本文是关于如何使用各种诊断工具来探测建筑物中的问题的三篇系列文章的第一篇。

我的工作建筑科技公司(Joe Lstiburek的公司，对于那些不知道的人)涉及与水分有关的(或类似的)建筑故障的法医调查-换句话说，侦察建筑物的问题。尽管名字很花哨，但这通常涉及到在商业和住宅建筑的内部爬行，以查看问题区域并确定原因。这些问题可能包括似乎不知从哪里散发出来的奇怪气味，暴雨时漏水的窗户，墙壁腐烂的室内游泳池，天花板上长出冰柱的冷冻仓库，湿度失控破坏艺术品收藏的超级豪宅，以及发霉和潮湿的爬行空间。

要解决这些问题，一双眼睛和对建筑物理的理解是最重要的工具。但是有许多线索是不可见的——因此构建诊断工具的使用是本文的重点。本系列将涵盖我最常用的工具，用于这种类型的建筑科学诊断工作。这并不是对可用工具的全面调查，而是对我日常调查的首选项目的调查。此外，我非常感谢所有其他从业人员，他们分享了他们的知识、工具和技巧-我只希望我在这里做了一点奉献。

本系列讲座将大致分为以下几个主题:

• 第一部分:空气。使用测量漏风(如鼓风机门和风管鼓风机)、压差和气流的设备。
• 第二部分:热量。使用红外摄像机和温度计寻找热桥，有时结合气流工具寻找漏气。
• 第三部分:水。使用水分计，试水窗口，用喷水瓶演示水滴的边缘和坡度。

为什么空气测量很重要

通过限制空气泄漏来控制建筑物内的空气对于调节空气至关重要，因此会影响建筑物的舒适度和能源使用。但漏风除了携带热量外，还经常携带水分，这意味着漏风会导致各种耐久性问题。漏风问题的例子包括在寒冷的气候条件下，由于向外漏风而导致屋顶或墙壁护套上的霉菌生长，或在湿热气候条件下，由于向内漏风而导致冷管道或管道凝结。此外，我看到东海岸上下越来越多的室内湿度问题，空气泄漏是其中的一部分。当我听到人们抱怨“新建筑太密不透风”时，我会让他们知道，我调查过的问题建筑更多的是漏气太多，而不是太密不透风。

当然，空气是看不见的——尽管你能感觉到它从一个地方移动到另一个地方，诊断工具可以告诉你更多。

漏气检测

鼓风机门(明尼阿波利斯吹风机门;Retrotec)是一种经校正的风扇，用来量度楼宇的空气泄漏情况;它通常安装在门口的织物防护罩上(图1)。风扇用于将建筑物减压到已知的测试压力(通常为50帕斯卡)，达到该压力所需的气流(立方英尺/分钟或CFM)是建筑物总漏风量的测量(报告为“CFM在50帕斯卡”或“CFM 50”)。现行规范要求进行密封性测试(参见IECC的R402.4.1.2)．鼓风机门用于住宅和大型商业建筑(尽管后者需要更多的风扇)。

风管检测设备(例如:管爆破工)以类似的方式测试风管气密性。经过校准的风机连接到管道系统，系统中有意的孔(即寄存器和格栅)是密封的，达到测试压力所需的气流提供了泄漏的测量。

本系列并不打算全面讨论测量漏气的基础知识和如何使用设备:像Energy Conservatory和Retrotec这样的制造商有丰富的信息，包括你可以找到的很好的教学视频在这里而且在这里．

顺便说一句，管道爆破器是有用的超过管道系统测试。它们也可用于测试小型建筑(如图2中的小屋)、非常密闭的建筑或多户建筑中的独立住宅单元的气密性。作为参考，一个管道爆破器可以测试高达1350 CFM 50，而明尼阿波利斯鼓风机门最高可达5350 CFM 50。

鼓风机门和压差测量

除了测试整个建筑的漏风情况外，我们还可以用这种设备在建筑内制造压力，并进一步了解某些区域或区域的漏风情况。例如，有条件的，无通风的阁楼(在屋顶上有绝缘和空气屏障)正变得越来越普遍，作为一种将管道系统保持在有条件的空间内，并隔离复杂的屋顶线的方式。在测试这些建筑的气密性时，我们经常测量阁楼舱口的压差(称为delta P或ΔP)。

理想状态如图3所示:房子相对于室外的温度为-50帕斯卡(Pa)，如果舱口对面的ΔP为0 Pa，这意味着阁楼的温度也为-50 Pa。这表明阁楼是100%的“内部”——房子主要部分的减压延伸到阁楼，它都是作为一个单一的空气区运行的。

图4显示了一个通风的、无空调的阁楼的类似测量。在这种情况下，阁楼有意通过拱腹和脊状通风口连接到室外，我们希望天花板平面尽可能密封。房子相对于室外的温度是- 50pa，如果穿过舱口的ΔP也是50pa，这意味着阁楼的温度是0pa。，压力与室外相同。这表明阁楼通风良好和/或天花板相对密封-所有性能都很好。

但大多数时候，我们看到的情况不是这两个极端。例如，以我们在图3中看到的没有通风的阁楼为例。如果我们运行的房子相对于室外是- 50pa，并且通过舱口的压力差是25pa(图5)，这意味着阁楼的压力是- 25pa。这表明阁楼是“中间”的内部和外部。更准确地说，它的意思是屋顶上(从阁楼到室外)的洞的面积等于天花板上(阁楼到房子)的洞的面积。

通常，这是一个问题。这表明从没有通风的阁楼到室外有很大的空气泄漏，我们需要修复，因为这些房子的天花板平面通常不是故意密封的。这通常包括在阁楼上爬来爬去寻找漏气的迹象。此外，通过舱口流入的气流量可以让你第一次感受到没有通风的阁楼的性能-理想的情况是几乎没有空气从舱口打开，最坏的情况是空气喷涌而出。

