被動(dòng)房需要一個(gè)什么樣的屋面系統(tǒng)？

說(shuō)起被動(dòng)房，很多人了解，也有很多人陌生，先普及一個(gè)概念，被動(dòng)式建筑是由英文Passive Design翻譯而來(lái)，就是應(yīng)用自然界的陽(yáng)光、風(fēng)力、氣溫、濕度的自然原理,盡量不依賴常規(guī)能源的消耗,以規(guī)劃、設(shè)計(jì)、環(huán)境配置的建筑手法來(lái)改善和創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境，基本不需要額外加裝采暖、制冷設(shè)備。被動(dòng)式建筑并不是一種單一的能耗標(biāo)準(zhǔn)，而是一種兼顧效能和最佳舒適度及經(jīng)濟(jì)性的解決方案。室內(nèi)溫度；冬季設(shè)計(jì)溫度20℃ ，夏季設(shè)計(jì)溫度25℃，空氣相對(duì)濕度：30%～65%。綜合來(lái)說(shuō)就是節(jié)能、舒適、健康的一種建筑，可以稱為中國(guó)好房子。

朗詩(shī)布魯克被動(dòng)房

1991年，第一棟被動(dòng)房建筑物在德國(guó)達(dá)姆施塔特市卡拉尼西斯泰因拔地而起，開啟了建筑物未來(lái)發(fā)展的新方向，共計(jì)有6000多棟被動(dòng)房在德國(guó)、奧地利、瑞士和意大利投入使用。而“漢堡之家”成為中國(guó)境內(nèi)首座獲得認(rèn)證的“被動(dòng)房”，從此被動(dòng)房在我國(guó)各地如雨后春筍般拔地而起。

德國(guó)達(dá)姆斯塔特被動(dòng)房

被動(dòng)房不需要額外加裝采暖、制冷設(shè)備，這就對(duì)建筑外圍護(hù)系統(tǒng)有非常高的要求，屋面系統(tǒng)、門窗系統(tǒng)、外墻系統(tǒng)、地面系統(tǒng)是被動(dòng)房最為重要的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，為了減少外圍護(hù)系統(tǒng)熱的傳導(dǎo)，就必須做到絕熱、氣密、防熱橋，以及性能能夠長(zhǎng)久保持。作者長(zhǎng)期研究屋面，那么我們常規(guī)屋面做法可以用嗎？

說(shuō)起常規(guī)屋面做法，還真沒(méi)有人能說(shuō)清楚什么樣的做法是常規(guī)做法，本人參與了絕大部分被動(dòng)房建筑的屋面的建設(shè)，也參與過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)非被動(dòng)房的屋面建設(shè)，基本很少有兩個(gè)屋面做法及所選材料相同的建筑。在我國(guó)，基本上不存在常規(guī)做法，不同的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的屋面構(gòu)造與選材都有差異。

根據(jù)一份來(lái)自中國(guó)建筑防水協(xié)會(huì)的報(bào)告顯示，在他們派遣專員前往全國(guó)各大中城市，每座城市隨機(jī)調(diào)查一百棟建筑后，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)觸目驚心的問(wèn)題：每座城市的建筑物屋面漏水率達(dá)90%以上，有的城市滲漏率甚至達(dá)到驚人的100%，所謂的常規(guī)做法是什么沒(méi)有人能說(shuō)得清，但是可以說(shuō)清楚的是所謂的“常規(guī)做法”的建筑物大部分滲漏。那么滲漏對(duì)被動(dòng)房還有什么影響呢？

 回答這個(gè)問(wèn)題前我對(duì)國(guó)內(nèi)屋面做法也進(jìn)行了大量的調(diào)查，以建筑平屋面為例，通過(guò)對(duì)屋面解剖、圖紙也發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)屋面不存在常規(guī)做法，所謂的常規(guī)做法一定是構(gòu)造相同，所用材料相同才可以稱為常規(guī)做法，但是局部存在兩種“常規(guī)構(gòu)造”，第一種常規(guī)構(gòu)造見下圖：

