被动式超低能耗建筑气密性设计研究

段 飞 乔 刚

（河南省建筑科学研究院有限公司 河南省 450053）

引言

近年来，随着我国城镇化的快速推进，建筑业在推动经济发展的同时，也加剧了资源和能源的消耗速度，违背了绿色、循环、低碳发展理念。自2007年起，我国积极引进德国等欧洲国家被动房理念，探索具有我国本土特色的、可操作性强的被动式超低能耗建筑。

良好的气密性是被动式超低能耗建筑六大核心技术的重要组成部分，是影响建筑供暖空调能耗的主要因素之一。普通的建筑设计中，门窗洞口、穿墙管道、出屋面洞口等建筑贯穿部位未采取有效的气密性措施，加大采暖与制冷消耗。据研究表明，空气渗透引起的热量损失占建筑供暖能耗的25～50%[1]。因此重视气密性的设计、施工是实现低能耗建筑的先决条件，也是未来建筑节能发展的趋势。

1 建筑气密性设计的意义

1.1 提高建筑能效，减少能量消耗

在我国传统的建筑节能设计中，对于建筑气密性的设计是不够重视的，也缺乏行之有效的措施。因此，室内外空气可通过建筑贯穿部位直接“无控”进行交换。在采暖期和制冷期，空气渗透必然增加采暖和空调负荷，尤其在我国北方地区，这部分损耗明显增大。而进行建筑气密性设计，明确气密空间与非气密空间的界限，规划和设计可能穿越气密层，导致气密层渗漏的管线等构件，将有效减少建筑热量损失，减少供暖供冷能耗。

1.2 减少“穿堂风”，提高使用舒适度和质量

部分国外学者研究提出，由于气密性差造成的不可控的空气渗透，会在渗透部位附近形成严重的冷风或热风“穿堂风”，使室内使用人员处于空气漩涡中，严重影响舒适度。同时，室外的受污染空气可通过围护结构缝隙、漏口等进入室内，影响空气质量[2]。

2 气密性设计

建筑的气密性设计由连续无断点的内抹面、防水材料、密封材料构件和密封构造共同形成。气密性设计是决定建筑能效的核心要素之一。保障建筑的气密性并不意味着不开窗，而是在采暖期和制冷期，避免室外空气透过围护结构缝隙进入室内，造成能量损失。

气密层设计的难点在于处理好门窗洞口、穿墙管道及电线、穿楼板管道、电气接线盒、天窗洞口、出屋面洞口等建筑贯穿部位气密性设计关键节点的密封设计。在设计时要遵循以下几个原则：①保证气密层包裹整个采暖（空调）区域；②避免穿墙管线等对气密层的破坏；③减少或避免出现气密性难以处理的节点；④选用气密性等级高的外门窗及适合的气密性防水材料和密封材料。此外，气密层可与保温层重合或者分开，但要注意楼梯间或电梯间气密层和保温层的处理。

2.1 门窗洞口

为了保证被动式超低能耗建筑的高气密性，外门窗是外挂于结构墙体之外的，门框、窗框与结构墙面之间的结合部位自热成为气密性处理的关键部位。相较于一般建筑，被动式低超能耗建筑的靠室外部分要粘贴防水透气膜，靠室内部分要粘贴防水隔气膜，并确保牢固、严密粘贴。在安装窗户的玻璃压条时，要避免拐角连接部位出现缝隙，若出现缝隙需用硅酮胶等密封材料封堵。门窗扇安装完成后，需检查门窗框缝隙，并调整开启扇五金配件，保证门窗密封条能够气密闭合。

2.2 穿墙管道及电线

各类管道及电线穿过外围护结构时，需在贯穿口处设置穿墙套管，并在套管与管道及电线之间预留缝隙，以便做密封处理。当采用发泡剂填充缝隙时，首先将两端封堵密实，再进行发泡，以保证缝隙的密实度。待发泡完全干透后，内外用网格布抗裂砂浆或者专用的气密性套管密封抹抗裂砂浆严密封堵。当采用密封带密封时，需选择灵活且带有弹性的专用密封带，以便出现轻微变形时仍能保证气密性。当管道穿地下外墙时，还应在外墙内外做防水处理，如图1～2所示。

