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[摘要]被動(dòng)房具有高質(zhì)量、高壽命、低能耗、舒適等諸多優(yōu)點(diǎn),國(guó)內(nèi)外都視它為未來(lái)建筑的發(fā)展目標(biāo)。考慮到被動(dòng)房的特質(zhì),需對(duì)現(xiàn)行建材產(chǎn)品指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整,并加入與被動(dòng)房特點(diǎn)相關(guān)的新的指標(biāo)要求,同時(shí)提高建材的質(zhì)量和壽命。因此,嚴(yán)格控制原料、優(yōu)化工藝參數(shù)、并制定被動(dòng)房用相關(guān)建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。
[關(guān)鍵詞]被動(dòng)房;低能耗;建筑材料;檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
1被動(dòng)房的定義及特點(diǎn)
被動(dòng)式房屋[1]的概念最早是由德國(guó)達(dá)姆施塔特被動(dòng)房研究所提出的,1991年第一座被動(dòng)式房屋在德國(guó)達(dá)姆施塔特市建成。被動(dòng)房[2]是將自然通風(fēng)、自然采光、太陽(yáng)能輻射和室內(nèi)非供暖熱源得熱等各種被動(dòng)式節(jié)能手段與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合建造而成的低能耗建筑。設(shè)計(jì)合理的被動(dòng)房室內(nèi)的空氣質(zhì)量、溫濕度和通風(fēng)換氣都是優(yōu)于傳統(tǒng)建筑的,體感舒適度大幅度提升,甚至有調(diào)查表明住在被動(dòng)房里的住戶(hù)生病明顯減少,身體健康狀況得到改善,譬如感冒次數(shù)明顯減少,風(fēng)濕疼痛明顯減輕等[3]。
2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
瑞典、德國(guó)、丹麥、奧地利、比利時(shí)是發(fā)展被動(dòng)式低能耗建筑較好的國(guó)家。2011年德國(guó)提出的目標(biāo)是自2021年起所有的新建建筑將建成(近)零能耗,比利時(shí)自2015年起所有建筑將按被動(dòng)式房屋標(biāo)準(zhǔn)建造。2009年12月18日歐盟決議是最大限度地利用建筑潛在的能源,自2020年起所有新建建筑必須達(dá)到近零能耗建筑的標(biāo)準(zhǔn)。即新建筑要做到零排放、所需能源由再生能源替代,最大限度地發(fā)掘其內(nèi)在的能源潛力。我國(guó)的被動(dòng)式低能耗建筑仍處于“打基礎(chǔ)、促發(fā)展”的階段,研究不同氣候的試點(diǎn)示范項(xiàng)目,研究不同氣候區(qū)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)研究適用于不同氣候區(qū)的技術(shù)支撐體系,待試點(diǎn)成熟后再大規(guī)模推廣。
3被動(dòng)房在建材領(lǐng)域遇到的問(wèn)題
目前國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)被動(dòng)房的主要指標(biāo)包括氣密性、采暖和生活熱水用能、采暖負(fù)荷、室內(nèi)舒適度指標(biāo)、建筑物總用能、制冷負(fù)荷、除濕需求等。被動(dòng)房概念的提出對(duì)我國(guó)的建材質(zhì)量也提出了更高的要求。我國(guó)建材行業(yè)面臨的突出問(wèn)題表現(xiàn)在四個(gè)方面[4]:門(mén)窗系統(tǒng)產(chǎn)品、門(mén)窗系統(tǒng)配套材料、外墻外保溫系統(tǒng)配套材料、防水卷材系統(tǒng)產(chǎn)品。
3.1門(mén)窗系統(tǒng)產(chǎn)品門(mén)窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分,同時(shí)也是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫最薄弱的環(huán)節(jié),門(mén)窗能耗累計(jì)占了建筑能耗的一半。因此,門(mén)窗節(jié)能性能是被動(dòng)房達(dá)到節(jié)能指標(biāo)的關(guān)鍵。被動(dòng)房用門(mén)窗最關(guān)鍵的兩個(gè)指標(biāo)是密封性能和保溫性能,而北京最新的外窗保溫節(jié)能要求僅達(dá)到德國(guó)1995年的水平[5]。我國(guó)河北省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)DB13(J)/T177-2015《被動(dòng)式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)被動(dòng)房用門(mén)窗系統(tǒng)材料性能規(guī)定[6]見(jiàn)表3。我國(guó)在中德合作的河北秦皇島被動(dòng)式低能耗住宅示范項(xiàng)目“在水一方”[7]中取得了寶貴經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為可以通過(guò)選擇不同的真空玻璃、玻璃鋼、塑鋼或者木型材組合的整窗部品均可達(dá)到被動(dòng)房對(duì)外窗傳熱系數(shù)U≤0.8W/(m2•K)的要求,也要選擇好的型材才能保證門(mén)窗型材和玻璃邊緣不發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象,杜絕地表風(fēng)和冷輻射的現(xiàn)象,創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)被動(dòng)房門(mén)窗更好的氣密性和保溫性能,建議被動(dòng)房門(mén)窗系統(tǒng)中所用玻璃和型材嚴(yán)格控制所選用的玻璃結(jié)構(gòu)和型材的熱傳導(dǎo)系數(shù),并制定對(duì)應(yīng)該地區(qū)合理的標(biāo)準(zhǔn)要求值,同時(shí)通過(guò)規(guī)范門(mén)窗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更好地控制門(mén)窗系統(tǒng)的氣密性和保溫性。
