被动房示范项目围护结构关键节点设计与构造

示范篇

口住房和城乡建设部科技与发展促进中心彭梦月

本文通过分析中德被动房示范项目的关键节点设计与构造,说明被动房在如何通过精细化的细部构造与处理来实现最佳的保温、隔热和气密性效果。

被动式房屋是采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构,最大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性.使建筑物的采暖和制冷需求降到最低。在此基础上.通过各种被动式建筑手段,如

结构热工性能卓越.非透明外围护结构(外墙、屋面、地面)的平均传热系数达到K≤O.15W/(m2K).外窗的传热系数达到K≤O.8W/

(m2K),建筑气密性通常满足n50≤0.6.即在室内外压差50Pa的条件

下.每小时的换气次数不得超过0.6次。因此.构建被动房最佳的建

自然通风,自然照明和太阳能辐得热等建筑手段来实现室内舒适的湿热环境和采光环境.最大限度地降低对主动式机械采暖和制

冷系统的依赖或完全取消此类设施。在中国.被动式房屋最适宜北方寒冷和严寒地区.能极大限度地降低冬季采暖需求.减少夏季空调,显著提高室内舒适度和空气质量。

在北方寒冷地区.基于德国标准的中德被动房示范项目围护

筑围护结构.三个关键因素必不可少:一是高效的复合外墙外保温

系统.二是无热桥的设计与构造;三是加强建筑的气密性。

本文通过分析中德被动房示范项目的关键节点设计与构造,说明被动房在如何通过精细化的细部构造与处理来实现最佳的保

温、隔热和气密性效果。

万方数据

特别天往

TheSpecial

Focus

一、外墙外保温

以B1级的模塑聚苯板(EPS)为保温材料的外墙外保温系统是被动房主要采用的保温形式。在寒冷地区.被动房保温层厚度通常在200—250mm之间以实现较好的保温效果。为了降低保温层厚度,被动房越来越多地采用改性的EPS板,俗称灰板(Neo-por).导热系数≤0.032(w,m・k)。该板由于添加了红外吸收

剂能就更好吸收、反射热辐射.从而极大地提高材料的保温隔热

性能。在同样的密度和厚度下,Neoporl:l;常规的EPS拥有更低的^值;同样的密度下,达到与常规EPS同样的入值.厚度可以降低20%左右。除了选用高质量的保温芯材完整的被动房外墙保温系统还需配备各种配件.如窗13连接线条、滴水线条,护角线条、伸缩缝线条、断热桥锚栓、止水密封带.从而提高了外保温系统保温、防水和柔性连结的能力.保证了系统的耐久性、安全性和可靠性。施工过程中,施工人员必须按照正确的施工工艺和顺序

排板,计算和布置锚栓、粘接并锚固板材.避免出现通缝、裂缝

或板材之间缝隙过大等质量问题。

被动房设置防火隔离带必须满足或高于国家现行的防火规范要求。防火隔离带需要采用与EPS板等厚度的外墙专用岩棉保温板设置于门、窗、过梁处.且必须超出两侧窗框至少300mm.板

的高度至少200mm.防火隔离带距窗洞口上檐不超过500mm。

岩棉板必须与基层墙面满粘并用锚栓加以固定。为了降低高厚度

保温系统的火灾风险,中德秦皇岛被动房示范项目采用了每层设

置环形防火带的做法。

(图1、2)

图1被动房外墙外保温系统剖面

图2防火隔离带构造

万方数据

二,女儿墙

屋面女儿墙的上部.内侧应全部包裹在防水层保温层里.这样有利于保护主体结构.减少因温度变化引起的应力破坏.避免女儿墙墙体产生裂缝。女儿墙上13推荐安装金属盖板抵御外力撞击。金属板向内倾斜,两侧向下延伸至少150mm.并有滴水鹰嘴.从而加强密封,防止雨水渗入保温层.提高系统的耐候性。(图3)

