寒冷地區(qū)被動式超低能耗建筑關(guān)鍵技術(shù)(1)

王猛

摘? 要：建筑工程是我國的核心產(chǎn)業(yè)之一，對我國社會和經(jīng)濟的進步與發(fā)展起著非比尋常的積極作用，但是隨著建筑工程數(shù)量的增加和規(guī)模的擴大，也造成了大量的資源浪費，并產(chǎn)生了一些環(huán)境污染問題。隨著低碳環(huán)保理念的普及推廣，如何提高建筑施工工程的綠色低耗水平成為了主要的研究課題。被動式超低能耗建筑正是在此背景下應運而生的一種高效？低污染高品質(zhì)建筑形式，該類型建筑在北方寒冷地區(qū)的應用價值非常高，本文就該建筑模式中的關(guān)鍵技術(shù)進行了簡要說明。

關(guān)鍵詞：寒冷地區(qū);被動式超低能耗建筑;關(guān)鍵技術(shù)

被動式超低能耗建筑是一種與傳統(tǒng)建筑相對應的低能耗建筑類型，其實現(xiàn)原理并不是依靠高端技術(shù)的累積，而是基于現(xiàn)有建筑施工技術(shù)的基礎(chǔ)上優(yōu)化形成的一種低碳經(jīng)濟建筑。隨著國民水平的提高，人們對于使用建筑的性能要求越來越復雜，不僅要求居住的舒適性，同時也希望建筑具有環(huán)保性能優(yōu)質(zhì)、能源利用率高等特點。尤其是對于北方寒冷地區(qū)而言，不同的建筑保溫系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)等，對于建筑使用人員來說，體驗是完全不同的。因此相關(guān)施工人員應當充分掌握被動式超低能耗建筑的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容并在實踐施工過程中加以應用，這樣才能為人們提供更加舒適的居住場所。

1 高效的保溫隔熱系統(tǒng)

高效的保溫隔熱系統(tǒng)包括外墻，屋面，地下室外墻、散水和頂板、排氣管道保溫隔熱等。外墻外保溫主要采取厚度為200～250mm厚的模塑聚苯板（EPS），控制傳熱系數(shù)小于0.15W/（m2·K）。屋面除做保溫層之外還加防潮層，通常采用防水性能和抗壓強度更好的擠塑聚苯板（xvs）等材料。同時屋面的防水保溫一直延伸到女兒墻頂部，并加蓋特殊構(gòu)造的金屬蓋板，防止雨水進入保溫系統(tǒng)。地下室的防水和保溫層要做到凍土層以下至少500mm。地坪以上300mm處應鋪設防潮、耐腐蝕、耐壓的泡沫玻璃等保溫材料。散水一般采用礫石和鵝卵石。排氣管道和風道保溫至頂部，穿過樓板部分應加強保溫和防水，進入房間的管道外包保溫隔音層，避免各種熱損失。

2 高性能的門窗系統(tǒng)

被動式超低能耗建筑的門窗、幕墻等透明圍護結(jié)構(gòu)均要求采用高效節(jié)能門窗，不僅要求其整窗u值必須小于0.8W/（mz·K），而且要求總能量穿透率G值小于50%。當前常用的高效窗戶主要是多腔木框或塑料型材，填充高效的發(fā)泡芯材保溫，采用三玻兩腔Low-E玻璃，玻璃間充氪氣或氬氣等惰性氣體或采用真空玻璃、施工時窗戶固定在主體外墻外側(cè)，并加裝窗臺板、隔熱片和防水密封材料等部件，解決外窗的能耗高、保溫氣密性差等問題。

3 無熱橋結(jié)構(gòu)設計

所謂熱橋效應，指的是一種熱傳導物理現(xiàn)象。在建筑結(jié)構(gòu)當中，由于陽臺、梁柱、墻角等部位多是采用混凝土材料建設而成的，具有較強的熱傳導性能，所以很容易造成建筑室內(nèi)溫度損耗。所以被動式超低能耗建筑設計中還有一項重要的設計原則，就是無熱橋結(jié)構(gòu)設計。一般而言，當熱橋系數(shù)小于或等于0.01W/（m·K）時，即可認為無熱橋結(jié)構(gòu)設計成功。該設計目標的主要實現(xiàn)方法是，通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造或者安置具有良好保溫效果的建筑構(gòu)件，將容易產(chǎn)生熱橋效應的建筑結(jié)構(gòu)完全包圍在保溫層內(nèi)，這樣就可以阻斷室內(nèi)溫度流失，進而降低資源損耗。

