被动房在木结构建筑中的实践

来的传统建筑形式，其本身就有环保节能的功效。作为一次科学实验，上海某工程首先将被动房与木结构建筑相结 合，取得了理想的效果。介绍了试验房的设计、施工及若干问题的解决方法，为绿色建筑的发展提供了理论依据及技

术支撑。关键词：被动房；夏热冬冷地区；木结构建筑；气密性；施工中图分类号：TU755 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2019)07-1268-03 DOI: 10.14144/j.cnki.jzsg.2019.07.027Practice of Passive House in Wood Structure BuildingDONG ChunshanSunyoung Group Co., Ltd., Shanghai 200050, ChinaAbstract: The passive house is a kind of building that can meet the requirement of heating supply for rooms which is generated by rooms themselves and their indoor equipments. As a traditional building form in China for thousands

of years, wood structure building itself has the effect of environmental protection and energy saving. As a scientific experiment, in one of the projects in Shanghai, firstly the passive house is combined with the wood structure building and an ideal result is achieved. The design and construction of the test house and the solutions to several problems are

introduced, which provides theoretical basis and technical support for the development of green buildings.Keywords: passive house; hot summer and cold winter area; wood structure building; air tightness; construction1 项目简介某项目属于试验性质，位于上海，为单层木结构形

这对于被动房的建设比较不利。根据计算，其外墙的传 热系数要达到0.1 W/ (m\"K),屋顶的传热系数要达到 0.09W/ (m'K),这就要求相当厚度的保温。结合木结构

式，建筑面积125 m2,功能为会客间。项目建设的目标就

是要取得被动房PHI认证，因此所有设计及施工均根据被动

优势，我们决定在常规承重层的保温外，再设置一层保温

房标准严格执行。(图 1)。被动房的建造有“五大要素”，即足够厚的热围护、

优异的气密性、高性能的门窗、无热桥以及具有热回收功 能的新风系统。作为在夏热冬冷地区的木结构建筑，如何

1 室内木饰面2. 石膏板3. 气密膜4岩棉5.结构木柱6.OSB板7岩棉8.木工字梁9.OSB板图1保温设置剖面423.5确保满足“五大要素”，是摆在我们面前的难题。2 问题与难点2.1热围护问题热围护即建筑物保温，该建筑物需要多厚的保温与其

所在地及建筑物的体形比(体积与外表面积之比)有关。 单位体积下表面积越大，说明其散热面积越大，对热围

外侧内侧140 mmX38mm的结构木柱为承重构件，间隔中

填充保温岩棉，外侧利用工字梁另外附加厚度240 mm的保 温岩棉。由于生产厂家对保温材料出厂规格的限定，市场

护的要求就越高。本项目为单层建筑，其体形比为0.72,上不光岩棉，包括EPS或XPS等其他保温材料，其厚度一般 是50 mm的倍数，即50、100 mm等，而140 mm以及240 mm

作者简介：董(1974—),男，硕士，高级经济邺。 通信■地址：上燥孕区天4西路799号睁元科创乂厦4

是木结构材料的常规尺寸，在这个尺寸下进行保温填充将

揍(200050 ) o电子邮希：dongchsh@sunyoungchina.com会留下空腔。如何密实、连续地在墙体中填充保温材料是

必须解决的问题，这个问题将直接影响到建筑的实际使用

收犒日期：2019-04-29

效果。12682019 • 7 • Building Construction董春山：被动房在木结构建筑中的实践2.2气密性问题被动房对建筑的气密性要求相当高，其标准是在室内

