技术讲堂：超低能耗建筑技术案例分享
发布于：2022/6/21 19:19:06
超低能耗建筑技术案例分享
2022年3月11日，住房和城乡建设部印发《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》。明确提出：到2025年，建设超低能耗、近零能耗建筑示范项目0.5亿平方米以上，装配式建筑占当年城镇新建建筑的比例达到30%。至此我国超低能耗建筑得到广泛推广建设，下面就结合案例跟大家分享超低能耗建筑的技术。
一、超低能耗建筑关键技术：
即：保温技术、门和窗技术、无热桥技术、气密性、机械通风系统（高效热回收新风系统）。本项目作为目前全国规模较大的钢框架装配式结构和被动式超低能耗建筑结合的工程，是被动式领域难度系数最大的工程项目。钢结构的温度变形，钢质材料的高传热性，装配式结构的连接安装，连接拼缝多，气密漏点多等给超低能耗建筑气密性的实现带来很大的挑战，且缺少足够可靠案例的解决方案，使工程建设，包括后期的运营维护机构皆面临严峻的考验。
超低能耗建筑关键技术示意图
二、案例解析超低能耗建筑技术
1.案例项目基本情况
1.1项目名称：昌平区未来科学城第二中学建设工程
1.2建设单位：昌平区教育委员会
1.3监理单位：北京帕克国际工程咨询股份有限公司
1.4总建筑面积：23089平方米
1.5项目特点：钢框架装配式结构+被动式超低能耗建筑，旨在打造北京市超低能耗建筑示范项目
项目实景图
项目低能耗建筑质量标识
项目荣誉
2.本项目的超低能耗建筑具体做法
2.1 外墙保温
项目在北京昌平地区，属于寒冷地区，以《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（居住建筑）（试行）》为主要的参照标准，要求外墙平均传热系数在0.10~0.25（W/㎡·K）。外墙采用200MMALC条板+200MM岩棉条。岩棉条外保温系统与基层墙体采用粘锚结合（锚栓采用断桥锚栓）、以粘为主的联结方式，ALC 条板导热系数λ=0.13 W/（m.k），密度：550kg/m3; 岩棉条导热系数λ=0.048W/（m.k），容重 80~100kg/m3,外墙传热系数 K 值为 0.172 W/（m2.K）。外墙保温做法采用双层 100mm 厚岩棉条。
外墙做法如下图：
外墙做法示意图
2.2 被动式门窗及外遮阳
2.2.1 设计概况：整窗传热系数K=1.0W/(m2.K)，玻璃太阳能总投射比g ≥0.35，玻璃采用充氩气的三玻两腔中空玻璃(5+ 12Ar+5+ 12Ar+5)，双层Low-E，玻璃传热系数K= 0.6W/(m2 .K)；采用玻璃暖边技术，开启方式采用内开内倒方式。被动式门窗选用优质的断桥铝合金门窗，外窗气密性为8级、水密性等级6级、抗风压性能等级9级。外窗匹配优质的电动控制活动外遮阳。
2.2.2由于被动式窗的重量大，ALC 外隔墙体系为非承重结构，难以承受大重量的被动式门窗。在主体结构上增设钢附框，用于承载被动式窗，窗外挂于钢附框上，附框内外侧粘贴隔（透）汽膜。
2.2.3节点做法：
做法一：连接件处安装聚氨酯隔热垫块
垫块安装示意图
做法二：在内测粘贴隔汽膜
外门窗的防水隔气材料采用“一”字形粘贴方式，在外窗安装前预先将防水隔汽膜粘贴于外门窗框侧边一周。粘贴前清洁粘贴表面并确定粘贴位置。粘贴位置应靠近室内部分，粘贴宽度不小于 30mm，并预留部分防水隔气材料与门窗洞口侧墙体粘贴，宽度不小于 60mm。防水隔气材料遇搭接时，搭接长度不小于 20mm。保温和外窗之间宜采用预压防水密封条进行密封，防止雨水进入保温层。
隔汽膜粘贴如下图：
做法三：窗外侧粘贴透汽膜 做法四：西、南立面外窗设置遮阳帘
2.3 被动区与非被动区相邻墙顶地的处理
2.3.1 因地下室为非被动区，地上为被动区，在地下室顶板、梁上粘贴岩棉。
2.3.2 地下室柱从±0.0 位置，向下粘贴1米高岩棉条。
2.3.3 地下室外墙从±0.0 位置向上 500mm，向下 2000mm 的范围加做两层 100 厚的 XPS 保温板，并粘贴自粘型防水卷材，形成连续的保温防水层，解决了首层外墙勒脚、首层地面受潮及热桥问题。
