今天來跟小編壹起來看看美國住宅結構中泄漏檢測的應用。
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在即將迎來美國無損檢測學會（ASNT）成立78周年之際，是時候仔細思考壹下美國中西部獨戶住房結構在這些年來的變化了。在1941年住房面積比現在要小得多。所以房屋通常使用石棉隔熱的煤爐管道系統供暖，或是使用石棉包裹的鍋爐和暖氣片管道系統進行供暖。用於粉刷墻壁的是含鉛油漆，而用於鋪地板的通常是含有石棉的瓷磚外墻往往是采用非隔熱輕型木構架，或是以石灰為塗料，兩到三塊磚的實心內部結構。故在20世紀30年代，我們可以看到這種平臺式框架體系和煤氣爐的廣泛使用。而房屋通風的主要渠道是打開門窗。到了20世紀60年代，房屋開始安裝空調和隔熱的外墻。
1978年是壹個有代表性的年度，因為在這壹年原油從每桶13美元上升到每桶34美元，而汽油從每加侖0.35美元上升至1.00美元。石油價格的不斷上漲造成能源成本的螺旋式上升。值得註意的是這壹情況恰恰是在空調普及後隨即發生的。
隨著空調的普及和能源價格的上漲，人們只能采用全年關閉門窗的方式來保持房間舒適的溫度和濕度。其實眾所周知供暖、通風和空調三者是聯系在壹起的壹門應用科學（HVAC），並不只是意味著安裝壹個壁爐或空調那麽簡單。房屋必須要保持合適的通風，這也就意味著其需要冷空氣或熱空氣的正常循環，並通過有效的方式，來交換新鮮空氣以保證室內空氣的健康質量。
當今典型的住房，都是由壹些看似獨立的部分組成的壹個復雜的系統，但是若要建立壹個完善的住房體系，這些獨立的部分都是這個系統中所必須的部分。最常見的組成部分是：
● 建築外殼
● 供熱熱源
● 冷源
● 空氣分配/循環系統
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當今理想住房的功能甚至能達到航天飛機的水準。居住空間由壹個壓力邊界和熱邊界外隔開，內部的空氣得到控制，從而保持房屋的通風。
對於家庭住戶來說，熱邊界層的影響是最明顯的，但同時其本身的意義也是最不被理解的。熱邊界層就是居住空間的外部殼體（墻壁、天花板和地板）。熱邊界層將居住空間同外部不受控制的空間分離開來。它的主要功能就是保持熱量從壹端至另壹端的流動。這樣壹個隔熱層就環繞了整個居住空間。但通常來說，隔熱層並不能作為壹個熱屏障，因為空氣仍然能夠通過大多數的隔熱。
“壓力邊界”指的是房子外殼控制內部、外部空氣流動的能力。需要註意的是熱邊界中的熱流轉換為壓力邊界中氣流的過程。當然如果住房（或航天飛機）的門窗是開放的，那麽隔熱層的多少就顯得不那麽重要了。
無論是在夏季還是冬季，都沒有人會刻意打開其門窗；但是在整個住房結構中，存在無數個小孔或縫隙，而這都會導致不受控制的氣流進入。美國能源署認為不受控制的空氣滲透是造成大多數房屋能量損失的首要原因（DOE，2010）。通常我們使用泄漏檢測（LT）來對這些孔洞進行識別和測量，而其中鼓風門氣密性測試法則起著非常重要的作用。
我們將校準後的風扇和壓力計安裝在門的外部。將所有其他的門窗關閉後，對風扇進行通電，從而在內部和外部創建出壹個50 Pa的壓力差。這種壓力差等同於32km/h （20mph）的外部風力對住房結構產生的壓力。這是行業對某壹住房空氣泄漏的衡量標準。
