2024第九届
上海国际空气与新风展览会

AIRVENTEC CHINA (SHANGHAI) 2024

2024年6月3-5日

上海 | 国家会展中心(虹桥)

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近零能耗公共建筑热桥处理的研究

摘要
 
在近零能耗建筑中,建筑无热桥处理对建筑能耗起着关键作用,无热桥节点在实际的施工阶段处理较设计阶段复杂。本文根据实际工程案例总结出近零能耗建筑无热桥设计的原则,尤其是对外墙无热桥设计,外门窗无热桥设计,屋面无热桥设计,地面及地下室无热桥等设计要点进行阐述。在设计中,尤其是建筑构造中,加以充分研究以避免出现结构性热桥。
 
关键词
 
近零能耗;无热桥设计;热桥处理
 
引言
 
近零能耗建筑是指适应气候特征和自然条件,采用各种节能技术、高效的新风热回收技术和利用可再生资源等,极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性,从而最大程度地降低建筑供暖供冷需求的建筑。近零能耗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,近零能耗建筑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。本文主要介绍了外墙、外门窗、屋面、地面及地下室等部位如何避免热桥。
 
正文
 
1、围护结构无热桥设计原则
 
建筑围护结构应进行削弱或消除热桥的专项设计,外围护结构应保证保温层的连续性。热桥处理是是改善建筑质量、提高建筑节能水平的重要因素。近零能耗居住建筑中的热桥影响占比大于常规建筑,热桥处理是实现近零能耗目标的关键因素之一。热桥专项设计应遵循以下规则:
 
(1)避让规则:尽可能不要破坏或穿透外围护结构;
 
(2)击穿规则:当管线需要穿过外围护结构时,应保证穿透处保温连续、密实无空洞;
 
(3)连接规则:在建筑部件连接处,保温层应连续无间隙;
 
(4)几何规则:规避几何结构的变化,减少散热面积。
 
2、外墙无热桥设计要点
 
(1)外结构性悬挑、延伸等宜采用与主体结构部分断开的方式。
 
(2)外墙保温为单层保温时,应采用锁扣方式连接;为双层保温时,应采用错缝粘接方式。
 
(3)墙角处宜采用成型保温构件。
 
(4)保温层采用锚栓时,应采用断热桥锚栓固定。
 
(5)应避免在外墙上固定导轨、龙骨、支架等可能导致热桥的部件;当必需固定时,应在外墙上预埋断热桥的锚固件,并宜采用减少接触面积、增加隔热间层及使用非金属材料等措施降低传热损失。
 
(6)雨棚、门廊等外挑构件宜与墙体断开,设置独立基础,或在外墙上预埋断热桥的锚固件连接固定。并宜采用减少接触面积、增加隔热间层及使用非金属材料等措施降低传热损失。
 
近零能耗公共建筑热桥处理的研究-第九届上海国际空气新风展览会 AIRVENTEC CHINA 2024|新风展|净化展|室内空气展
图1
 
(7)穿墙管道与预留孔洞间隙应便于保温材料填充,预留孔洞直径宜大于管径100mm 以上,墙体结构或套管与管道之间应填充保温材料。墙角阴角和阳角在保温层搭接处容易产生热桥,如果处理不好容易产生裂缝等物理破坏,并产生热桥,采用成型的工厂化保温构件,有利于提高角部施工质量,降低热桥产生的风险。锚栓相对保温层来说,导热系数大,热桥效应显著,应采用断热桥锚栓,并可使用保温材料封堵端头, 断热锚栓安装节点可参考图1 设计。
 
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图2
 
穿墙管是常见的热工薄弱环节,容易产生热桥和气密性缺陷,穿墙风管节点可参考图 2设计。
 
3 、外门窗无热桥设计要点
 
(1)外门窗安装方式应根据墙体的构造方式进行优化设计。当墙体采用外保温系统时,外门窗可采用整体外挂式安装,门窗框内表面宜与基层墙体外表面齐平。装配式夹心保温外墙,外门窗宜采用内嵌式安装方式。外门窗与基层墙体的连接件应采用阻断热桥的处理措施。
 
(2)外门窗框外表面与基层墙体的连接处宜采用防水透汽材料密封,门窗内表面与基层墙体的连接处应采用气密性材料密封。
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图3
 
(3) 窗户外遮阳设计应与主体建筑结构可靠连接,连接件与基层墙体之间应采取阻断热桥的处理措施。外遮阳需要可靠与主结构连接,在确保安全可靠的同时,应妥善处理热桥和气密性风险,外遮阳的安装节点设计应与外墙保温和外窗节点设计协调一致来,活动外遮阳按照节点可参考图 3 设计。
 
4、屋面无热桥设计要点
 
(1)屋面保温层应与外墙的保温层连续,不得出现结构性热桥;当采用分层保温材料时,应分层错缝铺贴,各层之间应妥善粘接。
(2)屋面保温层靠近室外一侧应设置防水层,防水层宜延续到女儿墙顶部盖板内;屋面结构层上,保温层下应设置隔汽层;屋面隔汽层设计及排气构造设计应符合现行国家标准《屋面工程技术规范》GB 50345 的规定。
 
(3)女儿墙等突出屋面的结构体,其保温层应与屋面、墙面保温层连续,不得出现结构性热桥。女儿墙、土建风道出风口等薄弱环节,宜设置金属盖板,以提高其耐久性,金属盖板与结构连接部位,应采取避免热桥的措施。
 
(4)穿屋面管道与预留洞口间隙应便于保温材料填充,预留孔洞宜大于管道外径100mm 以上。伸出屋面外的管道宜设置套管进行保护,套管与管道间应填充保温材料,保温材料厚度不宜小于 50mm。
 
(5)落水管穿越女儿墙处,管道与预留孔洞间隙应便于保温材料填充,预留孔洞直径宜大于管径 100mm 以上。女儿墙保温做法可参考图 4 设计;出屋面管道安装节点可参考图5设计;落水管安装节点可参考图 7设计。
 
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图4
 
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图5
 
5、地面及地下室无热桥设计要点
 
(1)地下室外墙外侧保温层应与地上部分保温层连续,并应采用吸水率低的保温材料;地下室外墙外侧保温层应延伸到地下冻土层以下,或完全包裹住地下结构部分;地下室外墙外侧保温层内部和外部宜分别设置一道防水层,防水层应延伸至室外地面以上,距离宜大于 350mm;
 
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图6
 
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图7
 
(2)无地下室时,地面保温与外墙保温应尽量连续、无热桥;如保温无法连续设置,应在保温层断开处在两侧重叠搭接,减小热桥影响。地下室顶板保温构造做法可参考图 8-图 9设计。
 
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图8
 
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图9
 
6、结论
 
虽然“零能耗建筑”一词听起来很容易理解,似乎很容易定义,但目前各国政府及机构对于零能耗建筑研究的边界划分、计算范围、衡量指标、转换系数、平衡周期等问题还都不尽相同。本文基于北京城市副中心行政办公区东南组团一标段,169地块会议楼的近零能耗工程实践,分析了断热桥处理的研究的设计做法。对目前国内“近零能耗建筑”主要使用的关键技术进行了分析,对我国现有被动式超低能耗绿色建筑项目的实践进行了调查研究。
 
(文章来源:被动式低能耗建筑技术创新联盟)

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