被动房“绿色”引擎
人们说:被动房里里外外穿的都是高档衣服,绿色环保之装。那么,相应配套的就是衣服的缝制者——绿色建筑。就绿色建材、绿色建筑相互并存的发展理念,寒冬11月的最后一天,笔者访问了河北五兴能源集团秦皇岛五兴房地产有限公司副总经理兼工程部经理徐涛。
技术创新
被动房为中国与德国科技合作项目,是超低能耗建筑。它结合各种节能技术为一体,极大限度地提高了建筑保温的隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷的需求降到最低。徐涛表示,为了确保被动房的气密性和保温效果达到设计标准,他们精心研究被动房的各项技术指标,制定了一系列措施。譬如:外墙保温板为双层,板上下左右采用榫槽连接方式;内、外层上下左右板块均错缝粘贴,以达到更好的保温密封效果。
徐涛介绍说,他们在施工中为了保证门窗的气密性,首先要求洞口尺寸准确,对洞口、墙面进行修整,洞口偏差控制在±5mm,外墙面垂直、平整度控制在0~5mm,然后再安装门窗。门窗框边与墙之间嵌入膨胀胶条,门窗框与墙之间内外贴一道防水密封布,确保密闭防水效果。此外,为了保证门窗扇的严密性,每扇门窗增加两个锁点。外墙穿墙管孔、模板拉杆孔,用发泡胶填充密实,然后内外刮抗裂砂浆并压入网格布。对卫生间、厨房通风道、排水管穿楼板处进行发泡填塞密实处理,对通风道的通风口边缘用胶密封。对连通室外的强、弱电线管进行打胶封闭,墙面下线管、线盒先刮石膏,再加入线管、线盒,厨房、卫生间排水支、立管及卡、吊杆抱箍与管之间加隔音垫。
在施工过程中,为了保证被动房达到设计标准,在对冷热风机出墙通风管道封堵时,进行多次发泡实验,直到符合标准为止。在门窗框与墙之间贴防水密封布时,由于是首次采用,为保证密闭性能,经过反复操作才达到要求。此外,为达到门窗密闭要求,对密封胶条进行了更换。
徐涛表示,被动房与普通房屋的不同之处,就是要通过各种被动式建筑手段,如自然通风、自然采光、太阳能辐射得热等,来尽可能实现室内舒适的热湿环境和采光环境,不再需要主动向外需求能源。居室内,人们生活所产生的热量(如电器、灯具、烹饪、洗涤等)及太阳对窗户向室内的传热量得到充分利用,并通过热(冷)回收装置将室内废气中的热(冷)量回收,新风换气热回收率>75%,最低限度降低对主动式的机械采暖和制冷系统的依赖,从而显著地降低能源需求,实现室内舒适的居住环境,是能量效益最佳房屋。为了达到被动房的标准,按照设计要求,施工中提高各建筑构件验收规范标准,工程质量上新台阶。为保证房屋的气密性,各种穿墙管道(线)、模板孔采用聚氨酯发泡胶密封,门窗四周粘贴防水布等。为保证房屋的保温性能,外墙采用250mm厚双层聚苯板,楼板增设60mm厚挤塑板。为保证隔音效果,楼板增设隔音垫,管道支架加设隔音垫。
被动房引进德国技术,由德国专家亲临指导监督,在采纳德国技术的基础上,充分发掘本国建筑科技潜能,精心设计、精心施工,不断更新实践,采用国内先进的建筑构配件。例如:外墙保温板增加了齿槽连接,外窗采用82系列Low-E三玻两中空,内充氩气;热回收节能空调系统集成了新风、换气、热回收、制冷、制热功能等。
新型节能建筑模块复合墙体是混凝土剪力墙,其墙板的设置与普通砖混建筑相比,具有整体性能好、较强的抗震与抗冲击性能。可在地震烈度≥8度地区建造房屋,与建筑同寿命。此外,同样的供暖方式可达到事半功倍的效果。由于新型节能建筑模块复合墙体建筑有着独特的保温性能,冬季的室温与同等条件的砖混建筑相比可提高7~10摄氏度,其250mm厚复合墙体相当于460cm厚度的红砖墙体的保温效果,即便在没有供暖的情况下,也能使室内保持一定的温度。每年可节省2/3采暖费用,大大降低了住户的使用成本。
新型节能建筑模块复合墙体独有的技术体系实现了房屋的整体密闭,完全淘汰了红砖,彻底封堵了冷桥,避免了传统建筑存在的结露、长毛、开裂、空鼓、脱落等质量缺陷问题发生,主体结构得到较好保护,其整体达到75%节能标准要求。
新型节能建筑模块墙体的抗冲击性、耐久性都很强。复合墙体1cm厚面层由功能分明的基层处理材料、粘结剂、抹面胶、耐碱玻璃纤维涂塑网格布及饰面层组成,有效提高了新型节能建筑模块复合墙体的抗冲击性、耐久性、耐火性能,是综合技术优势多的外墙外保温做法。新型节能建筑模块防火性能高,其所用材料燃烧性能经测试可达到B1级阻燃等级。
新型节能建筑模块复合墙体简捷的施工方法和施工技术容易掌握,施工质量和安全易于得到保证,施工进度快,材料损耗小。其采用承插水平拼接施工技术,工期短,耐低温性能优越。新型节能建筑模块复合墙体在无需增加建造成本的前提下,采用技术先进、性价比适宜的建筑抗震节能技术,可提高节能房屋的使用寿命、延长适宜人居温度的使用时间。
材料升级
