2023超低能耗建筑外墙和阳台连接系统白皮书

引言 党的二十大报告指出，实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要积极稳妥推进碳达峰碳中和。逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。推动能源清洁低碳高效利用，推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。 共建绿色生态文明。在“双碳”大背景下，坚定践行国家战略，推动低能耗建筑、装配式建筑、星级绿色建筑、既有建筑节能和绿色化改造项目等高质量发展，打造低碳节能、可持续发展、宜居宜业的美好环境已成为社会共识。超低能耗建筑作为一种兼具超高能效和环境舒适的建筑，自引入我国后受到各界广泛关注，发展规模逐渐扩大，其优势也逐步凸显。我国北方地区冬季需进行采暖，加剧了雾霾、沙尘等环境污染问题，而超低能耗建筑几乎不用进行主动供暖，就可以维持建筑的舒适度，极大缓解了因供暖带来的环境压力；探索适宜南方气候特征的超低能耗建筑，则能够进一步降低建筑的制冷能耗。 《超低能耗建筑外墙和阳台保温系统白皮书》分析总结了我国对于超低能耗建筑的推广、实践经验和发展趋势，以及超低能耗建筑外墙和阳台保温系统的技术要点和做法；提炼分享了国内外低能耗建筑领域前沿技术的应用情况；着重结合上海市相关发展经验，归纳概括了对推动我国超低能耗建筑可持续发展的启示。 综上，佩克藉由此次撰写本白皮书的机会，既对国内超低能耗建筑建设情况作了系统总结，更开启了超低能耗建筑发展的新起点，为实现“双碳”目标注入新动能。” 1233 2000 关于佩克 佩克集团是致力于提供薄楼层结构、装配式及现浇连接技术的全球领先品牌，同时是倡导可持续建造的全球领跑者。 自1965年创立起，佩克所有的连接技术 都 致 力 于 使 设 计 和 建 造 过 程 更 快速、安全和可持续。佩克的产品和解决方 案 在 建 筑 全 生 命 周 期 践 行 低 碳 建造，包括超低能耗建筑、绿色装配式连接技术、低碳生产和建筑循环经济等。 “PEIKKO”。 目录 CONTENTS 04目前较成熟的保温外墙系统及应用 01超低能耗建筑的定义 1.1基本定义06 242426313132334.1预制夹心保温外墙4.1.1预制夹心保温墙的结构和优势4.1.2预制夹心保温墙在超低能耗建筑中的应用4.2隔热阳台4.2.1阳台隔热为什么值得关注4.2.2阳台隔热的新发现4.2.3悬挑阳台连接系统技术的优势 02中国对超低能耗建筑的推广 0810112.1中国超低能耗建筑发展简史2.2国内相关标准和规范2.3关于外围护结构的具体要求（以上海市标准为例） 05项目案例 37395.1国外低能耗建筑项目概况5.2国内低能耗建筑项目概况 03保温外墙的技术要点 1414161717183.1建筑外围护结构保温性能要求3.1.1外围护结构材料导热系数3.1.2外围护结构冷热桥传热分析3.2建筑外围护结构安全性能要求3.2.1预制外围护结构墙板设计3.2.2预制外围护接缝及节点做法 06结语 超低能耗建筑的定义 当 前 行 业 中 关 于 超 低 能 耗 建 筑 的 类 似 定 义 较多，为使相关概念更明晰，白皮书整理了几个名词含义，并对其总结了核心共同点 。 超低能耗建筑 “超低能耗建筑”（ Ultra-low Energy Building ）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，采用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。其供暖、空调与照明能耗应较2016年建筑节能设计标准降低50%以上。 近零能耗建筑 “近零能耗建筑”( Nearly Zero Energy Building ）一词源于欧盟。