空氣滲入是在1立方英尺每分鐘50Pa的環境下進行測試的（CFM50）。空氣泄漏測量用於計算在每小時50Pa情況下的空氣轉換。因此將CFM50的數值乘以60得到1立方英尺每小時的空氣滲入數值，然後除以住房的內部體積得到每小時換氣的數值（單位為ACH50）。
例如某壹住房通過鼓風門氣密性測試法測得空氣滲入值為3500CFM50。房子面積為232.3平方米（2500平方英尺），到天花板的高度為2.4米（8英尺），從而其體積為566.3立方米（20000立方英尺）。
3500 CFM50 *6/20000ft3 = 10.5 ACH50
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這意味著，當冷空氣以32km/h（20 mph）的風速行進時，住房中所有的空氣每小時都要強行更換10次，也就是每6分鐘壹次，那麽煤爐就要不斷加熱，從而使外部進入住房的冷空氣得到升溫。而這個例子實際上就是我自己的住房，其建於1981年。
使用輕型木構架建造的房屋測得的結果壹般為15到20ACH50。現今典型的節能住房測得的數值為3.5ACH50或更少，而超高效節能住房所測量的結果甚至不到1ACH50，同時其配置了更復雜的HVAC設備，如空氣全熱交換器，在進行新舊空氣交換時，該設備能保持住房內部能源的不流失。
最後要提到的是，房子需要通風設備。妳也許會質疑“但這不就導致了住房的空氣泄漏嗎？” 這是壹個普遍的誤解。通風與不受控制的空氣泄漏是有很大區別的。首先將汙濁空氣排出讓新鮮空氣流入，只是通風的壹個方面。更為重要的是通風能驅逐廚房、浴室和洗衣房等區域中潮濕和惡臭的空氣。
那麽我們該如何有效利用鼓風門測試的結果？其主要有兩種用途。鼓風門測試的結果能夠有效幫助妳為住房制定煤爐和空調的規格標準。HVAC承包商通常是由空調承包商協會認證的。該認證需要對住房進行建模，然後根據英國熱量單位（BTU）對供熱制冷進行測量和計算。建模需要測量露出的外墻和隔離層面積、門窗面積、熱額定值以及空氣滲透率。結合住房位置天氣數據的這些數據總和，最終用於計算火爐和空調供熱制冷的BTU技術標準。
壹棟住房即使氣密性隔離性良好，仍會存在那些不舒適的區域。空氣分配系統，也稱為管道系統，是第二種用途。其中我們要註意兩方面內容。第壹是保證暖風或冷風被輸送到指定的房間。第二是測量輸送的空氣量，確保每個房間收到其自身所需的空氣量。住房中的管道系統如果設計不當，會造成過多的空氣損失，也會造成空氣在穿過狹窄空間和閣樓管道時顯著的熱損失。
在檢查房屋燃燒器具時，如燃氣或燃油爐、燃氣熱水器，燃氣廚房設備和燃木壁爐時，LT采用形式略有不同。
我最近檢測了壹棟具有百年歷史的老房子中的所有燃氣用具，發現每壹個設備都存在燃氣泄漏。自然通風的熱水器排氣孔被多年積累的雜物完全堵塞。堵塞會導致熱水器中的氣流逆流，而這意味著所有的廢氣都會進入房屋內部。但這棟房子測得數值為15ACH50，表示其換氣頻繁過度泄漏，這反而抵消了逆流廢氣所帶來的危害。
另壹棟新的房屋測得數值為3ACH50，表示其氣密性非常好。但房主對廚房進行了改造，安裝了壹個零售的煤氣竈和抽油煙機。這棟房子也有壹個燃木壁爐。當我們執行LT測試後發現，啟動抽油煙機時會導致壁爐氣流逆流。這使得居住者存在壹氧化碳中毒的風險。這是壹個看似孤立的各個組件相互關聯的典型例子。作為無損檢測的專業人士我們將無損檢測視為是壹種將高新材料應用於生活工作中的實踐。因此我鼓勵大家去思考無損檢測能夠且應該在我們個人住宅中所發揮的作用。