但国外有很多。我们经过调研，最后选择了铺设气密膜的 做法，并且为了更好的气密效果，我们在保温材料填充前

外50 Pa的压差下，换气率不超过0.6次/h,这个对于常规的 混凝土结构建筑来说已经相当严格，对于“拼装式”的木

结构建筑来说，更是极难达到。建筑中木结构接头节点非

先用气密专用胶带将墙体节点的缝隙遮盖，然后按照要求

进行气密膜铺设。气密膜的规格是1.5mX50m一卷，重叠处需采用专用

常普遍，如何保证有如此多缝隙的建筑物的气密性对施工

提出相当髙的要求。气密胶带进行粘贴，这个过程对施工质量有一定要求。因

为需粘贴的距离较长，中间气密膜肯定会有皱褶，粘贴不

仔细很可能会存在空隙。对于普通建筑来说可能无所谓，

2.3门窗问题被动房门窗的安装与普通建筑有所区别。首先是气 密性要求，不仅针对门窗本身，而且包括其与窗框的连接

但被动房的气密要求非常高，这样的空隙在内外50 Pa的压

差下，会产生相当大的气流量，影响最后的测试结果。因 此施工时我们要求粘贴完毕后再用橡胶滚轮针对胶带位置

处。其次是热桥，门窗在墙体中不同位置安装的热桥值是 不同的，如何在木结构建筑中进行安装并满足设计的“无

热桥”要求也是非常重要的。再进行2次滚刷，更大程度上减少此类缝隙的数量“切。3.3门窗方案被动房对门窗的要求非常高，不但对产品的性能要求

3 解决方案与施工3.1热围护方案提高墙体间保温材料的填充率有2种方法，一是将岩 棉进行切割，二是釆用软性材料填充空腔。由于岩棉的特

非常高，而且对施工质量的要求也非常高。首先是门窗的气密。这个气密不仅是针对门窗本身

的，对其安装完成后与窗框结合处的气密要求也同样重

要。常规的安装，基本就是在窗和框的结合部位打聚氨酯

发泡材料，这样根本没法满足气密要求，因为发泡材料 会随着收缩，产生缝隙。这时候我们也只能采用贴膜的形

性，切割时会产生大量碎屑，同时造成施工人员皮肤不 适，并且工作量巨大，因此放弃。于是只能釆用软性材料 进行填充。经过材料比选，最终选择玻璃棉对墙体空腔进

式。靠近室内侧采用隔汽气密膜，可在满足气密的同时调

节室内湿度；室外侧采用防水气密膜，在气密的同时有很

行填充（图2、图3）。OSB板

强的防水能力。施工时有三点需特别注意，一是膜的粘贴

方向；二是膜的应力作用；三是窗角的留边。对于粘贴方向，靠近室内侧的膜需在窗框上侧反向粘

贴后再翻转并与窗框连接，再延伸至室内侧墙体，室外侧

的膜要求从框的外侧正向粘贴，然后延伸至框外侧。这一

图2外侧附加保温做法正一反的粘贴法可以更大程度上保证窗-框的连接处在室内 外50 Pa压差情况下的气密性能。门窗安装完毕后很可能会存在移动或形变情况，因此

应力问题必须考虑。在气密膜施工时，需要预留应力释放

区域，气密膜不应紧绷，需留2〜3道皱褶，以释放可能存

38在的形变和移动（图4）。图3内侧承重墙保温做法窗角处的留边有个非常形象的名称，叫做“蝴蝶边” （图5）。如果不预留蝴蝶边，安装时角部气密膜的粘贴会

根据以上做法，需釆购100 mm和50 mm厚度的岩棉， 玻璃棉压缩性比较好，可以釆购50 mm厚度的。外侧施

工时先用玻璃棉将两侧和底部空隙塞满，玻璃棉厚度均 为30 mm,然后塞入两层岩棉，厚度为100 mm,最后用 30 mm的玻璃棉将外侧空隙填满；承重墙处保温直接用 100 mm和50 mm岩棉进行填塞，只比墙体多10 mm＞可以

非常困难，而且很难粘贴平整。在两侧OSB封板时截掉。这样整个填充区域基本可以做到 图4气密膜的皱褶示意 图5窗角处的“斓蝶边”示意无空隙填满，满足PHI要求。3.2气密性方案木结构的气密性做法目前在国内基本没有借鉴案例，

