_本系列播客节选自为期两天的“建筑科学基础”课程，由建筑科学公司的Joe Lstiburek博士和John Straube博士授课

有关参加现场课程的信息，请访问BuildingScienceSeminars.com

上周，乔博士结束了水管理的讨论，他谈到了砖石建筑的能源改造工作以及与这项工作相关的水问题。本周，约翰博士开始讨论空气管理。

这个关于空气如何工作的两部分播客系列已经被提炼成一篇专题文章，叫做空气泄漏，能源浪费，房屋腐烂
．这是绿色建筑百科全书中新的“空气屏障”部分。

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所以我要谈谈气流控制和驱动气流的因素，并谈到一些空气屏障的细节。我不打算多讲蒸汽屏障因为空气屏障更重要我知道这是一个常见的问题空气屏障和蒸汽屏障。

为什么我们要讨论控制气流?

嗯，有很多原因。

首先是湿度控制。

防止潮湿空气在冷表面凝结。一个更重要的原因实际上是舒适和健康。你要确保你在家里，在办公室，在学校，在酒店里呼吸的空气是干净的。唯一能确定它是否干净的方法就是知道它是从哪里来的。如果你不知道空气从哪里来，你就有空气质量的问题。那些说“我想让我房子的墙壁呼吸”的人实际上是在说，“我想依靠水管工和电工的错误来为我提供新鲜空气。”我不想封闭我的房子，因为我想依靠错误来呼吸。”这是非常危险的。

多年来，我们一直逍遥法外因为我们的房子到处都是洞，漏洞百出，我们总能得到一些空气，我们还稀释了我们收集到的污染物。但今天,当我们得到更严格的家庭(一大堆其他理由)我们不能依靠呼吸通过死松鼠在阁楼上提供我们和我们的家庭新鲜空气,或者能够把空气从车库,在郊区,给你的家带来新鲜的空气。或者吸干你爬行空间里的空气，这样你就能闻到房子里的袜子味了。

因此，我们需要确保新鲜空气来自室外，而不是通过我们的建筑围墙。乔，当他谈到室内空气质量问题时——许多问题都与通过外壳的气流控制不佳有关，气流由于高温，紫外线或湿气暴露而受损。这些都是我们想要避免的。我们想要一个好的空气屏障的最大原因是要有真正好的空气质量。只有有了良好的空气屏障，我们才能知道空气来自哪里，才能有机会控制质量和数量。

另一件重要的事情是能量

在一个绝缘性能相对较好的建筑中(就像许多房屋和许多绿色商业建筑一样)，漏风在整个结构中占了相当重要的一部分。特别是在寒冷的气候或炎热潮湿的气候中，漏风可能是通过建筑外壳传递能量的三分之一或更多的原因。还有一些问题。如果你在墙壁上——隔墙或外墙——有一个我手指大小的洞，你的声音传输等级会降低5到10个百分点。

因此，就我们试图控制的方式：我们正在尝试通过建筑物外壳和建筑物内部内的气流来控制气流，我们将谈谈这一点。

加拿大国家建筑码已经需要近二十年的空中障碍，但在大多数州仍然不是要求。它仍然不在Ashrae 90.1或IRC中 - 即使我们已经知道，从研究角度来看，大概三十年来，这是一个非常大的交易。

三个气流力量

所以，首先，为了理解空气为什么会移动，我们要看看驱动空气的力量:风、烟囱效应和暖通空调。风效应是指空气从迎风侧漏出，在背风侧被抽回。我们还有烟囱效应，意思是热空气上升，冷空气下降。我们有燃烧和通风设备:所有这些机械设备都有风扇。无论它们是动力通风热水器，还是火炉，甚至是烟囱。在过去，壁炉就像非常大的排气扇，因为每分钟两千立方英尺的废气从烟囱排出，每分钟两千立方英尺的空气从墙壁进入。这就保证了整个建筑的空气流通。

今天我们有时使用电加热器或地面源热泵，因此我们已经失去了烟囱用于提供的废气风扇。我们使用密封燃烧器具进行室内空气质量，因此我们没有任何排气。所以剩余的是 - 嗯，我们的局部罩和浴室里的屁扇，作为耗尽空气的方法。我们正在减少正在移动空气的房屋中的机械设备数量。所以我们会更详细地查看这些中的每一个。

风荷载:可预测的、自然的和可变的

我们投入建筑码的峰值风量观实际上非常高。他们的数字很大。但平均而言，风压相当较低。平均压力是十个帕斯卡;在低层建筑物上，10个帕斯卡斯将被认为非常高。五个更有可能。在高层建筑中，也许40,50或60帕斯卡。（250 pascals是5磅。每平方英尺。）

如果您有一个悬挂屋顶的建筑物，很多屋顶实际上对其产生了负面压力。由于风吹过前沿并导致负压，空气通过该屋顶被屋顶吸入空气。在房子里，因为我们有一个倾斜的屋顶，它实际上是迎风侧的正面 - 如果斜坡超过三到四到十二 - 而且背风侧的负面。

