原創(chuàng)? 高性能建筑

【研究背景】

超低能耗建筑中的熱橋影響遠(yuǎn)超過(guò)普通節(jié)能建筑，設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋進(jìn)行處理，熱橋處理是實(shí)現(xiàn)超低能耗建筑目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)研究大多聚焦在單個(gè)熱橋的處理方式或模擬計(jì)算分析，系統(tǒng)考慮熱橋?qū)ㄖ阅苣繕?biāo)的影響鮮有研究。本研究以某居住建筑項(xiàng)目作為典型樣本，通過(guò)Psi-Therm熱橋軟件對(duì)嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷不同氣候區(qū)不同工況下典型部位的熱橋值進(jìn)行模擬計(jì)算，定量分析熱橋?qū)ㄖ峁ば阅芗澳芎闹笜?biāo)的影響，并研究關(guān)鍵部位熱橋的優(yōu)化方案，為超低能耗建筑無(wú)熱橋的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供指導(dǎo)。

【研究?jī)?nèi)容】

選擇某一超低能耗居住建筑項(xiàng)目作為典型樣本。嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷氣候區(qū)分別選擇呼和浩特、北京和蘇州作為典型代表城市，考慮到三個(gè)氣候區(qū)熱橋?qū)Χ居绊懜@著，本研究主要對(duì)冬季工況進(jìn)行分析。

1.典型熱橋模擬研究

采用Psi-therm軟件對(duì)外窗、女兒墻、外挑空調(diào)板、地下室外墻、地下室頂板、地下室隔墻、穿墻孔洞、外遮陽(yáng)固定、雨水管固定、外保溫連接件等典型部位熱橋進(jìn)行數(shù)值模擬，以外窗、女兒墻、管線穿墻為例，介紹不同部位熱橋的計(jì)算結(jié)果。在相同的主體結(jié)構(gòu)及外窗的條件下，對(duì)比呼和浩特、北京、蘇州外窗外掛式安裝線性熱橋傳熱系數(shù)。

女兒墻常見(jiàn)的熱橋處理方式為采用保溫將女兒墻包裹，與屋面外墻保溫層連續(xù)，女兒墻外側(cè)及頂部保溫厚度同外墻，內(nèi)側(cè)保溫厚度同屋面保溫厚度。不同地區(qū)的女兒墻線性熱橋傳熱系數(shù)和內(nèi)表面溫度模擬結(jié)果如表2所示。

在超低能耗建筑設(shè)計(jì)時(shí)，穿墻管線應(yīng)采用巖棉等保溫材料填充防水套管與管道之間的縫隙，并在接口處采用專用密封膠帶進(jìn)行密封，避免熱橋的產(chǎn)生。穿墻管預(yù)留孔洞直徑宜大于管徑100 mm以上，墻體結(jié)構(gòu)或套管與管道之間應(yīng)填充保溫材料。模擬不同地區(qū)穿墻孔洞熱橋傳熱系數(shù)和內(nèi)表面溫度如表3所示。

2.熱橋優(yōu)化分析

超低能耗建筑工程項(xiàng)目實(shí)踐中，由于局部條件限制，常會(huì)對(duì)局部熱橋位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化處理，本研究分析工程中常見(jiàn)的熱橋優(yōu)化方案并對(duì)優(yōu)化后熱橋進(jìn)行計(jì)算分析。以設(shè)備平臺(tái)、女兒墻為例，介紹不同優(yōu)化方案熱橋計(jì)算結(jié)果。

超低能耗建筑空調(diào)板位置通常在靠近廚房外墻部位，這個(gè)部位通常也是新風(fēng)采集口、排風(fēng)口或者雨水落水管所在的位置，較厚的空調(diào)板保溫常常導(dǎo)致局部施工復(fù)雜。工程項(xiàng)目實(shí)踐中，通常會(huì)由于局部條件限制，對(duì)空調(diào)板保溫進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化減薄處理或采用成品斷熱橋連接件進(jìn)行處理，模擬室外空調(diào)板不同優(yōu)化方式線熱橋結(jié)果如表4所示。

女兒墻位置通常有雨落水口，女兒墻保溫太厚會(huì)影響雨落水口的布置及女兒墻泛水高度，女兒墻頂部保溫過(guò)厚影響建筑高度，工程實(shí)際中需要對(duì)女兒墻位置熱橋進(jìn)行優(yōu)化處理。常見(jiàn)女兒墻優(yōu)化方案及熱橋模擬計(jì)算結(jié)果如表5所示。

3.熱橋影響分析

以某超低能耗居住建筑項(xiàng)目作為典型樣本，統(tǒng)計(jì)典型熱橋的長(zhǎng)度和數(shù)量，根據(jù)典型熱橋部位的熱橋計(jì)算值，采用超低能耗建筑能耗計(jì)算軟件，分析嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷地區(qū)熱橋?qū)ㄖ錈嵝枨蠹澳苄е笜?biāo)的影響。

【主要結(jié)論】

1）以某居住建筑為例，嚴(yán)格按照超低能耗建筑無(wú)熱橋設(shè)計(jì)要求，考慮典型熱橋?qū)Ω鞯貐^(qū)供暖年耗熱量的影響，比例分別為呼和浩特8.7%，北京9.6%，蘇州11.6%。不同建筑可能還存在幕墻連接件、裝飾性構(gòu)件、雨棚安裝等各種熱橋位置，熱橋影響占比會(huì)更高。

2）考慮外窗、女兒墻等部分位置熱橋處理方案優(yōu)化后，對(duì)各地區(qū)供暖年耗熱量影響的比例分別為呼和浩特14.7%，北京16.4%，蘇州16.1%，局部位置熱橋處理放松后，對(duì)供暖年耗熱量的影響比例顯著提高。

3）以某居住建筑為例，根據(jù)對(duì)累計(jì)熱需求的影響，統(tǒng)計(jì)每部分熱橋的占比，影響占比較大的幾個(gè)位置依次是保溫?cái)酂針蝈^栓、女兒墻、地下室外墻、外窗、室外空調(diào)板。

4）工程實(shí)際中熱橋優(yōu)化的方向，對(duì)于影響占比較小的熱橋可以優(yōu)化，對(duì)于占比較大的熱橋需考慮對(duì)整體能耗指標(biāo)的影響。

更多信息詳見(jiàn)文章：

彭莉,潘玉亮,沈宏偉,何靈敏,高彩鳳. 超低能耗居住建筑熱橋數(shù)值模擬研究[J].建筑科學(xué),2022,38(6):197-205