建物の気密性

建物の気密性（エンベロープ気密性とも呼ばれる）は、建物エンベロープ内の意図しない漏洩箇所または領域を通じた内外への空気の漏れに対する抵抗力として定義されます。この空気の漏れは、煙突、外部風、機械換気システムの複合的な影響により、建物エンベロープ全体の差圧によって引き起こされます。 [1]

気密性は、建物の基本的な特性であり、風圧や煙突効果によって、建物の亀裂、隙間、その他の意図しない開口部から外気が制御不能に漏れ出すこと（浸入と浸出）に影響を及ぼします。 [2]

気密性の高い建物は、適切な換気システム（自然換気、機械換気、ハイブリッド換気）と組み合わせることで、いくつかのプラスの効果をもたらします[3] 。 [4]

多くの研究から、建物の外壁を気密にすることでかなりのエネルギーを節約できることがわかっています。 [1] [6] [7]建物とダクトの気密性に関する ASIEPI プロジェクトの技術レポートでは、中程度の寒さの地域 (2500度日)の暖房需要に対して、外壁の気密性によるエネルギー影響を年間床面積1 m 2あたり 10 kWh 程度と見積もっています。[1]気密性の向上によるエネルギー節約を示す実験データは、英国の Building Research Establishment [6]や REHVA ジャーナルの気密性に関する特別号でも発表されています。[7]彼らは、英国の状況では空間調節エネルギー使用量を 11.5 m 3 /(m 2 ·h) @50 Pa (平均電流値) から 5 m 3 /(m 2 ·h) @50 Pa (達成可能) まで 15%節約できると結論付けています。

建物の気密性が熱損失に与える影響を考慮すると、良好な気密性があれば、暖房・冷房設備の設置容量を小さく抑えられる可能性があります。逆に、気密性が低いと、浸入熱損失を適切に見積もった上で設備の規模が決定されていない場合、望ましい室内温度条件を達成できない可能性があります。

エネルギーの観点からは、気密性を高めることがほぼ常に望ましいですが、浸入によって室内の汚染物質が希釈されてしまうと、室内の空気質が悪化する可能性があります。[8]しかし、建物全体の換気量は十分であっても、建物の漏れによって気流が制御不能になり、部屋の換気が悪くなる可能性があるため、この希釈がどれほど有効であるかはしばしば不明です。[9]この悪影響は、フランスの状況における数値シミュレーションによって確認されており、一般的な機械換気システムでは、気密性の高いエンベロープを使用することで室内の空気質が向上することが示されています。[9]

外壁の比較的暖かく湿った側から比較的冷たく乾燥した側へ空気が漏れると、温度が露点以下に下がるため結露が発生し、それに伴う損傷を引き起こす可能性があります。[10] [11]

空気漏れ経路

一般的な漏出部位を4つのカテゴリーに分類

漏水は一般的に建物の外壁の以下の場所で発生します。[12]

  • 壁と他の壁または床との接合部
  • 窓枠と壁の接合部
  • 電気機器
  • アクセスドアやその他の壁貫通部
潜在的な漏水箇所を特定した典型的な建物の垂直断面図

一般的な漏れ箇所は図に示されており、以下に説明されています。

  1. 下階・垂直壁接合
  2. ジャンクション窓枠/垂直壁
  3. ジャンクションウィンドウのまぐさ/垂直壁
  4. ジャンクションウィンドウのリビール / 垂直壁（水平ビュー）
  5. 垂直壁（断面）
  6. 穿孔垂直壁
  7. 最上階 / 垂直壁の接合
  8. 最上階への侵入
  9. ジャンクションフレンチウィンドウ/垂直壁
  10. 傾斜屋根・垂直壁接合
  11. 貫通傾斜屋根
  12. 傾斜屋根 / 屋根棟接合
  13. 傾斜屋根/窓の接合
  14. ジャンクションロールブラインド/垂直壁
  15. 中間床・垂直壁接合
  16. 接合部外装ドアまぐさ/垂直壁
  17. ジャンクション外装ドア敷居/敷居
  18. 下階/床下または地下室への侵入
  19. ジャンクションサービスシャフト/アクセスドア
  20. 接合部内壁・中間床