其定义是适应气候特征和自然条件，通过被动式技术手段，最大幅度降低建筑供暖供冷需求，最大幅度提高能源设备与系统效率，利用可再生能源，优化能源系统运行，以最少的能源消耗提供舒适室内环境，其建筑能耗水平应较相关国家标准和行业标准降低60~75%以上。在现行标准下，近零能耗建筑需要满足能耗及气密性两项约束性指标。 被动房 德国被动房研究所（ Passive House Institute ）提出的“被动房”（ 也称被动式房屋、被动式住宅 ）通过大幅度提升围护结构热工性能和气密性，利用高效新风热回收技术，将建筑供暖需求降低到15 kWh/（m2·a）以下，从而可以使建筑物摆脱传统的集中供热系统，其技术路线为通过被动式手段达到近零能耗，也属于“近零能耗建筑”的一种类型。 零能耗建筑 “零能耗建筑”（ Zero Energy Building ）一词源于美国。美国能源部《建筑技术项目2008-2012规划》中提出，建筑节能发展的战略目标是使“零能耗住宅”（ Zero Energy Home ）在2020年达到市场可行，使“零能耗建筑”在2025年可商业化。“零能耗建筑”是指适应气候特征和自然条件，通过被动式技术手段，最大幅度降低建筑供暖供冷需求，最大幅度提高能源设备与系统效率，充分利用建筑物本体及周边或外购的可再生能源，使可再生能源全年供能大于等于建筑物全年全部用能的建筑。 在建筑物迈向更低能耗的方向上，国际上尚无统一定义，但目标是一致的，即通过建筑被动式、主动式设计和高性能能源系统及可再生能源系统应用，大幅度减少化石能源消耗。从定义涵盖范围来看，被动房属于近零能耗建筑，其核心内涵为通过被动式手段达到近零能耗；零能耗建筑较近零能耗建筑更增加了智能电网、分布式能源等概念，与我国传统意义的建筑节能有所不同。从节能降耗的角度来看，以上三种建筑虽属于同一体系，却分别处于不同的阶段，其大概分级可以定为：零能耗建筑 > 近零能耗建筑 >超低能耗建筑。 中国对超低能耗建筑的推广 2.1中国超低能耗建筑发展简史2.2国内相关标准和规范2.3关于外围护结构的具体要求（以上海市标准为例） 2.1中国超低能耗建筑发展简史 超低能耗建筑是中国建筑行业向低碳和绿色发展转型的重要发展方向之一。随着中国快速发展的城镇化进程和经济转型，建筑能耗在中国终端能源消耗占比不断提高。尽管中国在20世纪80年代初就早已经提出了建筑节能环保的要求，也进行了绿色建筑认证，但超低能耗建筑在我国的研究较发达国家晚。中国被动式超低能耗建筑的发展最先受到德国被动房技术体系的启发和影响。其强调通过被动式建筑设计，而不是通过应用复杂的机电系统或可再生能源来实现建筑能耗的降低，这一理念符合一直以来倡导的“被动优先，主动优化”的基本原则，在中国被政府和产业界广泛接受。 自2008年引进德国被动房至今，国家及部分地方标准体系初步建立，部分创新技术也取得了一定的研究成果。节能环保、经济舒适的超低能耗建筑在全国各地已初具规模。其中，河北省的超低能耗建筑建设规模位全国领先。截至2022年底，河北省累计建设超低能耗建筑799万m²。（见表1） 2009-2014探索时期 重点示范工程 行业阶段 河北秦皇岛“在水一方”项目和黑龙江哈尔滨“溪树庭院”项目入选首批合作示范工程。 住建部与德国能源署合作，从德国引进被动房。 上海世博会的城市体验区，坐落着一座2094㎡的办公、公寓混合功能的被动房⸺汉堡馆。这是中国建成的第一个被动房。 乌鲁木齐市建成首个"零排放"超低能耗建筑示范工程⸺乌鲁木齐市现代设施农业科技示范园综合楼。 “在水一方”“溪树庭院”等被动式超低能耗建筑示范工程建成，迅速得到了消费者、产业界及政府的认可。 与美国合作开展了近零能耗、零能耗建筑节能技术的研究。 中 国 建 筑 科 学 研 究 院 近 零 能 耗 示 范 楼 建 成 并投入使用，这是国内首座明确以近零能耗为建设目标的示范建筑。 2021至今双碳发展时期 行业阶段 多数专家学者认为超低能耗建筑更适合严寒及寒冷地区，因此华北各省对超低能耗建筑的推广更为积极。与此同时，一些南方省份也在积极探索研究适用于当地气候的超低能耗建筑。