当然，风是非常复杂的。至少是三维的。风试图在建筑物周围流动，所以最高的压力在中间的最佳位置。当风绕过拐角时，它会产生一些相当大的漩涡和负压。所以我们经常在这些地方看到与风相关的结构损伤，因为那里是最高吸力压力发生的地方。

现在，如果我在平面图中俯视建筑物：正压导致空气泄漏在前面，负面的背风面上，以及拐角周围的大吸力压力。这就是我们在大多数风的条件下应该期待的。

堆叠效果:缓慢，稳定，随高度增大

移动空气的其他大因素 - 我们的自然因素 - 是堆栈效果。短语“堆栈效果”来自烟囱的工作方式 - 或堆栈 - 基本上是这样的：该建筑在冬季生产暖空气，比建筑物周围的冷空气轻。因此，空气的温暖泡沫想要起来。在高层建筑中，这是一个非常大的交易。气流离开建筑物的顶部将冷空气吸入底部。如果我们提供高20或30个故事的建筑，那就是烟囱的一个地狱。

因此，堆栈效果产生的压力非常重要。事实上，当摩天大楼在世纪之交首次开发时，人们也必须发明旋转门 - 因为由于堆叠效应压力，你无法打开前门。冷空气充满了如此大的压力，难以推动出口门打开。现在它需要寒冷的天气和高大的建筑，以前你注意到了。与大多数其他压力不同，它每天每小时都会充满寒冷。并且那些在底部拖动的压力非常重要。所以空气进入底部，升起，当时当然会被加热，然后出去顶部。

真正有趣的是，住在大楼下半部分的人所有的空气都漏了进来——他们得到了所有的新鲜空气——而住在顶层公寓的人所有的打嗝和放屁都被送到顶层套房。所以付房租最多的人室内空气质量最差。如果大楼下面有个停车场，情况就更糟了，汽车和卡车等闲置车辆排放的废气会被烟囱效应的压力吸走，送到大楼顶层的高租金客户那里。

如果你有老建筑，因为没有空气屏障，所以实际上很容易漏水，然后你就会遇到一些严重的舒适问题，因为冷空气会渗漏进来。进来的空气太多了，公寓里很冷，所以人们打开了恒温器，让更多的热空气进入大楼。当然，顶层的人也会受到热空气的影响，对吧?所以低层的空气会被加热，然后到达顶层，顶层的人会说，“天哪，太热了!”他们把恒温器调低。但天气还是很热，所以他们滑开窗户试图凉快一下。这当然增加了空气离开,这当然增加了空气出现层底部,所以人们在底部插入小加热器…你结束了这个神奇的旋转木马吸空气的底部,加热,吹出来,在电梯里,有这么多的气流轴可以浮动!你只要伸出你的手臂，你就可以在隆冬中漂浮在许多这样的建筑里。

当然，这需要消耗大量的能量。无论是低浓度还是高浓度，每个人都很生气，室内空气质量完全受损。这实际上是正常的情况。这不是最坏的情况;这是高层住宅在寒冷天气下的正常情况。在温暖的气候中，情况可能相反，但温度差异没有那么大。我的意思是，迈阿密的气温很少超过95度。心流和倒流没有那么糟糕，但已经足够糟糕到值得注意了。南方的酒店顶楼房间的乙烯基墙纸上的水汽比底层的要多。有时这会在顶部造成更大的问题，因为它会从顶部吸走热空气因为这种自然的堆叠效应当空调开着的时候。

这里有一些数字:当外面很冷的时候:每层楼高4帕斯卡。

天气炎热时:每层楼高约1.5帕斯卡。

人为力量可以压倒自然力量

现在，这些是自然力量，由于温度和由于风。由于建筑设计和操作引起的机械力可以完全压倒这一点，或者根据设计和操作完全微不足道，因为它们是人为的。因此，如果我们将空气吹入建筑物中，我们将其加压。到处。所以压力将通过建筑物传播。如果我有10个帕斯卡加压，它将通过整个建筑物传播，一切都将被加压。如果我对压力进行压力，建筑物周围的各处都会受到压力。

最常见的问题之一是排气扇太强大发生在高端住宅，有巨大的向下通风的抽油烟机。要有一个向下通风的抽油烟机，你需要大量的气流，对吗?为了排出所有的蒸汽和炉子的气味你需要很大的气流把它吹下来并吹出去。所以他们的额定在1000 cfm和更高的范围-非常强大的风扇。你打开开关，就会有一股巨大的风，就像一架波音飞机停在跑道上，你必须让孩子们远离，否则他们会被吸到炉子上。如果你不为这么大的排气提供补充空气，整个房子就会变得非常负能量，你就会开始吸车库的气，你就会把被吸进来的空气从你的热水器通风口里向后拉。它会把空气吸进你的壁炉。每年都有人因为这样的事情而死亡。

在强大的排气风扇和没有补充空气的情况下，你开始通过大楼里的燃烧设备向后吸。所以你必须控制这些机械系统这样你就不会有危险的高负压。

他们不常死，但他们死得太频繁了，这很重要。