张 雄 边双双 国贤发 赵士永

(1.河北省建筑工程质量检测中心有限公司，河北 石家庄 050027；2.河北建研工程技术有限公司，河北 石家庄 050027； 3.河北省建筑科学研究院有限公司，河北 石家庄 050027； 4.河北省既有建筑综合改造工程技术创新中心，河北 石家庄 050027)

0 引 言

被动式低能耗建筑是指在造价增量合理的基础上，采取技术手段，使建筑物对外热传导的热损失和通风系统的热损失最小化，通过合理利用可再生能源，使运行过程极少消耗化石能源，室内环境达到健康舒适的建筑物[1].近年来，建筑市场新建的被动式低能耗建筑数量逐渐增多，因其极佳的节能效果和能提供舒适的室内环境，越来越多的被业主所接受.

既有居住建筑普遍存在能耗高、舒适性差的问题，为使既有居住建筑朝着高性能、低能耗、健康的规模化改造发展，将被动式低能耗技术应用到既有居住建筑改造上，目前国内案例较少，本文基于河北省建筑科学研究院2#、3#住宅楼被动式低能耗节能改造示范工程，研究既有居住建筑被动式低能耗节能改造过程中被动窗改造施工、外墙外保温改造施工等关键技术.

1 工程概况

河北省建筑科学研究院2#、3#住宅楼被动式低能耗节能改造示范工程位于石家庄市裕华区，2#楼为地上五层砌体结构，建于1988年，于1998年进行了扩建，总建筑面积为1937 m2，建筑高度为15 m；3#楼为地下一层、地上六层砌体结构，建于1998年，总建筑面积为3100 m2，建筑高度为19 m.2#、3#楼属于老旧建筑，外围护结构耗能高、居住舒适性差，通过对其进行被动式低能耗节能改造，达到了更好的节能效果和最佳的居住体验.外围护系统的节能改造主要包含更换节能性更好的被动窗、外墙粘贴保温层、屋面粘贴保温层等，本文重点介绍被动窗改造施工和外墙外保温施工.

2 被动窗施工

2.1 被动窗改造方案

改造前2#、3#楼最早采用铁框单玻平开窗，楼梯间外墙均为此种窗户.住户在使用过程中大部分将铁质窗户更换为塑钢平开窗与铝合金平开窗，节能效果较铁质型材单玻平开窗稍有提升，但推拉窗的气密性仍然欠佳.为使窗户部位更加节能，需要更换更加节能的被动窗.被动窗型材采用塑钢型材，玻璃配置为5+12Ar+5+12Ar+5 mm三玻两中空玻璃，整窗传热系数低于1.0W/(m2·K).

2.2 被动窗安装方案分析

图1 窗框与外墙齐平内嵌安装

新建的被动式低能耗建筑通常采用外挂方式安装被动窗，窗户洞口四周设计为混凝土结构.而既有居住建筑节能改造的对象多为老旧建筑，旧窗户通常居中安装在洞口墙体上，洞口左右侧为混凝土结构的很少.因此，从安全性及施工便捷角度出发，需要调整被动窗的安装方式，可以参照普通窗户内嵌式安装，但窗框外皮应和墙体外皮保持齐平，便于外保温施工时，保温层吃窗框2～3 cm，减少热桥值.

金松涛等[2]利用HEAT2热桥模拟软件建立二维稳态传热模型，对外挂式安装和窗框与外墙齐平内嵌安装节点的热桥进行计算，发现窗框与外墙齐平内嵌安装的热桥系数Psi=0.032W/(m·K)，外挂式安装的热桥系数Psi=0.026 W/(m·K).两种方式安装节点的热桥系数相差很小，而前者的安全性、施工难易程度更优于后者.故针对本项目被动窗采用窗框与外墙齐平内嵌方式进行安装，如图1所示.外挂方式安装被动窗施工工艺可参见文献3.

2.3 被动窗施工工艺

2.3.1 洞口墙面及基层处理

洞口墙面基层上的浮尘、污渍等须清理干净，表面凹凸不平部位应剔平或用水泥砂浆找平.基层墙面的平整度，垂直度按相关质量标准验收合格后，方可进行下一步施工.

2.3.2 窗框固定

窗框与外墙齐平内嵌安装可以在室外作业，无需拆除原窗户、不用进入户内，最大限度减少对住户的正常生活.窗框固定方式与普通窗户一致，窗框在固定过程中需有专人用红外线测平仪测量窗户平面内水平度、用靠尺测量平面外平整度，如发现偏差应即时调整.窗框固定后在窗框与洞口墙体缝隙间满打聚氨酯发泡胶，保证无可见空隙.