這種構(gòu)造做法為保溫層上設(shè)計(jì)了找平層或者找坡層，號(hào)稱正置式做法，那么這種做法存在問(wèn)題嗎？

回答這個(gè)問(wèn)題前我先普及兩個(gè)常識(shí)，第一個(gè)常識(shí)為保溫材料的保溫原理，首先材料是熱絕緣體，其次是降低空氣對(duì)流。第二個(gè)常識(shí)是，保溫最怕水，很多人說(shuō)我用的保溫材料是憎水性的，不怕水，其實(shí)是對(duì)了一半，憎水保溫層確實(shí)吸水率很低，但是如果被水包裹著，保溫層保溫性能衰減會(huì)加快，并且水是熱導(dǎo)體，通過(guò)水及水汽也會(huì)導(dǎo)熱，類似我們穿一件潮濕的或者內(nèi)襯有水的羽絨服，你感受的是水的溫度，不是羽絨的溫度，所以含有水的保溫板傳遞的是水的溫度，不是保溫板的溫度。那么這種常規(guī)構(gòu)造到有問(wèn)什么問(wèn)題嗎？

這種構(gòu)造的保溫材料上施工砂漿找平或者找坡層，都是現(xiàn)場(chǎng)澆筑并且是濕的，如果上面是找坡層，至少需要20天才能干燥，如果是找平層也需要10天干燥時(shí)間，并且無(wú)法控制裂縫，這樣如果在沒(méi)有施工防水材料前，下一場(chǎng)雨，整個(gè)保溫層會(huì)被水浸泡，更是難以干燥，所以絕大部分項(xiàng)目都是在保溫層里含有水的情況下施工防水的，北方冬天會(huì)發(fā)生凍融現(xiàn)象，加劇破壞防水層和保溫層，這樣嚴(yán)重影響了保溫板的使用性能。同時(shí)防水材料下面如果有水，也會(huì)造成防水材料老化加速。下圖1取樣于屋面較高部位，發(fā)現(xiàn)含有較多水珠，圖2取樣于屋面較低處，發(fā)現(xiàn)保溫層里面是全是水。這樣直接影響到建筑屋面的保溫性能和防水效果，最終導(dǎo)致屋面的發(fā)霉以及滲漏。

圖1

圖2

 第二種常見構(gòu)造做法號(hào)稱倒置式屋面，見下圖：

這種做法是先做防水卷材，然后再鋪貼保溫板及保護(hù)層，當(dāng)年推行這種做法的原因是防水材料差，壽命短，用保溫材料進(jìn)行保護(hù)，并且解決前面講到的正置式做法基層含水問(wèn)題，通過(guò)20年的使用歷史告訴我們，這種做法也是失敗的，首先保溫材料里面全部被水包裹，幾乎失去了保溫性能，在北方凍融更是直接破壞保溫層，其次是防水材料其實(shí)也怕水，如果防水材料長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水里，搭接部位，節(jié)點(diǎn)部位很快會(huì)開膠，類似我們穿的皮鞋長(zhǎng)期在水里走，很快會(huì)開膠一樣，這是因?yàn)樗畷?huì)不斷侵蝕解封，水分子還會(huì)進(jìn)入部分種類的防水材料內(nèi)部，這種做法不僅僅防水性能得不到保護(hù)，還會(huì)使保溫材料失去性能。

材料性能與材料的應(yīng)用性能其實(shí)并不相同，如果看某一種保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)很好，這種導(dǎo)熱系數(shù)是在干燥情況下測(cè)試所得，但是如果應(yīng)用的時(shí)候是被水包裹，其實(shí)他的性能就大打折扣了，這是我們國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)長(zhǎng)期缺少研究系統(tǒng)應(yīng)用的能造成的結(jié)果。

綜合上面常見的兩種構(gòu)造，也是造成了我們國(guó)內(nèi)建筑滲漏居高不下的原因，更是與被動(dòng)房絕熱、防熱橋、性能長(zhǎng)久保持嚴(yán)重違背。