2020年11月3日，上海市住建委出台超低能耗建筑的鼓励政策，其发布的《关于推进本市超低能耗建筑发展的实施意见》规定，符合相关要求的超低能耗建筑示范项目每平方米享财政补贴300元，超低能耗建筑项目符合该市相关技术要求并经审核通过的，其外墙面积可不计入容积率，但其建筑面积最高不应超过总计容建筑面积的3%。与此同时，已办理前期手续，尚未开工建设的项目，改建超低能耗建筑的，同等享受相关优惠政策。 2.2国内相关标准和规范 目前，国家层面的超低能耗建筑技术导则为住房城乡建设部于2015年11月颁布实施的《被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）（居住建筑）》（以下简称《导则》）。《导则》借鉴了国外被动房和超低能耗建筑的经验，结合我国已有工程实践，明确了我国超低能耗建筑的定义、不同气候区技术指标及设计、施工、运行和评价技术要点，为全国超低能耗建筑的建设提供指导。 近十年来，北京、河北、上海、山东等省份参考《导则》编制了各自的省级标准。（见表2） 2.3关于外围护结构的具体要求（以上海市标准为例） 2019年发布的《上海市超低能耗建筑技术导则（试行）》提到：当前我国已经建设的超低能耗建筑示范工程，以及相关技术规范标准，主要集中在北方严寒及寒冷地区。与北方和欧洲地区不同，上海等夏热冬冷地区在气候特征和用能习惯上有着较为明显的差异，在应用超低能耗建筑理念时，应有差异化的技术路径和指标。设计应遵循“被动优先，主动优化”的原则，以室内环境和能耗指标为约束目标，采用性能化设计方法合理确定技术策略，优先采用外遮阳、节能门窗、围护结构保温等被动式措施降低建筑供暖空调需求，并结合设备能效提升和可再生能源利用，实现建筑能耗的大幅度降低。 ① 外墙传热规定 外墙传热系数指标应根据性能化设计原则，通过建筑能耗计算确定；外墙平均传热系数控制指标可依据下表选取，应满足约束值要求。（见表3） ② 外墙保温材料属性要点 外墙保温应采用燃烧性能为B1级以上的保温材料，优先选用高性能保温材料，以减少保温层厚度。可选保温材料类型包括：模塑聚苯板（033级、039级）、岩棉板/岩棉带、真空绝热板等。 ③ 热桥效应控制 为控制热桥效应，外墙保温设计应考虑如下要点：外围护结构的保温层应连续完整；宜采用单层保温，锁扣方式连接；采用双层保温时，应采用错缝粘结方式；墙角处宜采用成型保温构件；保温层应采用断热桥锚栓固定；外墙上固定导轨、龙骨、支架等可能导致热桥的部件时，应在外墙上预埋断热桥的锚固件。 ④ 屋面保温设计要点 为控制热桥效应，屋面保温设计应考虑如下要点：屋面保温层应与外墙保温层连续；屋面保温层靠近室外一侧应设置防水层，防水层应延续到女儿墙顶部盖板内，使保温层得到可靠防护；屋面结构层上，保温层下应设置隔汽层；对女儿墙等突出屋面的结构体，其保温层应与屋面、墙面保温层连续，不得出现结构性热桥。女儿墙、土建风道出风口等薄弱环节，宜设置金属盖板，以提高其耐久性，金属盖板与结构连接部位，应采取避免热桥的措施。（见图1） ⑤ 悬挑阳台 悬挑阳台与主体结构的连接应控制热桥效应，可采用如下设计措施：阳台板靠挑梁支撑时，保温材料应将挑梁和阳台结构体整体包裹，降低热桥影响；可采用阳台板与主体结构断开的设计；可采用低热桥线性系数的连接件。 建筑外围护结构的技术要点 3.1建筑外围护结构保温性能要求3.2建筑外围护结构安全性能要求 3.1建筑外围护结构保温性能要求 3.1.1外围护结构热工性能 建筑的外围护结构主要由外墙、屋面和门窗组成。保温外墙通常是承重结构，或是剪力墙框架的重要部分。外墙所有节点和连接处设计都需考虑保温性能和气密性。目前成本较合理的保温外墙隔热材料是必不可少的。除外墙外挂层（如木制幕墙）和空气流通层外，组合外墙每层的材料对保温性都有影响。（见图2，日本木材外墙）在设计建筑外围护结构时，要考虑到不同材料的组合结构是否安全可靠，同时需保证外围护结构上的每一点（包括连接处）能尽量保温。（见图3） 不同材料插入组件构成组合构