图3女儿墙防水保温及金属盖板

三、地下室外墙、散水与地下室顶板

冻土层以下0.5米自室外地坪以上300mm处的地下室外墙.应粘接连续的沥青防水层.防水层上面铺设耐水防潮、耐腐蚀且具有高抗压性的的保温材料.如泡沫玻璃。墙基处泡沫玻璃可以抵抗冲击.增强对墙基的保护。地坪以上300mm以上的建筑外墙粘接B1级的EPS保温板.泡沫玻璃和EPS板交接处设置长约1m的折叠性金属的雨水导流板,以避免对墙基处保温系统的侵蚀。同时如果导流板以下的泡沫玻璃出现污损.还便于更换。

在距离外墙300mm处安装竖向水泥挡板或石头组件.竖向挡板和外墙之间回填沙土.上面铺设渗水的鹅卵石。鹅卵石的散水可以将雨水导入土壤.同时防止雨水溅射到外墙上,增强散水美观性。

不采暖地下室顶板要做保温.保温层沿垂直方向延伸0.5米。

(图4、5)

军瓢

图4地下室外墙保温

图6地板防水保温与隔音

五、外窗的安装、保温与密封防水

外窗是提高围护结构保温和气密性非常关键的环节。在传统施工工艺中.外窗都安装在窗洞口中间.热桥明显.防水和密封设计非常薄弱。被动房通过改变窗户安装位置,窗户保温方式、采用高效的防水密封材料和应用窗台板.显著地提高了外窗的保温气密性和防水能力。

图7采用三层Low—E玻璃

万方数据

示范篇

被动房窗户采用了三层Low-E玻璃.玻璃间充惰性气体(氩气或氪气).玻璃U。值为O.7W,(m2ek).玻璃间隔条采用耐候性良好的非金属间隔条。玻璃的太阳能总投射比g≥0.45。窗框通常

为多腔木框架或塑料框架,填充高效的发泡芯材保温.整窗的U

值达到O.8-1.OW/(m2・k)。

(图7)

被动房窗户是安装在主体外墙外侧.窗框外侧落在木质支架上实现更好的隔热效果。外窗借助于角钢或小钢板固定.整个窗户的三分之二被包裹在保温层里.形成无热桥的构造。

窗框与窗洞口之间凹凸不平的缝隙填充了自粘性的预压自膨胀密封带,窗框与外墙连接处必须采用防水隔汽膜和防水透气膜组成的密封系统。室内一侧采用防水隔汽密封布.室外一侧应使用防水透气密封布.从而从构造上完全强化了窗洞口的密封与防水性能。与传统泡沫胶想比,此类密封布具有不变形、抗氧化延展性好、不透水、寿命长等特点。保温系统上设计安装了金属窗台板.窗台板有滴水线造型.这既保护保了温层不受紫外线照射老化.也导流雨水.避免雨水对保温层的侵蚀破坏。

(图8、9、10)

图8外窗的安装与保温

图9窗台板

图10外窗防水隔汽密封布

台是被动房明显的热桥薄弱环节.无热桥的结构降低热桥的影响。欧用无热桥的阳台专用构件.该构件水泥板构成.通过高强度钢筋联结,从而有效地阻断阳台热桥。

(图

荷别天往

TheSpecial

Focus

通过对我国被动房示范项目主要节点设计与构造的分析.我们得出的结论是.被动房不是一种高新技术堆砌的试验建筑.其

成功的核心是精细化的设计与施工。被动房在提高围护结构保温性能、阻断热桥和提高气密性做法方面必须注意以下的关键点:

1、保温层在建筑外围护结构上应连续无间隙.保温层在各处

厚度均匀且质量统一。

2、避免出现结构性热桥.建筑立面的突出构件应用保温材

料完全包裹或悬挑处与保温主体结构之间隔断并进行保温隔热处

理,从而最大限度减少热桥影响。

3、当用金属构件作为外墙设施的连接件时,金属支撑构件不

图11

欧洲无热桥阳台专用构件

要直接穿透保温层.要事先规划和预留金属构件安装的部位。金属构件和主体结构之间宜采用隔热垫层.避免热桥。

4、密封层应包裹整个建筑采暖空间外轮廓。加强门窗洞口的密封和防水设计。

5、防止密封平面被穿透,如电线管穿透.挂件穿透等.采用

专用构件连接和密封处理或设置专门的安装平面。如需在气密层

在国内的示范项目中.由于无法完全引进该产品和施工工艺

且考虑国内建筑设计规范的限制.项目采用了折中的构造设计.

