全球首棟PHI標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑試點(diǎn)

一、前言

20世紀(jì)70年代，弗賴堡爆發(fā)了反對建立核電站的風(fēng)潮，隨后生態(tài)友好就成為了這座城市的形象。城市的環(huán)保意識也體現(xiàn)在建筑中，1992成立了綠色示范區(qū)Vauban。不過距此不遠(yuǎn)的Weingarten區(qū)，則曾經(jīng)完全是另外一種情形。

Weingarten區(qū)約有1萬居民，這里大多數(shù)是由Freiburger Stadtbau住宅開發(fā)公司于20世紀(jì)60年代建造的高層建筑。盡管大樓之間留有足夠的綠化帶，而且這里與市中心的交通也很方便，但它的能耗及居住舒適度顯然已不能適應(yīng)當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)與要求。2009年，開發(fā)公司與市政府合作，決定改造這個(gè)區(qū)域，并定下到2020年將能耗減少50%的目標(biāo)。

二、全球第一棟被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑試點(diǎn)

項(xiàng)目第一階段包含一棟16層高層建筑的改造，為此制訂了建造全球第一棟達(dá)到被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑的宏大目標(biāo)，將此大樓作為試點(diǎn)。這項(xiàng)任務(wù)落在了建筑師Roland Rombach身上。他采取的第一步是最大化地減輕過于緊湊的建筑外表，將面朝里的敞廊改建成生活區(qū)，并選擇用陽臺營造新的戶外空間。新擴(kuò)展的空間加上室內(nèi)整修，使得原先只有6套公寓的樓面如今容納下了9套公寓。為達(dá)到能效標(biāo)準(zhǔn)，建筑外立面安裝了200mm厚的外墻外保溫系統(tǒng)（Sto巖棉外墻外保溫系統(tǒng)）。此外還更換了門窗，以進(jìn)一步減少能源損耗。陽臺與窗戶的結(jié)合部不適合采用很厚的外保溫，通過氣凝膠材料予以解決。中央通風(fēng)系統(tǒng)可以回收80%以上熱能，是達(dá)到被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)師面臨的最大難題就在于此，因?yàn)橹皬奈丛诮ㄖ邪惭b過，期間還面臨過承重問題。

Fraunhofer太陽能系統(tǒng)研究所(ISE)對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了全程監(jiān)督，并對建筑進(jìn)行后繼的能耗監(jiān)測。檢測結(jié)果顯示，大樓在經(jīng)過改造后能耗降至15kwh/(m2·a)，符合被動(dòng)房要求。該樓所取得的經(jīng)驗(yàn)直接運(yùn)用到了Weingarten其他建筑的改造之中。該樓外立面采用了Sto公司的巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，巖棉厚度達(dá)到200mm。巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是Sto于1981年首個(gè)推向市場的A級不燃系統(tǒng)，目前在歐洲已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)，每年占有外墻外保溫系統(tǒng)約15%的份額，應(yīng)用于高層建筑、人員密集建筑等防火要求較高的建筑。

Sto巖棉薄抹灰外保溫系統(tǒng)目前獲得的最新認(rèn)證是無水泥基系統(tǒng)（Sto Therm Classic S1），一是巖棉層的厚度可以達(dá)到340mm，已適用于零能耗建筑；二是該系統(tǒng)既具備了無機(jī)礦物質(zhì)類材料的不燃性，同時(shí)具備有機(jī)類材料的高抗裂、高抗沖擊性。A級無水泥基防護(hù)層可以抗擊高達(dá)100J的沖擊。而純無機(jī)礦物質(zhì)類系統(tǒng)只能達(dá)到3J的抗沖擊強(qiáng)度。

外立面使用Sto巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)和Sto“荷花王”自潔型外墻涂料。由Sto Design所設(shè)計(jì)的外立面色彩方案，巧妙地融入了翻修前外立面所使用的綠色。

鑒于被動(dòng)房和零能耗建筑是未來建筑的趨勢。歐盟已將此列入建筑能效性能指導(dǎo)(EPBD)，意味著在建筑物在建造和改建中，能效將扮演更為重要的角色。而被動(dòng)房的外墻外保溫系統(tǒng)不僅需要使建筑物外圍護(hù)墻體的U值達(dá)到≤0.15 W/(m2·K)，更關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)是避免熱橋（比如建筑物的開放處和懸伸處）。Sto對此繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)潮流：除了開發(fā)出第一款獲得被動(dòng)房研究所(Darmstadt Passive House Institute)認(rèn)證的外墻外保溫系統(tǒng)，還為設(shè)計(jì)師提供大量具體的經(jīng)過PHI認(rèn)證的被動(dòng)房節(jié)點(diǎn)方案。

舉例1：窗側(cè)保溫構(gòu)造

——窗側(cè)斜切面保溫在保證避免熱橋的基礎(chǔ)上解決了保溫厚度非常厚所帶來的室內(nèi)光線受阻問題。

——與斜切面窗側(cè)保溫相吻合的特制弧形擋水邊的金屬窗臺板。外挑30-50mm的具有鷹嘴滴水構(gòu)造的金屬窗臺板可避免雨水進(jìn)入系統(tǒng)，并使外立面保持潔凈，特殊的檔水邊內(nèi)部構(gòu)造，置有可吸收窗臺板自身熱脹冷縮變形的泡沫條，以防窗臺板變形使系統(tǒng)產(chǎn)生開裂。

——外掛窗窗框埋在保溫內(nèi)至少30mm（具體尺寸應(yīng)在經(jīng)過熱橋計(jì)算后確定），避免熱橋。

——保溫板與窗框之間使用內(nèi)置膨脹密封條及翻包玻纖網(wǎng)的自粘型門窗收邊條進(jìn)行收頭。經(jīng)過特殊浸漬處理的膨脹密封條具有自膨脹作用，不僅可填充縫隙，還具備600Pa的抗雨水壓力，同時(shí)還可吸收2-4mm的系統(tǒng)變形，對系統(tǒng)所有收頭接縫起到防水、防裂作用。

——使用Sto剛包角對保溫轉(zhuǎn)角進(jìn)行特別的抗撞處理。

舉例2：墻身固定件防熱橋方案

雨落管、防盜欄桿、室外照明燈之類的金屬固定支架按常規(guī)做法必須穿透整個(gè)保溫系統(tǒng)固定至基層墻體內(nèi)，不可避免成為熱橋，解決方案是使用一種高強(qiáng)度保溫塊來承受重物。金屬支架只需固定于這種高強(qiáng)度PU/EPS保溫塊上。這種保溫塊的密度高達(dá)170-200Kg/m3，既保溫又有較高承重能力。即使非常重的仍必須固定至基層墻體內(nèi)的金屬支架，在其與墻面間也可使用一種隔離墊塊，使熱橋降至最小。

三、結(jié)語

被動(dòng)房的意義不僅在于節(jié)能和舒適，終極意義在于環(huán)保。截止目前，Sto外墻外保溫系統(tǒng)是唯一自帶單獨(dú)環(huán)境系統(tǒng)宣言(ESD)的產(chǎn)品系列。類似于這樣的國際性環(huán)保產(chǎn)品宣言，證明了產(chǎn)品所宣稱的環(huán)保有效性（例如認(rèn)證程序的有效性和公開采購規(guī)程的有效性）。宣言提到了評估建筑物內(nèi)部產(chǎn)品性能所需的技術(shù)屬性：使用壽命、隔熱及隔音、對于能效的貢獻(xiàn)，以及對于可持續(xù)性建筑管理的影響。