2.3.3 粘贴防水透(隔)气膜

图2 窗框外侧粘贴防水透气膜

用湿抹布将窗框上浮尘，沙子、水泥砂浆等杂物擦拭干净，然后再用干抹布擦拭，保证窗框清洁、干燥，能与防水雨布有很好的粘结.先粘贴窗户外侧防水透气膜，将防水透气膜自粘侧贴在窗框上，然后在四周墙体上打一条密封胶，用刮刀刮平后，将防水透气膜贴在密封胶上，抚平，保证防水透气膜与墙体之间粘贴紧密，无气泡、无褶皱，如图2所示.窗户外侧防水透气膜粘贴完成后，粘贴窗户内侧防水隔汽膜.

2.3.4 玻璃安装

玻璃安装时需要进入住户室内作业，拆除原窗户后及时安装被动窗玻璃，保证住户的正常使用需求.

3 外墙外保温改造施工

3.1 外墙改造方案

2#、3#住宅楼外墙为360 mm厚烧结普通砖、水刷石面层，无保温措施，外墙传热系数为1.58 W/(m2·K).外墙节能改造采用采用聚苯板薄抹灰外墙外保温体系，这种保温体系在不影响室内正常使用，不减少室内使用面积的情况下，能提高供热效果，改善室内热舒适度；且施工较为简易，施工质量容易控制.根据本地区气候条件，经过节能计算外墙需粘贴220 mm厚石墨聚苯板(SEPS板)，外墙节能改造后传热系数为0.145 W/(m2·K).

3.2 外墙外保温施工工艺

既有建筑被动式低能耗改造时外墙外保温施工与新建的被动式低能耗建筑区别主要在于老旧小区外墙面会存在线缆、较多附属设备需要处理.不同老旧小区其外墙外饰面会不同，常见有水刷石面层、涂料面层、瓷砖面层等，不同的饰面层在外保温施工前应制定专门的基层处理方案，保证保温层与基层的粘接强度符合规范要求.

老旧小区主要结构形式为砌体结构，其外墙的砌筑工艺并没有考虑气密性的要求，因此在外保温粘贴时有必要加强保温层的气密性要求.

3.2.1 基层处理

外墙保温施工前原墙面的空调支架、电缆桥架、附属设备等应拆除完成.外墙水刷石面层在施工前用钢丝刷将表面松散的砂石去除，然后用高压水枪清洗表面浮尘、污渍等.外墙面上由于拆除、冻害、泛碱或侵蚀所产生的缺损、孔洞应予修补.

3.2.2 配制粘结砂浆

配制粘结砂浆必须专人负责，以确保搅拌质量.采用单组份粘结砂浆，粉料∶水=5∶1.在干净容器中用电搅拌机搅拌均匀直至没有结块产生，静置5-10分钟后，再次搅拌，调到适合施工的稠度为宜，凝固后禁止加水再用.粘结砂浆应随用随配，配好的粘结砂浆宜在1 h内用光.粘结砂浆应于阴凉放置，避免阳光曝晒.

3.2.3 点框法粘贴第一层SEPS板

石墨墨聚苯板尺寸为600×1200 mm，根据实际尺寸需要，用专用刀具切割，切口与板面垂直，整面墙的边角处聚苯板最小尺寸应在300 mm以上，聚苯板的拼缝不得留在门窗的四角处.排板时按水平顺序排列，上下错缝粘贴，阴阳角处应做错槎处理.

采用点框法粘贴第一层SEPS板，在板面四周涂抹一圈粘结砂浆，宽度为50 mm，板面中央均匀涂抹6～8个点，涂好后立即将SEPS板粘贴在墙上.所有粘结点与基层同时接触，双手用力均匀左右揉动5-7次，使粘结砂浆与墙面粘牢.SEPS板粘贴到墙上以后，用2米靠尺压平，保证其平整度和粘贴牢固.粘板时注意清除板边溢出的砂浆，保证板与板之间无碰头灰.

第一层SEPS板与板之间应拼缝严密，板缝允许偏差≤3 mm，超过3 mm时用相应厚度的SEPS板条塞缝或用聚氨酯发泡剂填充.板面高低差≤1.5 mm，超过1.5 mm时用打磨机打磨平整，打磨时应做轻柔的圆周运动，不要沿着拼缝方向打磨，打磨后用刷子将碎屑和浮尘清理干净.点框法砂浆的粘贴面积≥40%.