即阳台板与主体结构断开.中间填充保温材料.阻断热桥。阳台板靠挑梁支撑.保温材料将挑梁整体包裹。

(图12)

上开洞.需采取严格的密封措施。

6、重视抹灰对于提高建筑密封性的重要性。建筑基墙从上到下、门窗洞口进行无断点的抹灰处理;燃气开关箱或电配箱在安装前抹灰.安装后存留的狭孔和槽口用灰浆填实。从而提高建筑

的气密性。国

图12示范项目减少热桥的阳台构造设计

七,外墙金属支架的无热桥设计与安装

外墙上的各种支架如空调支架、太阳能热水器支架和雨水

管支架都是容易产生热桥的部位,应在设计和施工工艺中予以避

免。首先应在基墙上预留支架的安装位置.如果保温做完后.再安装相应的支架是错误的做法.会直接破坏保温系统的完整与密封性。金属支架与墙体之间垫装20ram的隔热材料,如泡沫玻璃、石膏板等。然后将金属构件完全包裹在保温层里。

(图13)

图13外墙支架断热桥的处理

万方数据

被动房示范项目围护结构关键节点设计与构造

作者:

作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

彭梦月

住房和城乡建设部科技与发展促进中心建设科技

Construction Science and Technology2013(9)

引用本文格式:彭梦月 被动房示范项目围护结构关键节点设计与构造[期刊论文]-建设科技 2013(9)

示范篇

口住房和城乡建设部科技与发展促进中心彭梦月

本文通过分析中德被动房示范项目的关键节点设计与构造,说明被动房在如何通过精细化的细部构造与处理来实现最佳的保温、隔热和气密性效果。

被动式房屋是采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构,最大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性.使建筑物的采暖和制冷需求降到最低。在此基础上.通过各种被动式建筑手段,如

结构热工性能卓越.非透明外围护结构(外墙、屋面、地面)的平均传热系数达到K≤O.15W/(m2K).外窗的传热系数达到K≤O.8W/

(m2K),建筑气密性通常满足n50≤0.6.即在室内外压差50Pa的条件

下.每小时的换气次数不得超过0.6次。因此.构建被动房最佳的建

自然通风,自然照明和太阳能辐得热等建筑手段来实现室内舒适的湿热环境和采光环境.最大限度地降低对主动式机械采暖和制

冷系统的依赖或完全取消此类设施。在中国.被动式房屋最适宜北方寒冷和严寒地区.能极大限度地降低冬季采暖需求.减少夏季空调,显著提高室内舒适度和空气质量。

在北方寒冷地区.基于德国标准的中德被动房示范项目围护

筑围护结构.三个关键因素必不可少:一是高效的复合外墙外保温

系统.二是无热桥的设计与构造;三是加强建筑的气密性。

本文通过分析中德被动房示范项目的关键节点设计与构造,说明被动房在如何通过精细化的细部构造与处理来实现最佳的保

温、隔热和气密性效果。

万方数据

特别天往

TheSpecial

Focus

一、外墙外保温

以B1级的模塑聚苯板(EPS)为保温材料的外墙外保温系统是被动房主要采用的保温形式。在寒冷地区.被动房保温层厚度通常在200—250mm之间以实现较好的保温效果。为了降低保温层厚度,被动房越来越多地采用改性的EPS板,俗称灰板(Neo-por).导热系数≤0.032(w,m・k)。该板由于添加了红外吸收

