优化与规范被动房用建材的建议与思考

发表时间:2019/3/8   来源:《建筑学研究前沿》2018年第33期   作者:丁春磊
[导读] 被动房具有节能、舒适两大优点,因此被动房用的几乎绝大多数建材都需要加入或调整气密性和保温性能的相关指标要求。
天津通鸿防水保温工程有限公司  300380
  摘要:随着科技的发展,城镇化进程的加快,人们对建筑业的要求逐渐提高。被动房具有高质量、高寿命、低能耗、舒适等诸多优点,国内外都视它为未来建筑的发展目标。考虑到被动房的特质,需对现行建材产品指标进行调整,并加入与被动房特点相关的新的指标要求,同时提高建材的质量和寿命。本文就优化与规范被动房用建材的建议与思考展开探讨。
  关键词:被动房;低能耗;建筑材料;检测标准
  
  
  引言
  被动式建筑对产品材料同样也有着高质量的要求。例如我国的防水材料产品大多由胶粉沥青制成,使用年限一般只能保证5年,而德国的SBS高聚物改性沥青防水卷材配以合理构造,屋面防水保温系统的免维护期更长。因此,随着被动式建筑的发展,高质量的产品将会逐步被市场接受,低质量的产品则终将被市场摒弃。
  1国内外被动式建筑发展现状
  “被动房”是由瑞典亚当姆森教授和德国菲斯特教授于上世纪80年代在低能耗建筑的基础上提出的。德国1990年建成了世界上第一座被动房。随后通过大量的研究以及政府的资助,被动建筑的概念被逐渐完善起来。如今,被动式建筑在德国以及欧洲国家中无论是设计还是技术都已经发展的很成熟了。并且被动房已获得很多国家的认可,开始实施立法,强行推动。我国对于被动式建筑的研究起步较晚,早在20世纪80年代我国便已经开展了节能建筑的相关研究,但是对节能建筑还处于研究阶段。进入21世纪以后被动式建筑、生态建筑等理念逐渐被人们所接受并开展了一系列研究,并且对被动式技术实施进行了深入的研究和应用,取得了一定的研究成果。但是由于政府推动力度不足,缺少被动式建筑设计的人才,缺少自由被动式建筑材料等问题,我国被动式建筑在国内建设的发展速度滞后。
  2被动式建筑屋面要求
  被动式建筑屋面按Ⅰ级防水要求设防,材料选择要满足相容性要求。屋面的基层上方、保温层下方要求同时设置隔汽层,隔汽层材料选用耐碱铝箔面层玻纤胎自粘改性沥青隔汽卷材。屋面工程中所用的防水材料的燃烧性能也要符合现行防火规范的有关规定。而Ⅰ级防水要求材料使用年限至少达到25年。因此,被动式建筑用弹性体改性沥青防水卷材不仅要有很好的耐久性能,符合防火规范的防火性能,还要具有良好的隔汽性能。
  3优化与规范被动房用建材的建议与思考
  3.1我国对被动房用外窗要求
  《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》此导则由中国建筑科学研究院主编,规定了我国不同气候区被动房外窗保温和遮阳性能要求(见表1)。此导则首次分别列出窗玻璃冬季和夏季的太阳得热系数。严寒和寒冷地区冬季以获得太阳辐射量为主,兼顾夏季隔热。夏热冬暖和夏热冬冷地区应以尽量减少夏季辐射得热为主,兼顾冬季得热。当设有可调节外遮阳设施时,夏季可利用遮阳设施减少太阳辐射得热,外窗的SHGC值按冬季选取。
  表1  外窗传热系数(K)和太阳得热系数(SHGC)参考值
  