这种技术的另一个例子如图6所示:在减压鼓风机门测试期间，我们用纸板粘住了壁炉，以避免将灰烬吸进房子。测量压降或纸板上的ΔP显示，阻尼器并没有真正起到很大的空气密封作用，而且火箱基本上是在外面。这导致了这座房子夏季的主要漏风，导致难以控制室内湿度。

在图6-10中，我使用的是能量温室DG-700压力和流量计．该产品现已停产。新模型是DG-1000数字压力流量计．我们还没有升级到DG-1000，但他们已经出来一段时间了，好吧，工作。

图7显示了一个多户建筑中聚会墙的ΔP测量-这些“燃烧”墙是出了名的难以密封的，是使这些建筑密封的一个问题。通过移除插座盖板并测量石板墙上的ΔP，我们可以找出聚会墙的问题区域，最终是车库连接处和暖通空调柜。

有一整套技术用于使用这些类型的ΔP或“差压”测量，称为层压诊断，但这超出了我们在这里可以讨论的范围。

室内-室外压力测量

气压决定了空气的运动方式和速度。因此，在正常的建筑运行过程中测量气压也可以为问题状况提供线索。例如，在南方气候条件下，“吸人的建筑物”会吸入炎热潮湿的室外空气，导致严重的潮湿问题。

对我们使用的帕斯卡/帕的压力测量有一个更直观的理解也是有用的。它是一个非常小的单位——1帕斯卡相当于一只苍蝇的重量和一便士的面积之比。1 psi等于6895 Pa。正常运行的房屋通常在3-5 Pa范围内运行，鼓风机门和管道爆破器测试分别在50 Pa和25 Pa运行，当建筑物加压以排除污染物时，10-12 Pa是典型的范围。

当我与商业建筑设施经理打交道时，我问他们，他们的建筑是在正压还是负压下运行，他们有时会回答，“他们把气流加起来，应该是正压。”我的回答是:让我们直接测量来计算出来——很多时候，把气流加起来会给出错误的答案。如果你能找到一个可操作的窗户或门口，室内外压力测量就很简单了。

这些ΔP测量对住宅工作也很重要，例如，如果他们在没有补风系统的定制房屋中安装了一个超大的厨房抽油烟机，我们可以测量净效果。此外，非常密封的结构与不平衡的风扇(例如，排气通风)会导致问题。图8和图9显示了在门或窗处的室内-室外ΔP的测量结果。在有人对你在窗台上看到的日光感到悲伤之前，这只会影响ΔP测量，如果房子非常密封的话，这对大多数这类测量都无关紧要。

但有时一次性的测量并不足以完全理解发生了什么。例如，在有风的日子里，几乎不可能弄清楚风扇对房屋压力的影响。此外，它可以有用的操作许多机械系统的日志(厨房排气，浴室排气，烘干机)在各种组合，以确定他们的效果。在这些情况下，您可以将Energy Conservatory压力计(压力计)连接到计算机(图10)并使用免费TECLOG软件实时绘制压力图，并直观地观察变化的效果(图11)。这将创建一个计算机文件，您可以稍后参考并运行计算。

气流指示和测量

除了在压差上标注一个数字之外，它通常还有助于展示空气泄漏的位置以及气流的走向。典型的解决方案是烟雾发生器或烟雾铅笔-我同事的一个技巧是将蒸汽笔连接到挤压灯泡(图12)。我也听说过关于卷云在户外烟雾发生器，但我自己没试过。

为了得到更精确的，风或空气速度计(如红隼基于叶轮的流量计(图13)可以测量这些流量，通常以英尺每分钟/FPM为单位。你可以通过用这些仪表测量空速和开口面积(称为“导线”)来估计HVAC寄存器的流量。

然而，我已经用暖通空调领域的一个工具替换了我的Kestrel表——热线风速表(图14和图15，现场仪表STA2风道热线风速计)．热丝风速表有一根细丝，在空气温度以上加热，热量损失/冷却率测量空速。这个工具非常有用，因为它有一个延伸探头，可以让我“感觉”到手臂够不到的地方漏气。典型的用途是给建筑物减压，并把探头放在怀疑漏气的位置。

图14是一个金属面板建筑的内部——尽管采用了双垫片设计，但这个面板接缝还是漏水了。图15显示了拆除窗框后窗台周围漏风的测量结果:湿热空气从窗框下面这些开口的砌体腔中被拉出来，凝结并滴落。

暖通空调气流测量

了解更多暖通空调的世界，测量进入格栅/排气和从寄存器/供应的气流通常是有用的，特别是在进行调试(或启动)测量时——您的设备是否提供了他们所说的流量?此外，当我们试图诊断暖通空调相关问题时，比如热房间或冷房间，这些工具就会出现。

暖通空调技术人员使用的设备是流量捕捉罩(图16)——它既可以用于供应，也可以用于退货(尺寸有限)。作为一个警告，有大量的案例研究表明，你得到不稳定的结果，如偏离中心的位置，一个寄存器，“漩涡”气流，甚至他们的影响，“窒息”气流通过把流量罩在寄存器(见“气流捕捉罩的测量有多准确”)。

排气扇的一个有用工具是“流量箱”(能源温室排气风扇流量计，图17)这是一个可变开口的盒子，测量盒子内的压力提供排气流量。它轻便、快速、可靠、工作良好。最后，如果你在看废气，“厕纸测试”——尽管它很简单——提供了一些有用的信息。如果卫生纸粘在风扇面上，你可能得到了一个不错的气流。

kohta Ueno是建筑科技公司．图片和插图由作者提供。