剂能就更好吸收、反射热辐射.从而极大地提高材料的保温隔热

性能。在同样的密度和厚度下,Neoporl:l;常规的EPS拥有更低的^值;同样的密度下,达到与常规EPS同样的入值.厚度可以降低20%左右。除了选用高质量的保温芯材完整的被动房外墙保温系统还需配备各种配件.如窗13连接线条、滴水线条,护角线条、伸缩缝线条、断热桥锚栓、止水密封带.从而提高了外保温系统保温、防水和柔性连结的能力.保证了系统的耐久性、安全性和可靠性。施工过程中,施工人员必须按照正确的施工工艺和顺序

排板,计算和布置锚栓、粘接并锚固板材.避免出现通缝、裂缝

或板材之间缝隙过大等质量问题。

被动房设置防火隔离带必须满足或高于国家现行的防火规范要求。防火隔离带需要采用与EPS板等厚度的外墙专用岩棉保温板设置于门、窗、过梁处.且必须超出两侧窗框至少300mm.板

的高度至少200mm.防火隔离带距窗洞口上檐不超过500mm。

岩棉板必须与基层墙面满粘并用锚栓加以固定。为了降低高厚度

保温系统的火灾风险,中德秦皇岛被动房示范项目采用了每层设

置环形防火带的做法。

(图1、2)

图1被动房外墙外保温系统剖面

图2防火隔离带构造

万方数据

二,女儿墙

屋面女儿墙的上部.内侧应全部包裹在防水层保温层里.这样有利于保护主体结构.减少因温度变化引起的应力破坏.避免女儿墙墙体产生裂缝。女儿墙上13推荐安装金属盖板抵御外力撞击。金属板向内倾斜,两侧向下延伸至少150mm.并有滴水鹰嘴.从而加强密封,防止雨水渗入保温层.提高系统的耐候性。(图3)

图3女儿墙防水保温及金属盖板

三、地下室外墙、散水与地下室顶板

冻土层以下0.5米自室外地坪以上300mm处的地下室外墙.应粘接连续的沥青防水层.防水层上面铺设耐水防潮、耐腐蚀且具有高抗压性的的保温材料.如泡沫玻璃。墙基处泡沫玻璃可以抵抗冲击.增强对墙基的保护。地坪以上300mm以上的建筑外墙粘接B1级的EPS保温板.泡沫玻璃和EPS板交接处设置长约1m的折叠性金属的雨水导流板,以避免对墙基处保温系统的侵蚀。同时如果导流板以下的泡沫玻璃出现污损.还便于更换。

在距离外墙300mm处安装竖向水泥挡板或石头组件.竖向挡板和外墙之间回填沙土.上面铺设渗水的鹅卵石。鹅卵石的散水可以将雨水导入土壤.同时防止雨水溅射到外墙上,增强散水美观性。

不采暖地下室顶板要做保温.保温层沿垂直方向延伸0.5米。

(图4、5)

军瓢

图4地下室外墙保温

图6地板防水保温与隔音

五、外窗的安装、保温与密封防水

外窗是提高围护结构保温和气密性非常关键的环节。在传统施工工艺中.外窗都安装在窗洞口中间.热桥明显.防水和密封设计非常薄弱。被动房通过改变窗户安装位置,窗户保温方式、采用高效的防水密封材料和应用窗台板.显著地提高了外窗的保温气密性和防水能力。

图7采用三层Low—E玻璃

万方数据

示范篇

被动房窗户采用了三层Low-E玻璃.玻璃间充惰性气体(氩气或氪气).玻璃U。值为O.7W,(m2ek).玻璃间隔条采用耐候性良好的非金属间隔条。玻璃的太阳能总投射比g≥0.45。窗框通常

为多腔木框架或塑料框架,填充高效的发泡芯材保温.整窗的U

值达到O.8-1.OW/(m2・k)。

(图7)

