建筑技術(shù)丨被動式超低能耗高性能門窗幕墻的應(yīng)用

1、工程概況大同市國際能源革命科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園A區(qū)，位于大同國際能源革命科創(chuàng)園內(nèi)，總用地約1?413?h㎡。工程建筑結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，合理使用年限為3類（50年），抗震設(shè)防烈度8度。工程外圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用明框單元式幕墻，型材為高性能斷橋鋁合金，玻璃為無色透明，玻璃配置為被動幕墻6?t（Low-E，sl.16）+16Ar+6T+16Ar+6T（Low-E，sl.16）暖邊鋼化雙中空充氬玻璃（內(nèi)貼調(diào)光膜），綜合傳熱系數(shù)為1.2?W/（m·K）。氣密等級6級、水密等級6級、抗風(fēng)壓等級6級。工程總建筑面積為28?899.94?㎡，其中地上建筑面積為17?716.71?㎡，地下建筑面積為11?183.23?㎡，被動區(qū)域室內(nèi)凈面積為16?403.77?㎡，被動區(qū)內(nèi)部容積為118?741?㎡（圖1）。圖1建筑外立面2、被動式建筑門窗幕墻的安裝2.1施工工藝流程清理預(yù)埋件→測量放線定位→門窗洞口修補(bǔ)整平→被動式門窗的加工與檢驗(yàn)→被動式門窗安裝→粘貼隔汽膜→粘貼透氣膜→施工隔汽膜砂漿保護(hù)層→門窗扇及門窗玻璃的安裝→安裝五金→外保溫層施工→保溫隔汽效果檢測。2.2操作要點(diǎn)2.2.1清理預(yù)埋件去除提前預(yù)埋的埋件表面殘留的混凝土，使其露出金屬面，清理干凈。2.2.2測量放線定位施工測量放線作業(yè)，以先控制測量后局部測量的原則，有利于測量精準(zhǔn)定位，在安裝過程中嚴(yán)格掛線施工，以保證被動門窗安裝的精度要求。2.2.3門窗洞口修補(bǔ)整平對門窗洞口及表面凹凸不平處用水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)整平，保證門窗洞口與被動門窗進(jìn)行緊密連接。2.2.4被動式門窗加工、檢驗(yàn)被動門窗在專業(yè)工廠進(jìn)行加工，檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)門窗表面光滑，平整，無劃痕，壓條與玻璃必須貼緊，隔條不翹起等，保證被動式門窗滿足相關(guān)的被動性要求。2.2.5被動式門窗安裝被動門窗材料在廠家進(jìn)行加工生產(chǎn)，合格后運(yùn)送至施工現(xiàn)場。外掛安裝窗戶，外掛專用的金屬支架，金屬支架安裝應(yīng)牢固并能調(diào)整，窗框在與支架連接時，應(yīng)保證窗戶垂直平整且牢固可靠。在窗框與結(jié)構(gòu)墻結(jié)合部位進(jìn)行防水密封處理（圖2）。圖2被動門安裝節(jié)點(diǎn)示意2.2.6粘貼隔汽膜外窗洞口與窗框連接處室內(nèi)側(cè)粘貼隔汽膜，避免水蒸氣進(jìn)入保溫材料，施工前將門窗表面清理干凈，施工時先對門窗兩側(cè)從上向下進(jìn)行粘貼，再對門窗上下部位進(jìn)行粘貼，粘貼時先表面定位粘貼，再用硬質(zhì)木板復(fù)壓，保證壓實(shí)質(zhì)量，四角相交處進(jìn)行搭接處理。2.2.7粘貼透汽膜室外側(cè)采用防水透汽膜處理，以利于保溫材料內(nèi)水汽排出。鋪設(shè)時要平整順直，不能有褶皺，先進(jìn)行門窗兩側(cè)部位從上向下進(jìn)行粘貼，后對門窗上下部位進(jìn)行粘貼作業(yè)，粘貼時先表面定位粘貼，再用硬質(zhì)木板復(fù)壓，四角相交處進(jìn)行搭接處理。2.2.8施工隔汽膜砂漿保護(hù)層內(nèi)側(cè)隔汽膜施工完畢后，在安裝好的隔汽膜上涂抹一層水泥砂漿保護(hù)層，保證隔汽膜的完整性和粘結(jié)性。2.2.9外保溫層施工外窗在安裝時，應(yīng)盡量減少外窗框處的熱橋損失。外墻的保溫層應(yīng)多包住窗框，并用專用成品連接件進(jìn)行連接，從而保證窗框與保溫層的連接和密封。