全球首棟PHI標準的高層建筑試點

一、前言

20世紀70年代，弗賴堡爆發(fā)了反對建立核電站的風潮，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。不過距此不遠的Weingarten區(qū)，則曾經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當今的標準與要求。2009年，開發(fā)公司與市政府合作，決定改造這個區(qū)域，并定下到2020年將能耗減少50%的目標。

二、全球第一棟被動房標準的高層建筑試點

項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到被動房標準的高層建筑的宏大目標，將此大樓作為試點。這項任務落在了建筑師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。新擴展的空間加上室內整修，使得原先只有6套公寓的樓面如今容納下了9套公寓。為達到能效標準，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，以進一步減少能源損耗。陽臺與窗戶的結合部不適合采用很厚的外保溫，通過氣凝膠材料予以解決。中央通風系統(tǒng)可以回收80%以上熱能，是達到被動房標準的關鍵。設計師面臨的最大難題就在于此，因為之前從未在建筑中安裝過，期間還面臨過承重問題。

Fraunhofer太陽能系統(tǒng)研究所(ISE)對設計過程進行了全程監(jiān)督，并對建筑進行后繼的能耗監(jiān)測。檢測結果顯示，大樓在經過改造后能耗降至15kwh/(m2·a)，符合被動房要求。該樓所取得的經驗直接運用到了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)，巖棉厚度達到200mm。巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是Sto于1981年首個推向市場的A級不燃系統(tǒng)，目前在歐洲已經是標準化的系統(tǒng)，每年占有外墻外保溫系統(tǒng)約15%的份額，應用于高層建筑、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)目前獲得的最新認證是無水泥基系統(tǒng)（Sto Therm Classic S1），一是巖棉層的厚度可以達到340mm，已適用于零能耗建筑；二是該系統(tǒng)既具備了無機礦物質類材料的不燃性，同時具備有機類材料的高抗裂、高抗沖擊性。A級無水泥基防護層可以抗擊高達100J的沖擊。而純無機礦物質類系統(tǒng)只能達到3J的抗沖擊強度。

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所設計的外立面色彩方案，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(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。而被動房的外墻外保溫系統(tǒng)不僅需要使建筑物外圍護墻體的U值達到≤0.15 W/(m2·K)，更關鍵的技術要點是避免熱橋（比如建筑物的開放處和懸伸處）。Sto對此繼續(xù)引領行業(yè)潮流：除了開發(fā)出第一款獲得被動房研究所(Darmstadt Passive House Institute)認證的外墻外保溫系統(tǒng)，還為設計師提供大量具體的經過PHI認證的被動房節(jié)點方案。

舉例1：窗側保溫構造

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

——與斜切面窗側保溫相吻合的特制弧形擋水邊的金屬窗臺板。外挑30-50mm的具有鷹嘴滴水構造的金屬窗臺板可避免雨水進入系統(tǒng)，并使外立面保持潔凈，特殊的檔水邊內部構造，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)產生開裂。

——外掛窗窗框埋在保溫內至少30mm（具體尺寸應在經過熱橋計算后確定），避免熱橋。

——保溫板與窗框之間使用內置膨脹密封條及翻包玻纖網(wǎng)的自粘型門窗收邊條進行收頭。經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剛包角對保溫轉角進行特別的抗撞處理。

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)做法必須穿透整個保溫系統(tǒng)固定至基層墻體內，不可避免成為熱橋，解決方案是使用一種高強度保溫塊來承受重物。金屬支架只需固定于這種高強度PU/EPS保溫塊上。這種保溫塊的密度高達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、結語

被動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)是唯一自帶單獨環(huán)境系統(tǒng)宣言(ESD)的產品系列。類似于這樣的國際性環(huán)保產品宣言，證明了產品所宣稱的環(huán)保有效性（例如認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部產品性能所需的技術屬性：使用壽命、隔熱及隔音、對于能效的貢獻，以及對于可持續(xù)性建筑管理的影響。