被动房窗户是安装在主体外墙外侧.窗框外侧落在木质支架上实现更好的隔热效果。外窗借助于角钢或小钢板固定.整个窗户的三分之二被包裹在保温层里.形成无热桥的构造。

窗框与窗洞口之间凹凸不平的缝隙填充了自粘性的预压自膨胀密封带,窗框与外墙连接处必须采用防水隔汽膜和防水透气膜组成的密封系统。室内一侧采用防水隔汽密封布.室外一侧应使用防水透气密封布.从而从构造上完全强化了窗洞口的密封与防水性能。与传统泡沫胶想比,此类密封布具有不变形、抗氧化延展性好、不透水、寿命长等特点。保温系统上设计安装了金属窗台板.窗台板有滴水线造型.这既保护保了温层不受紫外线照射老化.也导流雨水.避免雨水对保温层的侵蚀破坏。

(图8、9、10)

图8外窗的安装与保温

图9窗台板

图10外窗防水隔汽密封布

台是被动房明显的热桥薄弱环节.无热桥的结构降低热桥的影响。欧用无热桥的阳台专用构件.该构件水泥板构成.通过高强度钢筋联结,从而有效地阻断阳台热桥。

(图

荷别天往

TheSpecial

Focus

通过对我国被动房示范项目主要节点设计与构造的分析.我们得出的结论是.被动房不是一种高新技术堆砌的试验建筑.其

成功的核心是精细化的设计与施工。被动房在提高围护结构保温性能、阻断热桥和提高气密性做法方面必须注意以下的关键点:

1、保温层在建筑外围护结构上应连续无间隙.保温层在各处

厚度均匀且质量统一。

2、避免出现结构性热桥.建筑立面的突出构件应用保温材

料完全包裹或悬挑处与保温主体结构之间隔断并进行保温隔热处

理,从而最大限度减少热桥影响。

3、当用金属构件作为外墙设施的连接件时,金属支撑构件不

图11

欧洲无热桥阳台专用构件

要直接穿透保温层.要事先规划和预留金属构件安装的部位。金属构件和主体结构之间宜采用隔热垫层.避免热桥。

4、密封层应包裹整个建筑采暖空间外轮廓。加强门窗洞口的密封和防水设计。

5、防止密封平面被穿透,如电线管穿透.挂件穿透等.采用

专用构件连接和密封处理或设置专门的安装平面。如需在气密层

在国内的示范项目中.由于无法完全引进该产品和施工工艺

且考虑国内建筑设计规范的限制.项目采用了折中的构造设计.

即阳台板与主体结构断开.中间填充保温材料.阻断热桥。阳台板靠挑梁支撑.保温材料将挑梁整体包裹。

(图12)

上开洞.需采取严格的密封措施。

6、重视抹灰对于提高建筑密封性的重要性。建筑基墙从上到下、门窗洞口进行无断点的抹灰处理;燃气开关箱或电配箱在安装前抹灰.安装后存留的狭孔和槽口用灰浆填实。从而提高建筑

的气密性。国

图12示范项目减少热桥的阳台构造设计

七,外墙金属支架的无热桥设计与安装

外墙上的各种支架如空调支架、太阳能热水器支架和雨水

管支架都是容易产生热桥的部位,应在设计和施工工艺中予以避

免。首先应在基墙上预留支架的安装位置.如果保温做完后.再安装相应的支架是错误的做法.会直接破坏保温系统的完整与密封性。金属支架与墙体之间垫装20ram的隔热材料,如泡沫玻璃、石膏板等。然后将金属构件完全包裹在保温层里。

(图13)

图13外墙支架断热桥的处理

万方数据

被动房示范项目围护结构关键节点设计与构造

作者:

作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

彭梦月

住房和城乡建设部科技与发展促进中心建设科技

Construction Science and Technology2013(9)

引用本文格式:彭梦月 被动房示范项目围护结构关键节点设计与构造[期刊论文]-建设科技 2013(9)


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