2.3.4 室内被动区与非被动区相邻隔墙ALC条板上粘贴隔汽膜，门洞口安装被动门。
2.3.5 地下室顶板支吊架贴近顶板处安装隔热垫块。
另，室外挑檐也需粘贴岩棉条，从而避免热桥的发生。
2.4 屋面做法
2.4.1 设计概况：
屋面保温200厚挤塑聚苯板B1级做法为《16 J908-8》-54-C1 种植屋面。保温材料做法详见13BJ2-12 115页补充做法。
屋面构造2：120厚钢筋混凝土，200厚挤塑聚苯板，A型复合轻集料找坡（平均110厚）。
主断面传热系数：0.135w/m2.k(修正系数1.2)平均传热系数：0.17w/m2.k。
2.4.2 具体做法。
屋面防水做法：
图中楼承板混凝土上先做聚氨酯找坡层、砂浆找平层，之后做冷底油。图中防水做法与普通屋面做法增加了铝箔隔汽卷材层。保温层下的隔汽层、保温层上自粘防水层等构造层，整个集成系统兼具防潮、隔汽、保温隔热、防水等优点，解决了超低能耗建筑种植屋面系统的漏汽漏水隐患问题。
女儿墙立面防水做法： 女儿墙顶面防水做法：
2.5 气密性
2.5.1 气密性是被动式建筑关键的技术之一，并可直接量化作为超低能耗建筑成功建造与否的考核指标。标准要求，超低能耗建筑要在现场气密层施工完成后，工程装饰装修完成后分别在现场进行气密性检测，且气密性检测单位是由建设方委托的第三方检测机构。
钢框架装配式结构，外隔墙为蒸压加气混凝土条板，预制构件现场安装，意味着外围护结构安装拼缝多，气密性漏点多。要解决所有气密漏点，形成超低能耗建筑可靠的气密层，是项目实施的重难点。 解决方法： 钢结构+ALC 条板装配式外墙气密层采用先勾缝，之后使用高性能密封的隔（透）汽膜，包贴所有的外墙连接位置，包括板缝、 穿墙管等部位。ALC 墙板外侧板缝包贴防水透汽膜，内侧不贴。外墙内侧的装饰装修层，亦形成建筑围护结构的气密保障层，而门窗四周的气密性做法，是在门窗外侧贴防水透汽膜，窗内侧贴防水隔汽膜，最终共同形成ALC 外墙围护体系气密层。
2.5.2 气密性检测：
第一次检测：检查ALC条板勾缝、透汽膜粘贴质量、穿墙管及桥架密封处理、外窗防水透汽膜及隔汽膜的粘贴质量等，验收合格后进行第一次气密性检测。
第二次检测：室内装修完成后再次进行气密性检测。检测方法：
采用气密性烟感及鼓风门实验，整窗安装完后，先采用烟感检测气密性；整个房间所有施工项目完成后，采取鼓风门法检测气密性，同时采用红外热成像仪拍摄红外热像图，并确定渗漏源。鼓风门的检测应在 +50Pa 和-50Pa 压差下测量建筑物换气量，通过计算换气次数量化外围护结构整体气密性能。要求在室内外压差 50pa 前提下，建筑的换气次数N50≤0.6h-1 。（每小时的换气次数小于0.6次）
备注：（普通建筑换气次数一般在 7~10h-1 ，普通的节能建筑换气次数也在 3~4h-1 ），因而超低能耗的气密性要求非常严格。
检测示意图
2.6 通风系统
通风系统是超低能耗建筑又一非常关键技术，超低能耗建筑的通风系统除了热回收的机组本身，与机组连接的，实现空气内外疏导的各管道系统也是关键，超低能耗通风系统管道的施工注意两个问题：一是管道的保温隔热处理，二是室外管道段的隔汽问题。将室外裸露的风管增加百叶止回阀，防止外界的气流倒灌到室内，防止能量的交换与流失。同时，对出屋面的风管及竖井内的风管加保温，进一步防止外界环境对建筑室内环境的影响。在室外的管道井处，风管与管道井壁进行气密性处理，以防此处形成超低能耗建筑的气密漏点。
2.7新风热回收设备
全空气空调系统及新风系统，在过渡季节通过调节新风比来消除室内的余热余湿，全空气系统过渡季节可实现全新风运行，夏季新风比为20%。全空气系统空调机组及新风系统设置排风热回收装置，采用转轮式热回收器，热回收风量为送风量的95%，全热回收效率70%，显热回收效率75%。被动式建筑不需要主动加热，它基本上是依靠被动收集来的热量来使房屋本身保持一个舒适的温度。使用太阳、人体、家电及热回收装置等带来的热能，不需要主动热源的供给。
