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有关被动式超低能耗建筑外墙施工干挂幕墙系统转接件断热桥关键技术的研究
日期: 2021-12-03
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  在被动式超低能耗建筑外幕墙施工过程中,幕墙转接件与外墙因为交叉施工不协调、转接件与墙体之间未增加隔热垫块、转接件与外墙保温材料之间的缝隙未填充、转接件与幕墙龙骨之间未设置隔热垫块等原因而成为热桥。

  超低能耗建筑设计人员表示,干挂幕墙系统由于转接件与空腔空气接触面积较大,当幕墙系统出现裂缝、破损等情况时会与室外空气连通时,会形成热桥,因此需要对转接件处断热桥措施进行模拟分析,具体工况模拟如下:

  工况1:基准墙体热工模拟分析,构造为基层墙体与保温系统构成,保温材料为30mm真空绝热板+60mm岩棉。

  工况2:基准墙体上幕墙系统转接件处无断热桥措施。

  工况3:基准墙体上幕墙系统转接件处有断热桥措施,转接件与基准墙体之间增加20mm厚聚氨酯隔热垫块,在转接件处外表面用30×300×300mm岩棉包裹减少与空气接触。

基准墙体模型图(工况1)

基准墙体模型图(工况1)

有关被动式超低能耗建筑外墙施工干挂幕墙系统转接件断热桥关键技术的研究

基准墙体与幕墙转接件无断热桥措施模型图(工况2)

基准墙体与幕墙转接件有断热桥措施模型图(工况3)

基准墙体与幕墙转接件有断热桥措施模型图(工况3)

  模拟过程按不利因素考虑,即幕墙系统发生与室外空气换气较强情况,此时空腔内空气与室外空气一致。

  三种工况情况下,模拟出的温度云图及表面温度散点图如下:

基准墙体中心界面温度云图(工况1)

基准墙体中心界面温度云图(工况1)

基准墙体内表面温度散点图(工况1)

基准墙体内表面温度散点图(工况1)

  说明:基准墙体整体温度云图可以看出温度分层均匀,传热方向未出现变化,并无热桥。基准墙体内表面温度散点图可看出无热桥是室内温度较高基本都在19.5℃,墙体热损失4.39W/㎡。

基准墙体与幕墙转接件处无断热桥措施截面温度云图(工况2)

基准墙体与幕墙转接件处无断热桥措施截面温度云图(工况2)

幕墙转接件无断热桥措施室内表面温度云图(工况2)

幕墙转接件无断热桥措施室内表面温度云图(工况2)

幕墙转接件无断热桥措施室内表面温度散点图(工况2)

幕墙转接件无断热桥措施室内表面温度散点图(工况2)

  说明:从截面温度云图可以看出,固定件处并无保温,相对周圈保温热阻较小且螺栓深入基层墙体,在该处形成强烈热流通道,在螺栓钉入墙体位置形成温度分层,热流方向发生改变;

  从室内表面温度云图可以看出在该位置室内表面中心位置相对于周边温度要低。

  从室内表面温度散点图可以看出,尽管室内表面最低温度为18.5℃,满足标准内表面温度温差小于3℃要求,但热损失却比增加了3.37W/㎡,热损失较大。

幕墙系统转接件处有断热桥措施截面温度云图(工况3)

幕墙系统转接件处有断热桥措施截面温度云图(工况3)

幕墙系统转接件处有断热桥措施室内表面温度云图(工况3)

幕墙系统转接件处有断热桥措施室内表面温度云图(工况3)

有关被动式超低能耗建筑外墙施工干挂幕墙系统转接件断热桥关键技术的研究

幕墙系统转接件处有断热桥措施室内表面温度散点图(工况3)

  说明:从温度云图可以看出由于连接件处有30mm岩棉包裹,温度云图传热方向并无太大改变,但钢板处、室内表面均有提升,室内表面最低温度提高了0.2℃,比基准墙体增长了1.07℃,在未断热桥方案基础上热损失降低了热损失30%,热损失降低较为明显,因此该断热桥方式可行。

  三种工况情况下,基准墙体热损失量统计如下:

基准墙体内表面热损失统计表

基准墙体内表面热损失统计表

  因此,被动式超低能耗建筑设计应综合考虑土建、幕墙以及外墙保温工艺特点和施工穿插,幕墙转接件应在外墙保温施工之前安装完成,安装时应在转接件与基层墙体之间增加20mm厚聚氨酯隔热垫块断热桥措施,在转接件表面需增加30mm×300×300mm的岩棉保温层,岩棉保温层与周边外墙保温缝隙之间采用聚氨酯发泡胶填塞;外墙保温层应在幕墙主次龙骨及辅助配件施工前完成,尽量避免交叉施工,防止幕墙施工对外墙保温材料造成破坏,且保温材料应包裹转接件。转接件与竖龙骨连接时,两者之间增加10mm厚聚氨酯隔热垫块断热桥措施。

有关被动式超低能耗建筑外墙施工干挂幕墙系统转接件断热桥关键技术的研究

  来源:中汇能宜居被动房 编辑:刘芳

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