4 良好的氣密性

建筑氣密性能對于實現(xiàn)超低能耗目標非常重要、良好的氣密性可以減少冬季冷風滲透，降低夏季非受控通風導致的供冷需求增加，避免濕氣侵入造成的建筑發(fā)霉、結(jié)露和損壞，減少室外噪聲和空氣污染等不良因素對室內(nèi)環(huán)境的影響，提高居住者的生活品質(zhì)、氣密層應連續(xù)并包圍整個外圍護結(jié)構(gòu)，建筑設計施工圖中應明確標注氣密層的位置，應采用簡潔的造型和節(jié)點設計，減少或避免出現(xiàn)氣密性難以處理的節(jié)點。應選用氣密性等級高的外門窗，外窗框與窗扇間宜采用3道耐久性良好的密封材料密封，每個開啟扇至少設2個鎖點，應選擇適用的氣密性材料構(gòu)成氣密層，常見的可構(gòu)成氣密層的材料包括一定厚度的抹灰層、硬質(zhì)的材料板（如密度板、石材）、氣密性薄膜等、孔眼薄膜、保溫材料、軟木纖維板、刨花板、砌塊墻體等不適于用做氣密層，應選擇適用的氣密性材料做節(jié)點氣密性處理，如緊實完整的混凝土、氣密性薄膜、專用膨脹密封條、專用氣密性處理涂料等材料;包裝膠帶、聚氨酯發(fā)泡、防水硅膠等材料不適合做節(jié)點氣密性處理材料、對門洞、窗洞、電氣接線盒、管線貫穿處等易發(fā)生氣密性問題的部位，應進行節(jié)點設計并對氣密性措施進行詳細說明。

5 遮陽設計

北方寒冷地區(qū)的冬季供暖能耗在全國供暖能源需求量中占據(jù)很大比例，而太陽輻射可以有效替代部分供熱能源，為人們提供一定熱量，但是太陽能輻射并不適用于北方四季。夏天如果太陽輻射過高，反而需要耗費更多的空調(diào)能源來實現(xiàn)室內(nèi)降溫，所以寒冷地區(qū)被動式超低能耗建筑的建設過程中也同樣要考慮遮陽設計，尤其是建筑的外窗部位。具體的遮陽設計內(nèi)容應當結(jié)合當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，以及建筑門窗的朝向和房間的使用頻率等多方面因素，綜合判斷分析后再決定。

6 高效的新風熱回收系統(tǒng)

被動式低能耗建筑一般通過采集太陽熱量和人體本身的散熱，就可以基本滿足室內(nèi)的溫度需求，另外不足之處則可以通過新風熱回收系統(tǒng)來補充，目前我國的新風熱回收系統(tǒng)主要有兩種，分別是集中式和分戶式，具體安裝類別可以根據(jù)用戶需求確定。需要注意的是，在配置新風熱回收系統(tǒng)時，首先應當滿足室內(nèi)居住人群對新鮮空氣的需求量，其次再對熱能加以回收利用，這樣才能為人們提供最為舒適的居住環(huán)境。根據(jù)以往經(jīng)驗，新風熱回收系統(tǒng)熱回收率在75%以上，室內(nèi)送風溫度高于17攝氏度為佳。

7 輔助供暖供冷系統(tǒng)

輔助供暖供冷系統(tǒng)在超低能耗建筑中應用頻率也非常高，其主要原理同樣是針對太陽能等可再生資源實現(xiàn)資源循環(huán)利用。在寒冷地區(qū)采用輔助功能供冷系統(tǒng)的可行性比較高，但是需要注意的是，輔助供暖系統(tǒng)應當采用分戶形式，熱源生成方式可以選用空氣源熱泵或地源熱泵。與此同時，在選用輔助熱源時，還要同時考慮生活熱水的使用需求，這點可以利用太陽能滿足，太陽能熱水的工作原理主要是通過自動檢測供水系統(tǒng)內(nèi)的水溫差來啟動或者關(guān)閉熱循環(huán)泵，操作簡單方便，更受人們喜愛。在進行輔助功能供冷系統(tǒng)的實際設計時，可以根據(jù)建筑使用需求設計多種輔助裝置，以實現(xiàn)最優(yōu)的能源輔助組合效果。

8 結(jié)束語

經(jīng)過以上分析說明可以發(fā)現(xiàn)，被動式超低能耗建筑的實現(xiàn)技術(shù)涉及方方面面，尤其是對于寒冷地區(qū)而言，四季溫差比較大，在進行被動式超低能耗建筑設計時，需要考慮的內(nèi)容更加綜合，相關(guān)設計人員必須全面掌握被動式超低能耗建筑的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，這樣才能為了給人們提供更加舒適的居住環(huán)境。

參考文獻

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