而导致显著的能源损失。这种漏风可以用“风门测试”(blower door test)来测量,即给房屋加压,并生成一个称为“每小时换气次数”(air changes per hour)的数值。

IECC 对寒冷气候的要求是 3.0 ACH50,而对被动房的要求则大大低于这个数值——0.6 ACH50,这是一个相当大的挑战,实现方式因建筑而异。第二个重要原因是因为空气通过建筑构件的流动,由于对流带走保温材料的热量,会大大降低构件的 R 值(保温值)。

最后,由于气密墙会增加组件内部的湿气和霉菌问题,因此必须通过详细分析水汽的移动来建造组件。这应该能更好地控制水汽进入后墙体的表现。

随着 SURE HOUSE 团队开始进行空气密封过程,我们决定是时候前往岛另一边的布鲁克林拜访 475,以便大家互相认识并更多地了解我们将使用的产品。在 475 的仓库里,我们查看了他们的模型展示,演示了如何正确密封可能破坏空气屏障的任何类型的情况。窗户和门框、机电穿透处以及墙体连接处的胶带必须保持连续的屏障。会进行“红铅笔测试”(red pencil test),即用一支“红铅笔”沿着空气屏障画一条线,并确认可以在不提起笔的情况下完成一整圈。如果房屋的每个部分都能做到这一点,你就成功了,并且有望在风门测试中达到你想要的结果。如果不行,就得重新开始。

在 475 的帮助下,我们正在解决 SURE House 的空气密封问题,从基础开始。

每个被动房项目都应该投资的第一种产品是名为 Intello 的内部气密隔膜。我们将使用这种织物状隔膜包裹 SURE HOUSE 墙壁和天花板框架的内侧。这种材料背后的技术在处理墙体或屋顶内部湿气方面具有开创性。

在使墙体气密的同时,你不希望为湿气被困住创造机会。基本上,水应该总是有干燥的途径,但水如何穿过气密隔膜呢?Intello 的创造者们利用了气密(airtight)和防潮(vapor-tight)之间的差异,创造出一种材料,当湿气含量达到一定水平时,它允许水通过。当墙体变得太湿时,Intello 隔膜会发生化学变化,使墙体能够干燥,并降低霉菌生长的风险。

接下来,我们将考虑用于空气密封的主要产品是专用胶带。有无数种情况需要具有不同特性和几何形状的胶带。475 提供多种胶带产品,并就使用地点提供建议,因此随着 SURE HOUSE 的收尾工作,我们将回到布鲁克林,以实现最佳的能源效率。

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