メトリクス

建物の気密性は、通常、所定の基準圧力（通常は50パスカル）[10]における建物の外壁からの漏れ空気流量を以下の値で割った値で表される。

  • 暖房された建物の容積V。50·Paでは50Paでの換気量と呼ばれ、通常n 50（単位：h −1）と表記される。[13] [14]
  • 包絡面積A E 。50 Paでは、50 Paにおける透気度と呼ばれ、通常q 50またはq a50（単位：m 3 /(h·m 2 )）と表記される[13] [14]
  • 床面積A F。50 Paでは、比漏洩率と呼ばれ、通常はw 50（単位：m 3 /(h·m 2 )）と表記される[13] [14]

基準圧力における有効漏洩面積（ELA）も、建物外壁の気密性を評価する際によく用いられる指標です。これは、基準圧力において建物外壁を通過する空気流量と同じ流量を生み出す完全なオリフィスの面積を表します。建物間の比較を可能にするために、ELAを外壁面積または床面積で割ったり、正規化漏洩面積（NL）を導出するために使用したりすることができます。[15]

これらすべての指標において、特定の建物の「気密性」の値が低いほど、建物の外壁の気密性が高くなります。

漏れを通る空気の流れのべき乗法則モデル

圧力と漏洩空気流量の関係は、空気流量と建物外壁の圧力差との間のべき乗法則によって次のように定義されます。 [16]

q L =C L ∆p n

どこ：

  • q Lはm 3 h −1で表される体積漏れ空気流量である。
  • C Lは m 3 h −1 Pa −nで表される空気漏れ係数である。
  • ∆pは建物外壁の圧力差（Pa）である。
  • nは気流指数（0.5 ≤ n ≤ 1）

この法則により、初期測定値に関係なく、任意の圧力差での空気流量を評価することができます。

ファン加圧テスト

建物の気密性は、建物の外壁（ブロワードア）に一時的に設置されたファンを用いて建物内を加圧することで測定できます。ファンを通る空気の流れにより、建物内に均一な静圧が発生します。この測定の目的は、外壁全体の圧力差と、それを生み出すために必要な空気流量を関連付けることです。一般的に、一定の圧力差を生み出すために必要な空気流量が大きいほど、建物の気密性は低くなります。[2]ファン加圧技術は、ASTM E779 - 10、[17] ASTM E1827 – 11、[18] CAN/CGSB-149.10-M86、 [19] CAN/CGSB-149.15-96、 [20] ISO 9972:2006 [ 13]（現在は廃止）、EN 13829 [14] （現在はISO 9972:2015の更新により「撤回」されている ）などの多くの標準試験方法にも記載されています。

気密要件

ほとんどの欧州諸国では、規制において、最低限の気密性レベルを義務付けるか推奨するかのいずれかを定めており、その際、試験の実施は義務付けられる場合とされない場合があります。一部の国（例：英国、フランス、ポルトガル、デンマーク、アイルランド）では、特定の建物の種類や特定のプログラムにおいて、規制により気密性試験が義務付けられています。[21]

米国では、 2012年のIECCが建物全体の気密性要件を採用し、これには義務的なテストも含まれています。[22]さらに、2012年5月、USACEは米国エアバリア協会と共同で新しいエンジニアリングおよび建設速報を発行し、新築および改修工事における建物の気密性と建物の空気漏れテストに関する陸軍の要件を概説しました。[23]ワシントン州は、 6階建て以上の建物に対して、材料の最大空気漏れ要件と建物全体の最大空気透過率の両方を含む空気バリア要件を制定した最初の州です。[24]

建物外皮に最低限の気密性を要求する自主規制プログラムがいくつかあります（パッシブハウス、ミネルギーP、エフィネルギーなど）。歴史的には、1988年に制定されたパッシブハウス基準が外皮気密性開発の礎となりました。これは、この種の建物では極めて低い気密性（n 50が0.6 ACH未満）が求められるためです。

参考文献

2014年2月5日現在、この記事はhttp://tightvent.eu/faqsから全体または一部を引用しています。著作権者は、CC BY-SA 3.0およびGFDLに基づく再利用を許可する形でコンテンツをライセンスしています。すべての関連規約を遵守する必要があります。