图1 管道穿外墙构造示意图

图2 电线管穿外墙构造示意图

2.3 穿楼板管道

管道穿楼板时，管道壁外侧先用岩棉包裹一层保温层，并分别用混合砂浆将两侧洞口抹平，注意抹灰的连续性，再粘结密封胶带。需要注意的是，保温层与楼板之间的缝隙用岩棉填实，保证气密性，如图3所示。

图3 穿楼板管道构造示意图

2.4 电气接线盒

安装室内电气接线盒时，首先用石膏或粘接砂浆填充预留孔洞，再将集线盒挤压入石膏填充的孔洞内，最后用密封胶填充线缆周边空隙，确保其气密性。

2.5 天窗洞口

天窗洞口的气密性设计与门窗气密性设计类似，但相较于门窗洞口构造，其设计要求更为严格。在设计时，应设置排水构件及防水材料，在洞口上下两侧（外和内）分别粘贴防水透气膜与防水隔气膜，再粘贴密封胶，最后用混合砂浆抹平洞口。

2.6 出屋面洞口

管道穿出屋面时，管道与楼板交接处，用岩棉密实封堵。楼板上方铺设隔汽层和保温层后，粘贴防水密封胶带。楼板下方即室内一侧，要保持建筑气密层的连续性，在套管与PVC管之间填充保温隔热材料，然后在楼板与PVC管交接处粘贴密封胶带，如图4所示。

3 提高建筑气密性的措施

3.1 重视抹灰对提高建筑气密性的重要性

抹灰层是建筑气密性设计的重要组成部分，不同墙体结构可通过不同处理方式提高其气密性。在实心墙体结构上，自屋顶到地面的连续无断点抹灰层即可保证气密性；在木结构墙体等轻质墙体结构上，一般由内侧的木质材料板构成气密层，也可在内侧涂抹气密层薄膜以形成气密层。

3.2 妥善处理采暖空间与非采暖空间的气密性

在我国的建筑中，楼梯间和电梯间一般都属于非采暖空间。由于这两部分的顶部与底部难以封闭，这就成为气密性处理的难点[3]。通常有以下两种情况：当楼梯间和电梯间位于采暖空间以外时，可结合保温层设计气密层，保证建筑整体气密性；当楼梯间和电梯间位于气密层以内时，进入每层楼梯间的门需采用气密性、保温性能高的被动房门，电梯间通往地下车库的出入口门需采用高气密性的专用被动房门。

图4 排气管出屋面构造示意图

3.3 加强门窗洞口的气密性构造

门窗洞口的气密性构造是影响建筑节能的一个重要指标，要求也越来越严格。门框、窗框与洞口之间的缝隙可填充自粘性预压自膨胀密封带；门框、窗框与结构墙体的结合部位可严密粘贴防水隔气膜（靠室内侧）和防水透气膜（靠室外侧）组成的密封系统，从设计构造上强化门窗洞口的气密性能。相较于传统密封材料，这类密封材料具有耐高低温、抗腐蚀、不变形、使用时间长等优点。

3.4 避免气密层被穿透

建筑气密层的设计时，应尽量避免管道、电线等穿透气密层，当必须穿过气密层时，就必须做专门的气密性保障措施，如采用气密性套环等专用密封处理。将管道或电线放置于气密性套环内，套环带有自粘性的防水密封带，可粘贴在墙上，防水密封布上再进行抹灰，保证穿透口的气密性。气密性套环可实现导线穿孔点处清洁、气密性的粘贴、密封处理的耐久性，是目前效果较好的密封处理措施。

4 结论

随着建筑节能工作的不断推进，通过围护结构的能耗损失将会越来越低，而由于气密性漏洞所造成的能耗损失会越来越高，气密性节点的设计与施工也会越来越精细化。因此，在被动式超低能耗建筑气密性设计中，不仅要处理好门窗洞口、穿墙管道及电线、穿楼板管道等建筑贯穿部位气密性设计关键节点的密封设计，也要重视抹灰层、气密性套环等专门气密性保障措施，从而提高建筑整体气密性，降低建筑冷热能耗，实现建筑超低能耗，甚至是零能耗。