装配式混凝土结构被动式超低能耗建筑热桥处理措施

做为一个相对较新的建筑类型，超低能耗建筑在设计、材料供应、建筑工艺、专业人才等方面都还有待提升。

下文为中建科技在装配式混凝土结构被动式超低能耗建筑热桥处理方面的介绍，与建筑业同仁分享，希望行业一起努力，共同助力建筑业早日碳中和。

引言

被动式超低能耗建筑是指适应气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构，高效新风热回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒适室内环境并能满足绿色建筑基本要求的建筑[1]。

热桥是围护结构中某些部位与周边存在传热性能的不同，在室内外温差下，这些部位成为热流相对密集、内表面温度较低（或较高）的区域[2][3][4]。

热桥区域主要存在高导热系数的材料嵌入低导热系数的围护结构中部位，或者围护结构中某些部位保温材料厚度减少。热桥造成热量损失的同时还会引发围护结构内表面结露，潮湿的内表面滋生霉菌和微生物，造成发霉和长毛，直接影响人居环境[5]。

被动式超低能耗建筑对热桥部位进行处理，但这并不意味着消除热桥，而是采用最合适的技术手段让热桥在满足能耗需求的情况下合理分布[6]。

装配式为当前国家积极推广的新型建造方式，装配式建筑的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而成[7]。为减少热桥，被动式超低能耗建筑要求围护结构保温连续不中断，而装配式建筑围护结构预制构件具有一定尺寸，构件安装后形成一系列规则的缝隙，缝隙的存在打破了被动式超低能耗建筑要求的保温连续，接缝部位未经处理将形成热桥。

本文以中建科技湖南有限公司产业化基地项目为例，系统介绍装配式混凝土结构被动式超低能耗建筑热桥处理措施，其中装配式被动式超低能耗建筑屋面虽然采用装配式建造方式，但仅限于屋面采用叠合板的方式，屋面、地面和围护结构管道等部分热桥处理措施与传统建造方式建设的被动超低能耗建筑类似，本文不再赘述。

中建科技湖南有限公司产业化基地项目由A、B两座单体建筑构成，A座为办公楼，采用混凝土框架结构，B座为公寓楼，采用混凝土剪力墙结构，两座建筑外墙非透明围护结构均由与主体结构湿法连接的预制三明治保温板围护而成，整个项目未涉及地下室。

1.装配式混凝土结构被动式超低能耗建筑热桥部位识别

项目外墙非透明围护结构由预制三明治保温板构成，预制三明治保温板在PC构件厂生产过程中会需要考虑热桥的产生；考虑到主体结构层间位移、密封材料的变形、施工误差和温度引起的变形等要求，《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）规定装配式建筑外挂墙板间接缝宽度不应小于15mm[7]，如不进行处理，将在板间缝隙部位形成热桥。

图1为项目外墙非透明围护结构图，可以看出项目项目外墙由预制外墙板构成，图2为外墙板板间缝隙图，可以看到横竖交错的外墙板板间缝隙。

2.预制三明治夹心保温板生产过程中热桥处理措施

预制三明治保温板由内叶板、中间保温板和外叶板三部分构成，内叶板与外叶板之间依靠拉结件连接，拉结件导热系数高于保温板，均匀布置将形成点状热桥，这部分热桥不能消除只能减少，项目选用导热系数相对低的FRP拉结件，并且拉结件安装过程中预先在保温板上采用机器预钻孔后安装的方式减少对保温的破坏。

图3为预制三明治保温板产品图，可以看出预制三明治保温板的层间构造，图4为预制三明治保温板拉结件布置图，可以看出拉结件在保温板上有序排列。

预制三明治保温板生产由外叶板浇筑－中间保温板安装－内叶板浇筑等一系列生产工艺流程构成，流程中涉及内叶板和外叶板钢筋绑扎、保温板拼装、预埋件安装和混凝土浇筑等行为，根据生产工艺流程、构件中各类预埋件与保温板之间的位置关系和生产过程中生产操作空间分析得出，预制三明治保温板生产过程中产生形成热桥的主要为预埋件安装、保温板拼缝和人员操作因素；