3.2.4 满粘法粘贴第二层SEPS板

第一层SEPS板施工24 h后，方可满粘第二层SEPS板.在聚苯板面涂上粘结砂浆，用锯齿状抹灰刀将粘结砂浆涂抹成条状，涂好后立即将EPS板粘贴在第一层SEPS板面上.粘贴完后保证平整度，板与板间无碰头灰.

3.2.5 安装保温钉

保温钉施工应在两层石墨聚苯板粘贴完成24 h、粘结砂浆达到规定强度后方可施工.

1)钻孔并清孔.按照保温钉施工排版图在保温板相应位置钻孔，保温钉应安装在保温板四角，防止翘角.在SEPS板上安装保温钉时要求钻孔直径要比保温钉直径大2 mm，钻孔深度要超过基层墙体5 cm(不含外墙抹灰层厚度)，每平米保温钉数量不少于4个.钻孔后及时清理孔内碎屑、灰尘.

2)放置保温钉.将被动房专用保温钉放置孔内，用羊角锤将保温钉锤入保温层内，保温钉圆盘与保温板表面齐平或者略高于保温板表面.

3)固定保温钉.用电钻螺丝刀深入保温钉套筒内，固定牢固后的保温钉圆盘会进入保温层内2-3 mm，如图3所示.

4)注入聚氨酯发泡剂.保温钉固定牢固后，在圆盘孔内注入聚氨酯发泡剂，进行防热桥处理，如图4所示.

图3电钻螺丝刀固定保温钉图4保温钉防热桥处理

5)使用FTC填平保温板.聚氨酯发泡固化后，将溢出圆盘表面的发泡剂清理干净.罩面层施工前用FTC保温砂浆将圆盘凹进保温板表面部位填平，避免罩面层施工后出现明显保温钉痕迹，如图5所示.

图5 FTC保温砂浆将保温板面抹平

3.2.6 抗裂砂浆罩面，放置耐碱玻纤网格布

抗裂砂浆罩面分底层和面层两层.将搅拌好的抗裂砂浆均匀抹在聚苯板表面，厚度在2～3 mm，同时将网格布绷紧后贴于底层抗裂砂浆上，网格布的弯曲面朝向墙，用抹灰刀由中间向四周把网格布压入砂浆的表层，使网格布嵌入抗裂砂浆中，网格布不应皱折.横、纵向搭接长度大于100 mm，在被切断的部位，应采用补网搭接，搭接长度大于100 mm.表干后，再在其上再施抹一层抗裂砂浆，厚度2 mm，网格布不应外露.

3.2.7 外饰面

抗裂砂浆基面达到涂料施工要求时可进行涂料施工，施工方法与普通涂料工艺相同.一般使用配套的专用涂料或其他与保温系统相容的涂料.

3.3 外墙阳角保温施工

首层外墙阳角、门口保温阳角易碰撞部位安装0.3 mm厚镀锌铁皮护角做加强处理，高度1.8～2 m.护角上应有孔洞利于抗裂砂浆粘结.二层以上外墙阳角处，在标准外保温做法基础上加铺一层网格布、加抹一道抗裂砂浆提高抗冲击强度.加强部位抹面砂浆总厚度宜为5～7 mm.

3.4 门窗洞口处保温施工

门窗洞口处保温板裁切成“刀把”形式包角粘贴，可以有效避免窗户四角保温出现裂纹，如图6所示.两层保温板仍采用错缝粘贴.

图6 门窗洞口处保温板施工

门窗框四周应粘贴窗户连接线条，铺设标准网应从墙面翻包到保温侧面，保温侧面标准网用相同办法翻包至墙面，窗户连接条自带网在最内侧，形成“加强网”.窗户四角用200×400 mm方形加强网与窗角成45°铺设标准网外面，如图7所示.

4 结 语

通过对既有居住建筑进行被动式低能耗节能改造，达到了预期的节能效果，住户的居住体验得到大大提升，通过本项目的实施得出以下结论：

1)窗框与外墙齐平内嵌安装被动窗更适用于既有居住建筑的被动式低能耗节能改造，内嵌安装完成后的效果良好，其安全性、施工容易程度更加优于被动窗外挂式安装.

图7 门窗洞口网格布加强图

2)外墙外保温施工时双层错缝粘贴、保温钉无热桥处理、阴阳角处理、门窗洞口处“刀把”式保温等措施是精细化施工的重要环节，只有把控好各个施工关键点才能使既有居住的被动式低能耗节能改造达到预期效果.