  (2)《被动房透明部分用玻璃》JC/TXX该标准规定我国不同气候区被动房透明部分用玻璃光热参数要求及实验方法。该标准规定被动房透明部分用玻璃应使用“三玻两腔中空玻璃”或“真空复合中空玻璃”。
  (3)河北省《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》DB13(J)/T177-2015该标准是我国第一部被动房标准。规定:外门窗传热系数K≤1.0W/(m2?K)。外门窗型材宜选用木材或塑料,型材传热系数K≤1.3W/(m2?K)。玻璃传热系数K≤0.8W/(m2?K),玻璃太阳能总透射比g≥0.35,玻璃光热比LSG≥1.25。可见,国内外被动房标准要求外窗玻璃兼具“保温”、“最大限度允许可见光进入”和“控制太阳能”的特点,即要求窗玻璃传热系数U值低、可见光透过率高、玻璃的太阳能总透射比和光热比可调。
  3.2外墙外保温系统配套材料
  我国企业可以生产品质较为优良的保温材料、网格布、聚合物砂浆,由于受到我国建筑防火规范的影响,目前建筑市场主要的保温材料包括岩棉板/条、聚苯板(B1级)、石墨聚苯板(B1级)、挤塑聚苯板(B1级)、真空绝热板、聚氨酯板(B1级)等。针对真空绝热板外覆阻气膜较薄、易损伤漏气,板缝间易产生热桥的特点,国家建筑标准设计图集16J908-8《被动式低能耗建筑-严寒和寒冷地区居住建筑》中对真空绝热板提出了穿刺后导热系数的要求,同时要求在被动式建筑外保温系统中真空绝热板不宜单独使用,当使用双层真空板作为保温层时,应错缝铺装,且应采用聚氨酯胶粘剂粘贴;针对岩棉板/岩棉条的易吸水粉化的特点,对岩棉板/岩棉条的酸度系数、尺寸稳定性、憎水率提出了更高的要求,具体指标要求详见表2和表3。聚苯板(B1级)、石墨聚苯板(B1级)和挤塑聚苯板(B1级)等保温材料,具有质量轻、导热系数低、吸水率低、强度高等特点,在传统的外保温系统中已经得到广泛的应用。被动房对外墙、屋面的传热系数要求为严寒地区不大于0.10W/(m2·K),寒冷地区不大于0.15W/(m2·K),严于传统外墙保温系统建筑对传热系数的要求即0.30W/(m2·K)~0.45W/(m2·K)。即使被动房对窗口、间缝等易发生热量损失地方的防热桥处理更为严格,若将聚苯保温材料应用于被动房建筑必将增加使用厚度,所以应充分考虑材料使用厚度对单体燃烧性能的影响。一般材料厚度越大,600s总热释放量会越大,越难达到B1级要求。被动房作为低能耗建筑,对锚栓的热工性能和防热桥构造有新的要求。与普通建筑上用锚栓性能比较,被动房用锚栓增加了单个锚栓对系统传热增加值与防热桥构造的指标要求,同时锚栓的金属螺钉应采用不锈钢或经过表面防腐处理的金属材料制成,制作塑料钉和塑料套管的材料不得使用回收的再生材料。为了有效防止外墙保温墙体开裂、破损引发外墙渗漏,提高外保温系统的保温、防水和柔性连接能力,保证系统的耐久性、安全性和可靠性,被动房要求在门窗、洞口需配备门窗连接线条、滴水线条等配件。
  表2  真空绝热板的指标要求
  
  3.3被动式建筑用弹性体改性沥青防水卷材相关检测技术研究
  建议材料的基本性能应符合相关的国家标准规定。图集要求见表4。现行国家标准及图集技术要求远不能保证材料耐久性,为保证屋面防水与保温系统的免维护时期更长,应增加成品耐久性检测项目和指标,并增加考察原材料真实性的定性定量分析试验。应对对材料的耐久性能、耐水性能、抗变形性能、连接部位的滑动试验(高低温交变循环试验)、外部防火性能、燃烧性能和水蒸气当量空气层厚度(Sd)检测项目进行技术研究分析。
  结语
  被动房具有节能、舒适两大优点,因此被动房用的几乎绝大多数建材都需要加入或调整气密性和保温性能的相关指标要求。另外,被动房还有一个很关键的指标就是寿命高,从而对建材的耐久性提出了更高的要求。而我国建材质量参差不齐,因此规范好建材行业,并制定相应的被动式建筑用建材标准势在必行。
  参考文献
  [1]文林峰.中国被动式低能耗建筑年度发展研究报告2017[R].中国建筑工业出版社.
  [2]张小玲.我国被动式房屋的发展现状[J].建设科技,2015.
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