那么前面說(shuō)了兩種常規(guī)構(gòu)造做法無(wú)法達(dá)到被動(dòng)房的要求，那么被動(dòng)房屋面到底該怎么做呢？首先要了解被動(dòng)房對(duì)屋面的基本要求是什么，答案肯定是非常好的絕熱性能，良好的防水性能，也就是戶外的熱量盡可能的少的傳遞到室內(nèi)，室內(nèi)的熱量盡量少的傳遞時(shí)出去，戶外的雨水進(jìn)入不了室內(nèi)，室內(nèi)的水汽也不要進(jìn)入屋面影響保溫性能，見下圖3。

           圖3

從上圖可以看出，要想隔絕熱量，就需要絕熱板發(fā)揮自己的最佳性能，而保持干燥可以使任何保溫板都能發(fā)揮出自身的最佳性能，所以在保溫下面設(shè)置蒸汽阻攔層，保溫板上面直接設(shè)置防水層，這種三明治的做法就可以保證保溫層的性能，也實(shí)現(xiàn)防水防潮的作用。

    “材料是基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)是前提、施工是關(guān)鍵、管理是保障”，想要建設(shè)好一座被動(dòng)式建筑就必須全面的落實(shí)這句話的真正含義，設(shè)計(jì)了合理的構(gòu)造，就得根據(jù)這個(gè)構(gòu)造選擇適合的材料，然后通過(guò)合適的功法施工，通過(guò)管理協(xié)調(diào)監(jiān)督工作，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不能失去。

                                圖4

通過(guò)上圖設(shè)計(jì)可以看出，第一步先隔汽層應(yīng)選用蒸汽阻攔性能好的材料，施工方便的，比如具有非常致密的鋁箔胎基的瀝青自粘卷材做蒸汽阻攔層，既解決了隔汽問(wèn)題，又解決了與屋面板粘結(jié)問(wèn)題。

第二步將保溫層粘結(jié)在隔汽層上，杜絕保溫移動(dòng)所導(dǎo)致的板縫無(wú)法控制，需要說(shuō)明的是不可采用慢干或者含水性的粘結(jié)材料，可以采用PU粘結(jié)膠快速粘結(jié)，無(wú)水汽。保溫層可以根據(jù)屋面上的荷載、燃燒等級(jí)、可接受的厚度等選擇合適保溫板，比如選擇高密度（30kg/m3）的石墨聚苯板，聚苯板、復(fù)合聚氨酯保溫板等。

第三步將底層防水材料直接粘結(jié)在保溫板上，這需要與保溫材料可以相容，并且尺寸穩(wěn)定的、可以自粘的防水材料。

第四步將面層防水材料粘結(jié)在底層防水層上，需要與底層防水材料相容，并且尺寸穩(wěn)定的防水材料。

通過(guò)以上四步的施工既實(shí)現(xiàn)了防水隔汽的作用，又可以使保溫材料處于絕對(duì)干燥的應(yīng)用環(huán)境。當(dāng)然一個(gè)合理的設(shè)計(jì)不僅僅體現(xiàn)在應(yīng)用上，還應(yīng)該能夠克服施工過(guò)程當(dāng)中下雨的影響，一旦中途下雨使雨水進(jìn)入保溫板影響保溫性能，這種屋面設(shè)計(jì)也是有缺陷的。那么這種做法如何避免施工過(guò)程下雨對(duì)保溫的影響呢？見圖5。

圖5

  從圖5可以看出，假如施工過(guò)程中下雨，則可以將底層防水卷材直接粘結(jié)在隔汽層上，等降雨停止后，等待隔汽層表面干燥后繼續(xù)鋪設(shè)保溫板和防水卷材即可。

綜上所述，可以回答被動(dòng)房需要一個(gè)什么樣的屋面系統(tǒng)：被動(dòng)房需要一個(gè)屋面保溫材料絕對(duì)長(zhǎng)期干燥的屋面系統(tǒng)。