  1. ^ abc G. Guyot、FR Carrié、P. Schild (2010). 「プロジェクトASIEPI – EPBDによる建物とダクトの気密性向上の促進」(PDF) .
  2. ^ ab M. Limb、「技術ノートAIVC 36-空気侵入と換気用語集」、国際エネルギー機関の建物とコミュニティシステムにおける省エネプログラム、1992年
  3. ^ 建築エネルギーコード、「建築技術プログラム：空気漏れガイド」、米国エネルギー省、2011年9月
  4. ^ 米国エネルギー省、「enVerid Systems - HVAC Load Reduction」。2018年8月閲覧
  5. ^ ボンバーグ, マーク; キシレヴィッチ, トマシュ; ノワク, カタジナ (2015年9月16日). 「建物の気密性には最適な範囲があるか？」.建築物理学ジャーナル. 39 (5​​): 395– 421. doi :10.1177/1744259115603041. ISSN  1744-2591. S2CID  110837461.
  6. ^ ab D. ButlerとA. Perry、「BREテストハウスにおける補修用空気密封前後の共暖房テスト」Building Research Establishment
  7. ^ ab R. Coxon、「英国の典型的な住居における気密性向上の効果に関する研究」、REHVA European HVAC Journal-気密性特集号、第50巻、第1号、24-27頁、2013年。
  8. ^ MH ShermanとR. Chan、「建物の気密性：研究と実践」、ローレンス・バークレー国立研究所報告書 NO. LBNL-53356、2004年
  9. ^ ab L. MouradianとX. Boulanger、「QUAD-BBC、低エネルギー建物の室内空気質と換気システム」、AIVCニュースレター第2号、2012年6月
  10. ^ ab TightVent Europe：建物およびダクトの気密性プラットフォーム、http://tightvent.eu/
  11. ^ J.Langmans「木造軸組構法における外部空気バリアの実現可能性」、2013年
  12. ^ FR Carrié、R. Jobert、V. Leprince：「寄稿報告書14. 気密建物のための方法と技術」、空気浸透・換気センター、2012年
  13. ^ abcd ISO規格9972、「断熱-建物の気密性の測定-ファン加圧法」、国際標準化機構、2006年
  14. ^ abcd EN 13829:2000、「建物の熱性能 - 建物の通気性の測定 - ファン加圧法（ISO 9972:1996、改訂版）」、2000年
  15. ^ ASHRE、『ASHRAE ハンドブック - 基本』、アトランタ、2013
  16. ^ R. Carrié & P.​​ Wouters、「技術ノート AIVC 67 - 建物の気密性：10か国におけるテスト、報告、品質スキームの批判的レビュー」、国際エネルギー機関の建物およびコミュニティシステムにおける省エネプログラム、2012年。
  17. ^ ASTM規格E779-10、「ファン加圧による空気漏れ試験方法」、ASTM規格集、アメリカ試験材料協会、第4巻（11）、2010年
  18. ^ ASTM規格E1827-11「オリフィスブロワードアを用いた建物の気密性の測定のための標準試験方法」、ASTM規格集、アメリカ試験材料協会、第4巻（11）、2011年。
  19. ^ CAN/CGSB規格149、「ファン減圧法による建物エンベロープの気密性の測定」、カナダ一般規格委員会、1986年
  20. ^ CAN/CGSB規格149.15-96、「建物の空調システムを用いたファン加圧法による建物全体のエンベロープ気密性の測定」、カナダ一般規格委員会、1996年
  21. ^ R. Carrié、M. Kapsalaki、P. Wouters、「Right and Tight: ダクト工事と建物の気密性の最新情報」BUILD UP エネルギーソリューションでより良い建物を実現、2013 年 3 月 19 日。
  22. ^ 国際規格協議会：「2012年国際エネルギー保存規格」、2012年
  23. ^ アメリカ陸軍工兵隊およびアメリカ空気バリア協会：「建物外壁の空気漏れ試験プロトコル」、2012年
  24. ^ W. Anis：「米国における気密性要件の変化」、AIVC-TightVentワークショップ「建物とダクトの気密性：設計、実装、制御、耐久性：実践と展望からのフィードバック」議事録、2013年4月18～19日
  • タイトベントに関するよくある質問
  • AIVCウェブサイト
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