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摘要：气密性会对建筑能耗、空气质量以及围护结构结露等产生直接影响，也是现代建筑规划设计中关注的一个核心问题。被动式超低能耗建筑的出现，对于建筑气密性提出了更加严格的要求，需要设计施工人员找出建筑气密层中存在的薄弱位置，做好有效处理，促进建筑围护结构气密性的提高。本文从被动式超低能耗建筑气密性提升的作用着眼，结合具体工程实例，对建筑气密层薄弱位置和处理措施进行了分析。
关键词：被动式超低能耗建筑；气密性；处理措施
前言
可持续发展理念的不断深化，使得建筑行业开始越发重视节能问题，即绿色建筑、节能建筑之后，被动式超低能耗建筑也开始得到推广和普及。相关研究表明，建筑本身的能耗会受到建筑气密性的影响，如果气密性不佳，则建筑能耗想要降低也就存在较大的难度。基于此，在被动式超低能耗建筑设计施工的过程中，工作人员需要找出气密层的薄弱位置，做好相应处理，提升建筑的气密性。
1.被动式超低能耗建筑概述
被动式超低能耗建筑指能够适应外部自身环境和气候特征，利用具备更高保温隔热性能和气密性能的围护结构，配合相应的新风热回收技术和可再生资源利用，为人们提供舒适室内环境的建筑。被动式超低能耗建筑在设计的过程中，通常都会采用被动式设计策略，即朝向选择、蓄热材料、自然通风、遮阳装置等，通过对可再生能源的直接利用或者被动接受来实现对于建筑能耗的有效控制。对于被动式超低能耗建筑而言，其本身能效目标实现的核心要素，是优秀的建筑气密性，而通过提高建筑气密性，一是能够有效减少建筑围护结构散失的热量，提升建筑整体能效；二是可以预防潮气入侵引发的建筑结构构件发霉、结露等问题，导致构件的损坏；三是能够进一步提升建筑内部环境的舒适度，保证较好的隔音效果[1]。相比较常规建筑，被动式超低能耗建筑的供暖需热量不超过15kWh/（㎡a），一次能量需求不超过120kWh/（㎡a），气密性小于或者等于0.6/h，热回收率可以达到75%以上，可以节约建筑使用过程中超过40%甚至更高的能源消耗。
2.被动式超低能耗建筑气密层薄弱位置
某高校综合实验楼在规划设计中采用了钢结构框架，外挂ALC板，建筑气密性与地面、屋面和墙面存在密切关联，地面位置和屋顶采用的是现浇混凝土结构，外墙气密层则是由设置在外墙内侧的厚度在15mm的抹灰层构成。考虑气密层的连续性要求，在进行设计的过程中，将钢柱从原本的位置向内部收缩了70cm，这样能够有效避免钢柱与外墙ALC板的直接接触。而从钢结构建筑本身的特点着眼，建筑气密层中的薄弱部位如表1所示。
表1 建筑气密层薄弱部位
3.被动式超低能耗建筑气密层薄弱位置处理策略
3.1门窗位置
对于被动式超低能耗建筑而言，门窗位置的气密性有着相当严格的要求，以该工程为例，在对门窗产品进行选择的过程中，参照了《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能及检测方法》（GB/T7106-2008）的相关要求，产品气密性达到了最高的8级。在门窗安装完成后，气密性往往会受到安装节点处理的影响，而节点处理必须能够在满足气密性要求的同时，具备良好的防水性能。实践中发现，抹灰层本身会出现碳化收缩和干燥收缩的问题，加上窗框在安装完成后，会于较长时间内产生连续位移，导致框体和结构面间存在孔隙，影响建筑的气密性。为了对这个问题进行解决，使用柔性气密性材料防水隔汽膜对窗框进行覆盖，然后将外墙抹灰层设置在防水隔汽膜上，保证了抹灰层-防水隔汽膜-窗框之间气密层的连续性，使用聚氨酯发泡对框体和结构间的空隙进行充填，使得门窗在安装完成后，具备了较好的热工性能和隔音性能[2]。
3.2外墙与楼板连接位置
ALC板和楼板的连接位置一般是采用1：3水泥砂浆进行封堵，而为了确保气密层的完整性和连续性，可以将充当气密层的内墙抹灰砂浆向楼板方向延伸300mm左右，然后再对饰面层进行施工。ALC板与楼板交界处气密性处理构造如图1所示。
图1 ALC板与楼板交界处气密性处理构造
3.3外墙与顶板连接位置
考虑到钢梁材质和抹灰材质存在巨大差异，于钢梁上抹灰往往会因为粘结强度不足，以及两者膨胀系数差异巨大的原因，导致一旦发生温度的变化，就会引发抹灰开裂问题，形成气密层漏点。对此，在该工程的施工建设中，选择S50防火板作为过渡层，其本身采用的是水泥基材料，能够很好的与抹灰层实现牢固粘结。利用S50防火板对H型钢梁进行包裹后，能够见原本充当气密层的外墙内侧抹灰层从ALC板上延伸到S50防火板，形成连续气密层，而为了保证施工质量，需要在抹灰层和楼板的接触位置进行倒角处理。
