鼓风门建筑物气密性测试技术及应用
1 引言
建筑围护结构的气密性是影响建筑能耗、室内环境质量和建筑耐久性的重要因素。围护结构以及门窗、管道等部位的空气渗透会造成冬季热量散失、夏季冷量泄漏,显著增加供暖和空调能耗,同时影响室内温湿度的稳定与舒适。随着建筑节能标准的不断提高,以及近零能耗建筑、被动式超低能耗建筑的推广应用,对建筑物整体气密性进行定量检测与评估已成为工程实践中的刚性需求。
鼓风门(Blower Door)测试是目前国内外广泛采用的建筑物气密性现场检测方法。该方法通过在建筑门口安装可调式门框与风机系统,人为建立室内外压差,测量通过建筑围护结构的空气流量,从而定量评价建筑物的气密性能。本文以 GTI650 建筑物气密性测试系统为例,介绍鼓风门测试的技术原理、系统构成、测试流程与标准依据。
2 鼓风门测试技术原理
2.1 风扇压力法
鼓风门测试的核心是风扇压力法(Fan Pressurization Method),即通过风机对建筑围护结构进行加压或减压,在室内外建立稳定的压差,测量该压差下通过围护结构的空气流量。加压测试时风机向室内送风,室内压力高于室外;减压测试时风机向外排风,室内压力低于室外。加压与减压两种工况分别测量,可综合反映围护结构在不同压力状态下的空气渗透特性。
测试时,将带有风机的门框系统安装于建筑门口处,封闭门窗、通风口、管道等非测试开口,仅保留测试系统作为空气流通通道。风机转速可调,配合不同孔径的喷嘴,可在较宽的流量范围内建立所需的测试压差,并实时记录压差与对应的空气流量。
2.2 空气渗漏量计算
依据 GB/T 34010-2017《建筑物气密性测定方法 风扇压力法》,实测压差Δp为压力差测量值减去零风量时的压力差平均值(偏移值),计算时应注意数值的正负。测量系统空气流量读数 qr 需按仪器规定的温度和压力换算为测量空气流量 qm,再结合室内外空气密度、温度等参数,换算为通过建筑围护结构的空气流量 qenv。
对应加压和减压情况,将各压力差点与通过围护结构的空气流量绘制在 lg-lg 图中,形成空气渗透图。采用ZUI小二乘法,按式(1)确定空气流量系数 Cenv 与空气流量指数 n:
qenv = Cenv·(Δp)^n (1)
为满足标准有效性要求,n 应在 0.5~1 之间,拟合相关系数 r² 不应低于 0.98;加压和减压的 Cenv 与 n 应分别计算。空气渗漏系数 CL 由 Cenv 按标准条件〔(20±1)℃,1.013×10⁵ Pa〕校正而得,空气渗漏量 qL 按式(2)计算:
qL = CL·(Δp)^n (2)
通过上述模型,可在任意测试压差下推算建筑围护结构的空气渗漏量,据此评估建筑气密性等级,并可用于比较类似建筑的空气渗透性能、确定渗漏点以及评估气密性改造的降低程度。
3 鼓风门测试系统构成(以 GTI650 为例)
3.1 系统组成
GTI650 建筑物气密性测试系统由门框组件、风机组件、本体组件(主机)与通讯线缆等部分组成,主要用于密闭结构建筑物的漏风量测试,可对管道、排风、门窗和整体结构的气密性进行检测,评估建筑物气密性等级,诊断泄漏问题,避免能源浪费。
门框组件采用轻质铝合金可调节框架,宽度适应范围 795~1320 mm,高度适应范围 1380~2460 mm,可覆盖常见建筑门口尺寸;密封材料采用三元乙丙橡胶,罩面材料为尼龙帆布。安装时通过凸轮锁紧组件将门框固定于门口,连接牢固、缝隙严密平整、无错位,竖框与横框连接处应成 90°角。
风机组件包括风机本体和三种可更换喷嘴。风机通过挂带固定于布罩弹性口,可根据测量风向需要调整安装方向;黄、红、绿三种喷嘴与风机圆法兰磁吸对接,用于扩展流量测量范围。风机组件设有 P1、P2 两个压力接口(分别连接红色、蓝色胶管,P1 连接待测空间,P2 连接大气),以及温湿度探头、通讯接头、电源插座、保险丝和电源开关。
本体组件为手持式控制主机,配有 3.2 寸 LCD 彩屏、操作按键、电池盒、通讯线缆接口与电源适配器接口,与风机通过通讯线缆连接,实现参数设置、风扇转速控制、测量数据实时显示与保存。
3.2 主要技术规格
GTI650 采用轻便牢固的合金框架,可装载于轿车后备箱,便于运输携带。其主要技术规格如表 1 所示。
表1 GTI650 主要技术规格
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项目
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参数
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流量范围(风机部分)
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自然状态:1500~4000 m³/h;黄色喷嘴:600~1500 m³/h;红色喷嘴:60~600 m³/h;绿色喷嘴:11~60 m³/h
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流量精度
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读数的 ±3% ±5 m³/h
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压力范围
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-500~+500 Pa
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压力精度
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读数的 ±0.5% ±1 Pa
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压力分辨率
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0.1 Pa
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大气压范围
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70~130 kPa,精度读数的 ±2%,分辨率 0.1 kPa
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温度测试范围
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0~60 ℃,精度 ±0.5 ℃,分辨率 0.1 ℃
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风机电源
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AC 220 V
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风机重量/尺寸
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净重约 5 kg;400×460×250 mm