对于门窗安装热桥的问题，经过软件模拟，我们比较

了3种窗的安装位置（图6）,分别是室外侧、中间无保温

建筑施工•第41卷•第7期12697I董春山：被动房在木结构建筑中的实践覆盖和中间附加保温层。r图9温度记录结果维持一定的温度水平，下降程度有限。由于那段时间上海 遇到了百年一遇的多雨天气，在试验期间几乎没有阳光能

在白天对室内进行加热，因此整个房间几乎只有失热而没

对比得知，安装在墙体中间并附加保温层时窗的安

装传热系数最低。因此安装后，窗框需用保温材料进行覆

有得热。不过这个过程更能真实地反映出整体建筑的保温

隔热水平，室内环境受室外因素的波动情况已达到最小。

盖，宽度在30 mm左右，这样可以有效降低窗体的安装传 热系数。图5中黑色部分为外侧的防水气密膜，窗框与墙体

4.3能耗测试截取某年7月30日一8月3日的能耗统计数据，在上海

最热的一段时间内，房间的室内温度始终维持在24 °C左右 的舒适区间内。此时空调一直处在工作状态中，其能耗基

间采用带有铝箔的保温材料进行包覆。4 功效与检验4.1气密测试经过整体气密膜的施工，同时对细节的把控，整个建

本维持在6 kW-h/d左右，其中的波动应该是人员活动造成 的。这样的数据己基本达到被动房要求。4.4认证本项目经过前期的精心设计，以及高质量的施工，最

筑物的气密性在最终的气密测试中取得了良好的成绩。气

密测试根据PHI要求，按照欧标EN13829来执行，房间的体

积按照房间底面积乘以平均房间净高计算，因此吊顶以上

终得到了PHI的认可，取得了认证标志，成为了继世博会德 国馆之后上海第2座得到PHI认证的被动房建筑，也是PHI 在国内的第14座认证建筑。体积将不计入内。为了更具有说服力，应同时进行负压及

正压测试，最终的气密性结果由正压以及负压的检测平均

值得出。检测时选取某一门洞安装风门，并对未完成的管道、

门锁等部位进行临时封堵，然后进行压力测试。一般先进

5 结语被动房作为专注于降低能耗并且提高室内舒适度的

一类建筑，非常契合国内甚至是国际上对于可持续发展的

行负压测试，从一lOOPa到OPa,中间选取10〜12个测试 要求。被动房的建造，不但要求非常精细化和针对性的设

点，每个点压力保持3〜5 s,记录此时的气体泄漏量。负 计，同时对施工质量也有极高的要求，特别是对于细节的

把控甚至到了 \"吹毛求疵”的程度。但也正是由于这样的

压测试时，可以在室内检查漏气点，此时漏气位置的风压 非常大，基本可以用手感觉到。态度，才能使建成的建筑与设计指标达到匹配，使建筑真

正成为一个\"House” o作为施工方，我们依旧有相当多的

负压测试结束后可以进行正压测试，过程与其一样。本项目的建筑体积为433 m3, 50 Pa时的平均泄露量

内容需要去学习，被动房在混凝土结构的建筑、在既有建

为234.5 m3,最终的气密性测试结果为0. h1,均满足PHI

筑改建上的应用还有很多问题有待解决。不断地提高施工 质量，提髙施工人员素质，才是保证建好每一栋被动房的

要求。4.2隔热测试为了测试建筑的保温隔热效果，我们进行过一次为期1

周的试验，时间为1月5日一1月12日。在1月5日时我们测得

关键。“ •

参考文献室内温度维持在22.5 °C,当天上午我们将室内所有用电设 [1] 彭梦月.欧洲超低能耗建筑和被动房的标准、技术及实践[J].建设

#41,2011(5):41-47.备关闭，包括空调，然后紧闭门窗，保证无人员进出，每

隔1天进行温度记录(图9)。[2] 潘广挥，李占丈，权红，等.被动房屋设计与实践之一:被动房节能

技术理论与实践浅谈[J].建设科技,2013( 12):77-79.结果显示在没有任何加热设备的情况下，室内依旧能12702019 • 7 • Building Construction