3.4穿透气密层部位
3.4.1穿外墙钢梁
对于H型钢梁，在穿越外墙时，腹部可以使用蒸压加气混凝土进行砌筑和封堵，在钢炼和砌块交接位置，可以选择柔性气密性材料防水隔汽膜进行搭接，砌块室内一侧则可选择抗裂砂浆设置15mm的抹灰层，同样利用防水隔汽膜进行覆盖。为了保证施工质量，同样需要在抗裂砂浆层和钢结构的接触位置设置倒角，形成连续气密层。通过这样的处理方式，能够有效解决砌块与钢梁粘结强度低、接触位置砂浆饱满性差以及材料导热系数不同等引发的抹灰层开裂问题[3]。
3.4.2拉结点洞口
在该工程中，外墙保温层的施工采用的是脚手架施工方式，施工操作简单，不过也会在外墙上留下大量脚手架拉结点，这些拉结点会贯穿外墙，在墙上形成规格为2cm×20cm的方形洞口。考虑热工计算中加入了外墙ALC板，如果处理方式不当，可能会产生热桥，因此，在拉结点洞口进行处理的过程中，需要满足热工性能和气密性的要求。在实际处理环节，可以在拉结点靠近室外一侧，利用100mm厚度的石墨聚苯板进行填充，聚苯板和墙体之间存在的空隙可以利用发泡聚氨酯填充。在这个过程中，可以将石墨聚苯板作为模板，利用具备较好流动性的灌浆料灌实。从预防开裂的角度，需要在拉结点洞口两侧设置增强型网格布，确保其与外墙的搭接长度可以达到100mm，然后再进行抹灰操作。
3.4.3穿屋面线缆
工程中为了保证良好的采光效果，设置了电动填充，而天窗的动力线和控制线都需要穿过屋面气密层，这样显然会对气密层的连续性造成破坏。因此，在进行气密性处理的过程中，需要关注两个方面的问题，一是线缆套管的气密性，二是套管与屋面交接位置的气密性。在套管靠近室内一侧，气密性可以通过密封胶封堵的方式实现，而因为套管的安装采用的是现场开孔的方式，安装孔洞和套管之间会存在一定间隙，因为过于微小，很难完全填充，施工难度较大。为了能够尽可能降低通缝风险，施工技术人员在套管室内侧，利用防水隔汽膜来保证套管和结构间气密层的连续性，在套管室外侧则对屋面防水卷材进行上翻，然后紧紧贴在套管上，利用防水卷材本身的气密性来构筑双层气密层。
3.4.4穿外墙管道
为了能够尽可能减少穿墙管道在穿越外墙时产生的热桥，在施工中对穿墙孔的尺寸进行了适当拓展，然后利用岩棉保温材料进行填充。不过，岩棉保温材料本身属于非气密性非致密材料，无法阻挡水蒸汽的渗透，“湿桥”的存在可能引发岩棉内部乃至外保温层的结露问题。不仅如此，因为抹灰层材料和管道材料不一致，如果直接在管道周边进行抹灰处理，则抹灰层很容易开裂，形成通缝。为了对上述问题进行解决，该工程中选择柔性材料防水隔汽膜作为气密层，将其分别搭接在ALC板和管道上，在保证气密性的同时，也可以有效阻绝水蒸汽的扩散，避免了外保温层结露问题，而经过研究实践，防水卷材同样可以作为气密性材料来使用[4]。
4.结语
总而言之，气密性对于建筑的影响不仅体现在能耗方面，还体现在室内空气质量和使用舒适性方面，也是被动式超低能耗建筑构建的一个关键因素。可持续发展理念不断深化背景下，建筑行业的节能降耗实现了快速发展，不过以往的建筑对于气密性缺乏足够的重视，尽管使用了节能降耗材料，也引入了先进的节能技术，却始终无法达到预期节能目标。基于此，本文结合具体案例，就钢结构建筑的特性，分析了建筑气密性薄弱位置，并提出了相应的气密性处理措施，希望能够为被动式超低能耗建筑的气密性处理提供一些参考。
参考文献
[1]曹飞.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].绿色环保建材，2019，（01）：84.
[2]于震，刘伟.中国被动式超低能耗建筑发展现状及展望[J].电力需求侧管理，2018，20（05）：1-4.
[3]吴自敏，楚洪亮，尹述伟，佟华，朱清宇，李丛笑.装配式混凝土结构被动式超低能耗建筑气密性处理措施[J].建筑节能，2018，46（08）：137-141.
[4]吴自敏，楚洪亮，尹述伟，浦华勇，朱清宇，李丛笑.钢结构被动式超低能耗建筑气密性处理措施[J].建筑节能，2018，46（06）：106-109.
论文作者:陈春升
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/17
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