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本体电源
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4 节 AA 电池或 DC 5 V 适配器
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本体重量
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252 g(不含电池)
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门框尺寸范围
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宽 795~1320 mm;高 1380~2460 mm
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门框材料
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轻质铝合金;密封材料为三元乙丙橡胶;罩面材料为尼龙帆布;净重约 3 kg
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4 测试流程与操作要点
4.1 测试空间准备
测试前需确保环境密封。应封闭除测试门口外测试空间与外界连接的所有门、窗、通风口、排气口,封闭室内管道、吸油烟机、空调口;如有地下室,打开地下室门;打开待测空间内全部的室内门,使各房间连通。同时应清理 气流路径上的纸张、地毯等杂物,拆除或固定灯具、烟雾报警器及风扇吊扇等悬挂物品,妥善保存贵重物品。
AQ方面,应关闭燃气通道,检查燃烧源并确保已封闭、无明火;封闭热水器、燃气灶等设备,关闭所有电器电源,防止压力转换引起气流回转造成AQ事故。测试门口外应无污染性气体、粉尘及液体,清理风机及喷嘴前方障碍物;操作员需站在风机侧方,不可阻挡气流,并宜佩戴防护面罩。
4.2 设备安装
按照门框快速安装说明完成框架与布罩的组装后,将中下梁的风机挂带调整到合适位置:托住风机底部,将挂带穿过把手,风机圆法兰套进布罩弹性口,调整位置后将挂带缠绕紧固,确保圆周方向与布罩弹性绳紧密贴合。风机安装完成后连接红蓝胶管,红色气管连接红色接头,蓝色气管连接蓝色接头;根据测量风向需要调整风机安装方向,气管位置不变。
根据测量需求选择相应喷嘴,将喷嘴磁吸处与风机圆法兰磁吸处对接严密并轻轻转动确保牢固,喷嘴不可叠加。随后用通讯线缆连接风机与本体的通讯接口(接头与接口处红点对齐),将电位计旋至初始位置,接通电源后启动风机。
4.3 测量实施
通过本体操作界面设置测量参数,调节风扇转速建立目标压差,系统实时显示泄漏量、测试压力、温度和大气压。加压与减压工况分别测量并保存数据,测量完成后根据内置标准自动判定被测对象的密封性是否合格。
5 相关标准体系
GTI650 集成了国内外风管及建筑检测行业多种现行测试标准,可依据相关鉴定标准直接确定被测对象的密封性是否合格。手册列出的相关标准如表 2 所示。
表2 相关标准对照表
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标准编号
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标准名称
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说明
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GB/T 34010-2017
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建筑物气密性测定方法 风扇压力法
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规定建筑物气密性现场检测方法,等同采用 ISO 9972:2006;空气渗漏量计算与数据处理依据
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GB/T 7106-2019
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建筑外门窗气密、水密、抗风压性能检测方法
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适用于建筑外门窗的气密、水密、抗风压性能试验室检测
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GB/T 1236-2000
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工业通风机 用标准化风道进行性能试验
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用于风机性能试验与标定;该标准现行版本为 GB/T 1236-2017
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WB/T 1047-2012
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木质门安装规范
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室内木质门安装基本要求与验收规范,可作为测试门框安装质量校核的参考
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需要说明的是,标准体系处于动态更新之中:GB/T 1236-2000 已被 GB/T 1236-2017《工业通风机 用标准化风道性能试验》全部代替;GB/T 34010-2026《建筑物气密性测定方法 风扇压力法》已发布,将于 2026 年 12 月 1 日实施并替代 GB/T 34010-2017。实际使用时应以现行有效版本为准。
6 应用场景与价值
鼓风门测试技术广泛应用于建筑节能与检测领域,主要包括以下场景:
一是新建建筑气密性验收,检验建筑围护结构整体气密性是否满足设计要求;二是既有建筑节能诊断,通过测试量化建筑渗漏水平,结合泄漏点定位确定改造方案,并评估气密性改造后空气渗漏的降低程度;三是管道、排风、门窗等部位的气密性检测,直接确定其密封性是否合格;四是近零能耗建筑、被动式超低能耗建筑等高性能建筑的气密性控制,此类建筑对围护结构气密性要求严格,气密性测试是验收与性能评估的重要环节。
从价值角度看,气密性测试将“看不见的漏风”转化为可量化的指标,为建筑节能设计、施工质量控制与既有建筑改造提供了客观依据,有助于降低建筑运行能耗、改善室内环境质量。
7 结语
鼓风门(风扇压力法)测试作为建筑物气密性检测的主流技术,具有原理清晰、操作便捷、结果可量化等优势。以 GTI650 为代表的一体化测试系统通过可调式门框、多喷嘴风机与智能主机的组合,实现了宽流量范围、高精度的现场检测,并内置多项国内外现行标准,可满足新建建筑验收、既有建筑诊断与专项检测等多种需求。随着建筑节能标准的持续提升,鼓风门测试技术将在建筑气密性质量控制中发挥更加重要的作用。