Low Energy Architectural Practice的Mark Sidall:飞跃
政府的具有法律约束力的目标是实现全国二氧化碳排放量减少80%，以及零碳住宅和建筑的驱动，将注意力集中在建筑设计和采购上。2022年亚洲世界杯预选赛直播人们越来越认识到系统性变革的必要性，因为越来越多的证据表明，按照热性能标准(包括《建筑规范》)设计的建筑实际上比预测值多消耗40%以上的能量。在某些情况下，能源消耗的增长可能比预计的高出70%。
那么，为什么计算出的表现和现实之间存在差距呢?这些性能失败的主要原因与其说是由于所使用的材料，不如说是由于监管计算方法和设计和工艺标准的系统性失败。
在桑德兰赛马场庄园的一个住宅开发项目的设计中，包含了25个被动式住宅标准住宅，与“热旁路”主题相关的问题对项目产生了重大影响，并导致了新的质量保证系统的发展。低能建筑实践LEAP的Mark Siddall回顾了与热旁路相关的概念。
什么是热旁路?
热旁路是绕过两个区域之间的传导或传导-辐射传热的传热。以这种方式定义的对流循环，包括空气渗透和风冲刷。在这种情况下，应该认识到，术语热旁路是应用于很大程度上不熟悉的，往往不受监管的传热。此外，与预测值相比，空气流动会导致热损失的显著增加。这意味着即使架构师和构建者认为设计已经满足了性能需求，但很可能并没有。
原则上有两种形式的对流环旁路，主要通过自然对流发生。可以观察到“闭环”对流，即气团基本保持不变，但边界处存在温差，导致空气循环流动，空气循环流动。一个很好的例子就是不通风的空腔墙。“开环”对流允许气团被其他空气所取代，因此包括允许空气流动的空气间隙，从而在两个区域之间进行热传递。这种形式的热损失是气密性和气密性失败的结果。
“闭环”对流可导致热性能的重大失败。原则上，这是由堆栈效应驱动的。一系列研究表明，即使是(内部)空气屏障和绝缘体之间的狭窄空气间隙，以及绝缘体之间接头的小间隙，也会导致显著的热损失。随着u值的提高，对流的影响比例增大。当绝缘后面存在气隙时，热损失比计算的u值增加约160%是很常见的。
原则上，“开环”对流是由穿透热包络线的风驱动的。这种形式的热损失可以通过气密性和气密性来解决。气密性可以定义为“防止空气穿透壳体的特性”，气密性可以定义为“防止空气穿透壳体从而使保温材料的隔热性能不降低的特性”。在现实中，经常发现开环和闭环旁路可以同时发生。
图1:a)闭环b)开环c)组合旁路回路
风冲刷会影响隔热的热性能，使绝缘护套的性能短路，并使位于墙体组件外部的空气屏障系统冷却(可能低于露点温度)。气密性差已被证明会导致热性能的灾难性失败;一项检查竣工缺陷的研究报告称，热损失比u值增加了高达660%。不可否认，这是一个极端的例子，在没有达到足够的风密性的情况下，增加40%可能更常见。特别容易被风冲刷的地方是屋檐、山墙、山脊和角落。
气密性是一个总括性术语，用于建立影响热透过率、动态热响应、耐湿性、隔声、通风不适感和能耗的性能标准。当空气以2.5m/s的速度流过300mm的绝缘材料时，热性能会降低35%。因此，密封施工是一个先决条件，所有通过空气屏障的接缝、裂缝和服务穿透都应相应密封。
当压力差仅为2pa时，通过1毫米宽1米长的接缝的气流每天大约输送360g水，在两层楼以上发生堆叠效应。在冬天，隔热墙的整个部分的温度梯度向外下降。
图2:水汽通过堆叠效应移动
在上面的例子中，如果气密性差，温度低于露点，就会发生大量凝结，从而导致霉菌生长和木材损坏。相比之下，水蒸气通过扩散输送的量非常小。假设对蒸汽扩散给予适当的注意，湿气性能的最大风险是气密性差。
英格兰和威尔士的惯例是在内部应用空气屏障，并得到认可的施工细节的支持。这意味着物业之间的墙壁上的对流问题没有得到解决。L部分现在更详细地考虑了派对墙。这反映了利兹城市大学(LMU)的一项研究，该研究强调了这样一个事实，即派对墙壁的热量损失有效地意味着中间露台单元的表现就像独立住宅一样;这与以前版本的《建筑规范》中的理论形成了鲜明对比，该理论认为聚会墙没有热量损失。性能差的原因是，党壁腔允许热量损失通过对流。根据LMU的进一步研究，现在在l部分中考虑了一些策略。前两种方法被认为可以实现u值为零。第一种方法是有一个坚固的聚会墙，但要仔细考虑声学。另一种方法是用绝缘材料完全填满腔体。最后一种选择是在腔内提供与周围绝缘相一致的连续密封——这是通过放置一个用聚乙烯包裹的绝缘袜子来实现的，但这种不太成功的方法实现了0.2 W/m2K的u值。 An unfilled and unsealed cavity will have a U-value of 0.5 W/m2K.
结论:
为了使建筑按预期运行，设计师和非设计师(工程职员、建筑商等)识别和避免热旁路机制的能力至关重要。如果要解决热旁路问题，并实现碳减排目标，就需要在国家层面提供全行业培训。在那之前，建筑失败还会继续，客户、政府和环境都会为此付出代价。
阅读更多关于热旁路
关于热旁路的更详细的描述可以在Mark撰写的一篇论文中阅读，并在AECB网站上托管。链接到AECB
注意:本文最初是作者在DEWJO’c Architects(后来成为Devereux Architects)工作时撰写的。2011年，Mark成立了自己的事务所，这样他就可以继续追求他在开发可持续、低能耗建筑方面的兴趣。
作者简介:
Mark Siddall，低能耗建筑实践LEAP的负责人，是一名建筑师和能源顾问，专门从事低能耗和被动式住宅设计。他是马场被动式住宅计划的项目建筑师，对建筑性能有浓厚的兴趣。除了建筑服务，他的实践还为客户、设计团队和施工人员提供项目支持和教育。
飞跃网站:www.leap4.it
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