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浅析被动式超低能耗建筑热桥处理

浅析被动式超低能耗建筑热桥处理

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被动式建筑作为一种极低能耗的建筑,势必对其围护结构热工性能的设计提出了更高的要求。无热桥设计是被动式建筑设计的五大准则之一,被动房研究所PHI认为所有的结构方式必须满足高标准的气密性、保温效果和避免热桥现象发生。在实际工程中,热桥对建筑造成了极大的热量损失。本文主要介绍建筑外围护结构中的外门窗、阳台板与女儿墙等部位如何避免热桥。


01

热桥部位处理


1.1 门窗无热桥处理


目前建筑中外围护门窗的安装方式采用金属膨胀螺栓或者尼龙胀锚螺栓将镀锌角钢或镀锌金属压型角片与建筑墙体进行固定,这样的安装方式将会产生热桥。被动式超低能耗建筑为解决门窗安装过程中产生的热桥问题。


可采用以下方式进行安装(以塑钢窗为例):


一是湿法无热桥安装方式。采用沉头金属膨胀螺栓或者尼龙胀锚螺栓将聚氨酯拉挤型材固定角件与塑料热框与建筑墙体进行固定,其他三边同样采用聚氨酯拉挤型材制作固定角件用来承担门窗所受的风荷载,为避免出现金属热桥,采用塑料盖帽将外露的螺栓头盖住(见图1)。


这种安装方式采用的聚氨酯拉挤型材是由多元醇与一种高反应性的异氰酸酯方便快捷地混合均匀形成的制品,它可以提高制品中玻璃纤维含量而使制品强度大大提高。同时用玻璃纤维与聚氨酯树脂拉挤窗框,所得窗框的强度比PVC窗框高8倍,其导电性比铝低40倍,因而绝缘性能好得多,同时具有优良的胀缩性能,可耐各种气候条件。


二是干法无热桥安装方式。与湿法安装方式的区别在于采用聚氨酯树脂拉挤型材制成附框,附框与窗按照室外向室内的顺序进行安装,附框大于窗框将门窗的外框包裹住,避免窗框结合处的雨水渗透;同时在附框的室内一侧设置挡边,既避免通缝的形成,又可提高门窗与墙体间的密封性能;同时为利于门窗排水系统的设置,将附框与窗的接触面设置成斜坡。


这种干法安装方式,将聚氨酯拉挤附框与墙体的保温系统的各项热工性能保持一致,形成统一的保温体(见图2)。同时聚氨酯附框具有很好的节能保温效果,经研究可使门窗与墙体整个安装节点传热系数降低0.87W/(m2·K),使整个节点内表面温度提高5.6℃。



1.2 阳台板无热桥处理


被动式超低能耗建筑中阳台板,若采用非封闭式阳台,由于阳台板和主体结构是直接连接的,这样就存在热桥现象,建筑在投入使用后可能会造成室内结露发霉的情况。如果在阳台保温设计时采用保温板将整个阳台板全部包裹起来的话,则厚度需要很大,且会造成高度超过室内标高引起渗水隐患。


针对此类阳台板,在设计时可采用在阳台板与建筑外墙之间预留缝隙,缝隙宽度为外墙保温层厚度,缝隙长度为阳台板两端结构挑梁之间的距离(见图3)。在阳台板施工后,在缝隙间填充保温材料,避免出现热桥。



1.3 女儿墙无热桥处理


建筑中的女儿墙连通屋面结构梁,材质一般为钢筋混凝土,若女儿墙在无保温的情况下,冬夏温度接近室外温度,与室内温度相差较大,女儿墙将通过结构梁和板与室内进行热量交换,就会出现结构性热桥。


另一方面,因建筑外围护墙体做了外保温之后,结构墙体温度无论冬夏季节均接近室内温度,从而造成女儿墙与外墙接触部位温差变化幅度较大,导致接触部位产生温度裂缝,对建筑造成隐患。在进行被动式超低能耗建筑构造设计时,可采用外墙保温层将女儿墙包裹,与屋面保温层连接成整体(见图4),同时设置金属盖板以提高其耐久性,金属盖板与结构连接部位可采用隔热垫块避免热桥。



1.4 管线穿墙无热桥处理


在传统建筑中,设备管线在穿建筑外围护结构处,一般不进行密封,这样容易形成内外热量交换通道,形成热桥,在被动式超低能耗建筑设计时,穿墙管线应根据管径预先安放防水套管,用聚氨酯发泡等保温材料填充防水套管与管道之间的缝隙,并在接口处采用专用密封胶带进行密封,确保不会出现缝隙,避免热桥的产生。


同时在被动式超低能耗建筑设计时,尽量不在建筑外墙上安装电器插座和开关。若开关、电器插座安装在现浇钢筋混凝土上时,应采用预埋的方式,若安装在砌体墙体上时,应预留孔槽,在安装时先用石膏灰浆将孔槽进行封堵,再将插座线盒嵌入孔槽内,将其密封。


02

总结


综上所述,被动式超低能耗建筑在发展过程中,要重视节能、绿色环保的理念,要将建筑热桥与建筑外围护结构节能设计统一起来,对容易产生热桥的节点应针对性地加强设计,对于外墙挑檐、阳台、女儿墙、空调板等构件保证建筑外保温的完整性。在实际工程中,要根据建筑本身,采取全方位措施,使得建筑达到无热桥,使得被动式建筑能耗大大降低,更加符合绿色建筑的理念。


(编辑:奚雅青)


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