外窗口處的保溫層做薄抹灰面層時，應(yīng)在窗口的四角加放一層網(wǎng)格布，用來加強(qiáng)保護(hù)；提前預(yù)制成品滴水線，在陽角部位宜安裝護(hù)角條。在固結(jié)件與保溫隔熱墊塊形成的間隙、保溫隔熱墊塊與轉(zhuǎn)接件面形成的間隙中施作泡沫膠。2.2.10保溫隔汽效果檢測施工過程中采用專業(yè)氣密性檢測儀進(jìn)行被動門窗的氣密性檢測，保障氣密性滿足設(shè)計(jì)要求，施工完成后要對被動門窗進(jìn)行氣密性驗(yàn)收。2.3質(zhì)量控制要點(diǎn)（1）應(yīng)對外窗、外門等分項(xiàng)工程應(yīng)分別按施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并做好質(zhì)量驗(yàn)收記錄。（2）被動門窗測量按先控制后局部的原則進(jìn)行精確測量定位。（3）隱蔽工程在隱蔽前應(yīng)通知有關(guān)單位進(jìn)行驗(yàn)收，并應(yīng)形成驗(yàn)收文件（要留存詳細(xì)的文字記錄和必要的圖像資料）。（4）被動門窗構(gòu)件安裝后用力矩扳手進(jìn)行力矩檢測，保證螺栓力矩滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求。（5）安裝時用墊圈對轉(zhuǎn)接件的垂直度進(jìn)行調(diào)整，保證位置準(zhǔn)確。（6）用泡沫膠對可能造成熱傳導(dǎo)的空隙進(jìn)行封堵，避免結(jié)構(gòu)與大氣外界形成熱交換的通道。（7）外墻隱蔽工程重點(diǎn)檢查內(nèi)容：1）基層表面狀況及處理，表面必須干凈平整；2）保溫層的敷設(shè)方式、厚度和板材縫隙填充質(zhì)量，保溫層厚度為30?cm；3）錨固件安裝，安裝偏差不大于3?mm；4）網(wǎng)格布鋪設(shè)，交接處搭接長度不小于10?cm；5）熱橋部位處理。（8）門窗安裝完畢后，建筑主體施工結(jié)束，室內(nèi)外抹灰完成后以及精裝修施工開始前，應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行建筑整體氣密性檢測，檢測結(jié)果須滿足相關(guān)氣密性指標(biāo)要求。（9）門窗洞口的尺寸控制措施。3、施工過程中的檢測和試驗(yàn)3.1外門窗幕墻氣密性能針對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外墻節(jié)能構(gòu)造和寒冷、嚴(yán)寒、冬冷夏熱地區(qū)的外窗氣密性進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)體檢測。3.1.1測試基本情況（1）本次檢測之前，能源革命展示館建筑土建安裝施工已完成，內(nèi)部裝修已完成。（2）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性能檢測前，根據(jù)ISO9972:2015《建筑熱工性能—建筑氣密性的檢測方–風(fēng)扇加壓法》和DINEN13829:2001《建筑的熱性能–建筑物氣密性的確定–風(fēng)扇增壓法》中規(guī)定的方法對所有的開口部位進(jìn)行了密閉處理。（3）檢測期間，建筑物室內(nèi)空氣溫度為15.6℃，室外空氣溫度為11.8℃，室外平均風(fēng)速為1.12?m/s，室外大氣壓為101??890?Pa。（4）測試自2019年10月31日9∶00開始至12∶10結(jié)束。3.1.2測點(diǎn)布置選擇能源革命展示館正門入口作為風(fēng)機(jī)的安裝位置，如圖3所示。（a）（b）圖3風(fēng)機(jī)安裝效果示意（a）室內(nèi)安裝；（b）室外安裝3.1.3測試結(jié)果（1）負(fù)壓測試。室內(nèi)負(fù)壓，測試結(jié)果見表1。表1負(fù)壓測試下壓差與漏氣量根據(jù)壓差與漏氣量曲線可以得到–50?Pa，下漏氣量為50?681?m3/h，換氣次數(shù)為0.43?h–1。（2）正壓測試。室內(nèi)正壓，測試結(jié)果見表2。表2正壓測試下壓差與漏氣量根據(jù)壓差與漏氣量曲線可以得到50?Pa，下漏氣量為43??381m3/h，換氣次數(shù)為0.37