徐涛介绍说,被动房在建设中与普通房很明显一个特点就是材料不同,材料不同自然施工方法就不同,一切都要比普通房严格、细致。譬如:非透明外围护结构包括外墙、屋面、地面的平均传热系数达到K≤0.15W/(m2·K),外窗的传热系数达到K≤0.8W/(m2·K),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筑围护结构,有3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。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。在秦皇岛地区,被动房保温层厚度通常在200~250mm,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(Neopor),导热系数≤0.032(W/m2·K)。该板由于添加了红外吸收剂,能更好吸收、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,Neopor比常规的EPS拥有更低的λ值;同样的密度下,达到与常规EPS同样的λ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,如窗口连接线条、滴水线条、护角线条、伸缩缝线条、断热桥锚栓、止水密封带,从而提高外保温系统保温、防水和柔性连结的能力,保证系统的耐久性、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。
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。女儿墙上口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。地下室外墙、散水与地下室顶板,冻土层以下0.5m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0.5m。
在水泥地板上铺设一层沥青防水层,在地板的垂直方向设置一圈隔音垫,与踢脚线齐平,沥青防水层上面铺设保温板。如果是双层保温板,需错缝铺设,保温板之间的缝隙用胶粉聚苯颗粒砂浆密封,上面再覆盖一层PE薄膜作为水蒸气阻隔层,然后浇筑60mm的水泥地面,最后铺设地板面层。隔音垫的设置显著改善了楼板的隔音效果,杜绝了楼板传音。
外窗是提高围护结构保温和气密性非常关键的地方。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,显著提高了外窗的保温气密性和防水能力。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Ug值为0.7W/(m2·K),玻璃间隔条采用耐候性良好的非金属间隔条。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Ug值达到0.8~1.0W/(m2·K)。
被动房窗户是安装在主体外墙外侧,窗框外侧落在铁质支架上,以实现更好的隔热效果。外窗借助于角钢或小钢板固定,整个窗框的2/3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气膜和防水透气膜组成的密封系统。室内一侧采用防水隔气密封布,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。与传统泡沫胶相比,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。保温系统设计安装了金属窗台板,窗台板有滴水线造型,既保护了保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。
突出建筑外立面的悬挑阳台,是被动房明显的热桥薄弱环节,应该在设计中尽量避免,或采用无热桥的结构降低热桥的影响。欧洲国家被动房设计中,往往采用无热桥的阳台专用构件。该构件由高性能的保温材料和高强度水泥板构成,通过高强度钢筋联结安装在室内地板与阳台板之间,从而有效阻断阳台热桥。
在中国,由于无法完全引进该产品和施工工艺,且考虑到国内建筑设计规范的限制,施工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。
以人为本
徐涛表示,秦皇岛市五兴房地产有限公司是五兴能源集团全资子公司,五兴能源集团是河北百强企业,“至高致远”是五兴人的目标,“以人为本”是五兴人服务于客户的根本。15年来,河北五兴能源集团被秦皇岛市政府连续4年授予“民营企业20强”,被河北省人民政府授予“河北百强企业”、“重合同守信用单位”,被中国建设银行授予“建行三A级信用企业”等荣誉。
秦皇岛五兴房地产有限公司是首家在中国开发被动式超低能耗建筑的企业,引领了时代潮流。在城镇化高速发展的今天,如何让城市插上绿色引擎,作为一个战略型、发展型的企业,更应该有责任、有义务、有担当、有奉献,为社会、为民众呼唤起节能环保的意识,以被动房新能源、新技术、新理念、新常态,推动人类社会健康发展,为绿色建筑保驾护航。