3.2門(mén)窗系統(tǒng)配套材料目前我國(guó)門(mén)窗系統(tǒng)所需要的密封材料、隔熱墊板、密封條的產(chǎn)品質(zhì)量較差,性能穩(wěn)定的廠家少之又少。被動(dòng)房需要性能穩(wěn)定并且壽命高的密封膠條因此很難滿足,同時(shí)需要采用優(yōu)質(zhì)原料、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。被動(dòng)式房屋的外窗應(yīng)采用三道耐久性良好的密封材料密封。DB13(J)/T177-2015《被動(dòng)式低能耗居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定[6]外圍護(hù)結(jié)構(gòu)門(mén)窗洞口處外墻與窗框之間宜用防水隔汽膜和防水透汽膜組成的密封系統(tǒng)密封,室內(nèi)一側(cè)使用防水隔汽膜,室外一側(cè)使用防水透汽膜。在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的門(mén)窗洞口處,門(mén)窗框與外墻表面宜安裝預(yù)壓膨脹密封帶。國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集16J908-8《被動(dòng)式低能耗建筑-嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑》[8]中規(guī)定相應(yīng)的產(chǎn)品性能要求見(jiàn)表4和表5。與相關(guān)產(chǎn)品的現(xiàn)行產(chǎn)品指標(biāo)比較,該指標(biāo)更為關(guān)注材料的耐久性,并對(duì)透汽和隔汽性能有了更為嚴(yán)格的要求,被動(dòng)房用門(mén)窗系統(tǒng)密封材料指標(biāo)應(yīng)提高這兩方面的要求。
3.3外墻外保溫系統(tǒng)配套材料我國(guó)企業(yè)可以生產(chǎn)品質(zhì)較為優(yōu)良的保溫材料、網(wǎng)格布、聚合物砂漿,由于受到我國(guó)建筑防火規(guī)范的影響,目前建筑市場(chǎng)主要的保溫材料包括巖棉板/條、聚苯板(B1級(jí))、石墨聚苯板(B1級(jí))、擠塑聚苯板(B1級(jí))、真空絕熱板、聚氨酯板(B1級(jí))等。針對(duì)真空絕熱板外覆阻氣膜較薄、易損傷漏氣,板縫間易產(chǎn)生熱橋的特點(diǎn),國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集16J908-8《被動(dòng)式低能耗建筑-嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑》[8]中對(duì)真空絕熱板提出了穿刺后導(dǎo)熱系數(shù)的要求,同時(shí)要求在被動(dòng)式建筑外保溫系統(tǒng)中真空絕熱板不宜單獨(dú)使用,當(dāng)使用雙層真空板作為保溫層時(shí),應(yīng)錯(cuò)縫鋪裝,且應(yīng)采用聚氨酯膠粘劑粘貼;針對(duì)巖棉板/巖棉條的易吸水粉化的特點(diǎn),對(duì)巖棉板/巖棉條的酸度系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性、憎水率提出了更高的要求。聚苯板(B1級(jí))、石墨聚苯板(B1級(jí))和擠塑聚苯板(B1級(jí))等保溫材料,具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率低、強(qiáng)度高等特點(diǎn),在傳統(tǒng)的外保溫系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。被動(dòng)房對(duì)外墻、屋面的傳熱系數(shù)要求為嚴(yán)寒地區(qū)不大于0.10W/(m2•K),寒冷地區(qū)不大于0.15W/(m2•K),嚴(yán)于傳統(tǒng)外墻保溫系統(tǒng)建筑對(duì)傳熱系數(shù)的要求即0.30W/(m2•K)~0.45W/(m2•K)。即使被動(dòng)房對(duì)窗口、間縫等易發(fā)生熱量損失地方的防熱橋處理更為嚴(yán)格,若將聚苯保溫材料應(yīng)用于被動(dòng)房建筑必將增加使用厚度,所以應(yīng)充分考慮材料使用厚度對(duì)單體燃燒性能的影響。一般材料厚度越大,600s總熱釋放量會(huì)越大,越難達(dá)到B1級(jí)要求。3.4防水卷材系統(tǒng)產(chǎn)品被動(dòng)房要求廠商提供的是屋面卷材防水保溫系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)包含防水隔汽層、保溫材料、防水透汽層和施工輔材,使用壽命達(dá)50年以上。國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集16J908-8[8]中規(guī)定屋面保溫材料宜選用抗壓強(qiáng)度高、尺寸變形小、防水性能好的產(chǎn)品,屋面隔汽層材料應(yīng)選用耐堿鋁箔面層玻纖胎自粘改性瀝青防水卷材。
4結(jié)論
我國(guó)正在積極推動(dòng)被動(dòng)房項(xiàng)目,但是不能盲目模仿國(guó)外的模式,要根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)的氣候和科技經(jīng)濟(jì)水平來(lái)量身定制我國(guó)的被動(dòng)房發(fā)展指標(biāo)和路線。被動(dòng)房具有節(jié)能、舒適兩大優(yōu)點(diǎn),因此被動(dòng)房用的幾乎絕大多數(shù)建材都需要加入或調(diào)整氣密性和保溫性能的相關(guān)指標(biāo)要求。另外,被動(dòng)房還有一個(gè)很關(guān)鍵的指標(biāo)就是壽命高,從而對(duì)建材的耐久性提出了更高的要求。而我國(guó)建材質(zhì)量參差不齊,因此規(guī)范好建材行業(yè),并制定相應(yīng)的被動(dòng)式建筑用建材標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。
作者:龔春平;袁志欣;臧凡;彭超;曾春燕;周俊鈞;邢銘琪 單位:中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司