?h–1。（3）50??Pa下平均換氣次數(shù)。50?Pa下平均換氣次數(shù)=（0.43+0.37）/2=0.40???h–1。室內(nèi)外壓差50??Pa下的平均換氣次數(shù)為0.40???h–1。（4）經(jīng)檢驗(yàn)，大同市國際能源格明科技創(chuàng)新園A區(qū)建設(shè)項(xiàng)目一期工程能源革命展示館測試結(jié)果為：室內(nèi)外壓差50?Pa下的平均換氣次數(shù)為0.40???h–1。符合設(shè)計(jì)要求。3.2門窗幕墻的風(fēng)壓變形性能、水密性能針對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外墻節(jié)能構(gòu)造和寒冷、嚴(yán)寒、冬冷夏熱地區(qū)的外門窗幕墻的風(fēng)壓變形性能、水密氣密性能進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)體檢測。3.2.1隔汽膜、透氣膜的具體構(gòu)造（1）外墻與窗戶和/或平開門之間的氣密內(nèi)接縫和水密外接縫，由同等品牌/設(shè)計(jì)的白色PVC空心室剖面組成。（2）方形窗框的空心砌塊砌體。帶鋼筋的塑料窗。側(cè)面固定在建筑結(jié)構(gòu)上，固定中心間距不大于700?mm，通過設(shè)置塊在窗平面上調(diào)節(jié)荷載。（3）使用接縫玻璃膠帶SIGAFentrim20對周邊進(jìn)行內(nèi)部密封，并在框架構(gòu)件和未經(jīng)打磨或粉刷的砌體側(cè)縫之間的整個表面上進(jìn)行粘合接觸。（4）使用接縫玻璃膠帶SIGAFentrim2對周邊進(jìn)行外部密封，并在框架構(gòu)件和已粉刷的磚石側(cè)壁之間的整個表面上進(jìn)行粘合劑接觸。在底部鋁窗臺處，使用非水密鋁端蓋。3.2.2檢測結(jié)果空氣滲透性高達(dá)1??000??Pa，模擬短時暴露（溫度、風(fēng)、使用）。窗與建筑結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng)在新條件下和一系列模擬短時間暴露后的接合特性。經(jīng)檢驗(yàn)，檢測結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。3.3中空玻璃針對中空玻璃的太陽紅外熱能總透射比、U值（傳熱系數(shù)）、太陽能總透射比、可見光反射比、可見光透射比進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)體檢測。檢測設(shè)備有S-45Lambda紫外可見分光光度計(jì)、S-47Spectrum100傅立葉變換紅外光譜儀等。檢測結(jié)果如下。（1）樣品規(guī)格為300??mm×300??mm×47??mm；環(huán)境溫度為21℃；環(huán)境相對濕度為45%RH。（2）檢驗(yàn)依據(jù)：根據(jù)GB/T2680—1994，最終測得中空玻璃的太陽紅外熱能總透射比為27.3。（3）檢驗(yàn)依據(jù)：根據(jù)ISO10292:1994，最終測得中空玻璃U值（傳熱系數(shù)）為0.7??W/（㎡·K）。（4）檢驗(yàn)依據(jù)：根據(jù)GB/T2680—1994第3.8條，最終測得中空玻璃的太陽能總透射比（陽光因子）為53.1。（5）檢驗(yàn)依據(jù)：根據(jù)GB/T2680—1994第3.2條，最終測得中空玻璃的可見光反射比為16.9。（6）檢驗(yàn)依據(jù)：根據(jù)GB/T2680—1994第3.1條，最終測得中空玻璃的可見光透射比為70.8。（7）經(jīng)檢驗(yàn)，上述檢測結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。4、結(jié)束語本工程為被動式超低能耗綠色產(chǎn)能建筑，建筑具有適應(yīng)自然條件及氣候特征的特性，通過采用高效新風(fēng)及熱回收的技術(shù)，最大限度地降低了建筑的供冷和供暖的需求，并且充分地利用了可再生的能源系統(tǒng)，以便用更少的能源消耗提供給用戶舒適室內(nèi)環(huán)境