预制三明治保温板生产过程中，预埋构件主要有以下几种类型：

1）两种吊装预埋件--生产过程中脱模用和运输安装过程中吊装用预埋件

2）两种调整预埋件--构件安装过程中标高调整和垂直度调整预埋件

3）一种支模预埋件--构件安装后用于后浇带支模板用预埋件

4）门窗、遮阳预埋件--固定门窗和遮阳用的预埋件

图5为预制三明治保温板生产过程中各类预埋件，可以看到各类预埋件与保温板之间的相对位置和形状。其中，遮阳预埋件预埋在外叶板中不产生热桥。表1列举了预制三明治保温板生产过程中各类热桥形成的原因及其处理方法。

图5 预制三明治保温板生产过程中各类预埋件

（1为吊装用预埋件，2为支模用预埋件 ，3为安装调整用预埋件）

表1 预制三明治保温板生产过程中各类热桥形成的原因及其处理方法

图6为混凝土进入保温板板间缝隙图，混凝土的导热系数远大于保温材料，进入保温板间隙后会形成热桥，图7为保温板与预埋件缝隙，预埋件与保温之间存在缝隙导致该部分保温厚度减小而形成热桥，图8为保温板错位图，保温板错位导致错位部分保温板厚度减小而形成热桥，图9为预埋件破坏保温板图，预埋件尺寸不合理导致安装时破坏保温形成热桥。

3.预制三明治保温板安装过程中热桥处理

装配式建筑外墙板板间接缝宽度不应小于15mm，15mm以上的板缝存在使得缝隙内对热传热增强，形成空气热桥，需要对缝隙进行处理。

3.1 竖缝热桥处理

对于宽窄缝隙最合理的填补方式为采用聚氨酯现场发泡，但现场发泡发泡方向不能控制，向外叶板扩散将破坏外墙板的空腔构造防水，造成外墙板防水失效，如果在外叶板竖缝上设置发泡封堵措施会造成施工质量控制难度提升和人力成本提高，因此对缝隙接缝部位进行优化，图10竖缝保温连续性设计优化,优化前，板缝处理采用现场发泡聚氨酯使保温连续，优化后采用与三明治保温板相同的块状保温材料填充缝隙。

框架结构预制三明治保温板内叶板后浇构造柱和预制柱后浇段、剪力墙结构外挂板板缝处的后浇剪力墙均涉及湿作业，竖缝处理经过优化后，采用保温块填堵保温板间仍不可避免的存在微小尺寸缝隙，保温板板间缝隙的存在使湿作业混凝土有流入板缝形成线性热桥的可能，因此，在设计过程中需要设置一道防止混凝土进入保温板板缝的构造；项目设计采用防水卷材覆盖构造柱、现浇剪力墙和预制柱现浇段与保温板相关的缝隙。

图11为防止混凝土进入保温间缝隙构造图，其中左侧为防止剪力墙现浇时混凝土进入保温缝隙，右侧为防止浇筑构造柱过程中混凝土进入板间缝隙。

3.2 横缝热桥处理

对于预制外墙板上下板间横缝，与竖缝相比，横缝发泡封堵措施在施工过程中相对容易实现，因此，横缝处理选用方便操作的现场发泡方式实现预制三明治保温板间保温连续，在预制三明治板安装之前，将PE棒黏贴在外墙横缝构造防水靠近室内端，预制三明治板安装后在室内采用发泡聚氨酯对横缝进行现场连续发泡。图13为外墙板横缝处理构造，图14为外墙板间横缝处理。

4. 结语

目前国内采用装配式混凝土结构建造的被动式超低能耗建筑项目较少，研究尚处于起步阶段，本文根据热桥形成的原因，以中建科技湖南有限公司产业化基地项目为载体，对装配式混凝土结构被动式超低能耗建筑容易产生热桥的部位进行识别，提出预制外墙板热桥生产过程中减少热桥的方法和外墙板安装过程中减少热桥的方法，在实践过程中操作方便，质量控制简单，可以为类似工程建设提供参考。