被動房需要一個什么樣的屋面系統(tǒng)？

說起被動房，很多人了解，也有很多人陌生，先普及一個概念，被動式建筑是由英文Passive Design翻譯而來，就是應用自然界的陽光、風力、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、設計、環(huán)境配置的建筑手法來改善和創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境，基本不需要額外加裝采暖、制冷設備。被動式建筑并不是一種單一的能耗標準，而是一種兼顧效能和最佳舒適度及經(jīng)濟性的解決方案。室內(nèi)溫度；冬季設計溫度20℃ ，夏季設計溫度25℃，空氣相對濕度：30%～65%。綜合來說就是節(jié)能、舒適、健康的一種建筑，可以稱為中國好房子。

朗詩布魯克被動房

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

德國達姆斯塔特被動房

被動房不需要額外加裝采暖、制冷設備，這就對建筑外圍護系統(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)是被動房最為重要的外圍護結構，為了減少外圍護系統(tǒng)熱的傳導，就必須做到絕熱、氣密、防熱橋，以及性能能夠長久保持。作者長期研究屋面，那么我們常規(guī)屋面做法可以用嗎？

說起常規(guī)屋面做法，還真沒有人能說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房建筑的屋面的建設，也參與過無數(shù)個非被動房的屋面建設，基本很少有兩個屋面做法及所選材料相同的建筑。在我國，基本上不存在常規(guī)做法，不同的設計師設計的屋面構造與選材都有差異。

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

 回答這個問題前我對國內(nèi)屋面做法也進行了大量的調(diào)查，以建筑平屋面為例，通過對屋面解剖、圖紙也發(fā)現(xiàn)國內(nèi)屋面不存在常規(guī)做法，所謂的常規(guī)做法一定是構造相同，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)構造”，第一種常規(guī)構造見下圖：

這種構造做法為保溫層上設計了找平層或者找坡層，號稱正置式做法，那么這種做法存在問題嗎？

回答這個問題前我先普及兩個常識，第一個常識為保溫材料的保溫原理，首先材料是熱絕緣體，其次是降低空氣對流。第二個常識是，保溫最怕水，很多人說我用的保溫材料是憎水性的，不怕水，其實是對了一半，憎水保溫層確實吸水率很低，但是如果被水包裹著，保溫層保溫性能衰減會加快，并且水是熱導體，通過水及水汽也會導熱，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)構造到有問什么問題嗎？

這種構造的保溫材料上施工砂漿找平或者找坡層，都是現(xiàn)場澆筑并且是濕的，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天干燥時間，并且無法控制裂縫，這樣如果在沒有施工防水材料前，下一場雨，整個保溫層會被水浸泡，更是難以干燥，所以絕大部分項目都是在保溫層里含有水的情況下施工防水的，北方冬天會發(fā)生凍融現(xiàn)象，加劇破壞防水層和保溫層，這樣嚴重影響了保溫板的使用性能。同時防水材料下面如果有水，也會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，最終導致屋面的發(fā)霉以及滲漏。

圖1

圖2

 第二種常見構造做法號稱倒置式屋面，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層，當年推行這種做法的原因是防水材料差，壽命短，用保溫材料進行保護，并且解決前面講到的正置式做法基層含水問題，通過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也怕水，如果防水材料長時間浸泡在水里，搭接部位，節(jié)點部位很快會開膠，類似我們穿的皮鞋長期在水里走，很快會開膠一樣，這是因為水會不斷侵蝕解封，水分子還會進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，還會使保溫材料失去性能。

材料性能與材料的應用性能其實并不相同，如果看某一種保溫材料導熱系數(shù)很好，這種導熱系數(shù)是在干燥情況下測試所得，但是如果應用的時候是被水包裹，其實他的性能就大打折扣了，這是我們國內(nèi)建筑市場長期缺少研究系統(tǒng)應用的能造成的結果。

綜合上面常見的兩種構造，也是造成了我們國內(nèi)建筑滲漏居高不下的原因，更是與被動房絕熱、防熱橋、性能長久保持嚴重違背。

那么前面說了兩種常規(guī)構造做法無法達到被動房的要求，那么被動房屋面到底該怎么做呢？首先要了解被動房對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出去，戶外的雨水進入不了室內(nèi)，室內(nèi)的水汽也不要進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，所以在保溫下面設置蒸汽阻攔層，保溫板上面直接設置防水層，這種三明治的做法就可以保證保溫層的性能，也實現(xiàn)防水防潮的作用。

    “材料是基礎、設計是前提、施工是關鍵、管理是保障”，想要建設好一座被動式建筑就必須全面的落實這句話的真正含義，設計了合理的構造，就得根據(jù)這個構造選擇適合的材料，然后通過合適的功法施工，通過管理協(xié)調(diào)監(jiān)督工作，任何一個環(huán)節(jié)都不能失去。

                                圖4

通過上圖設計可以看出，第一步先隔汽層應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，既解決了隔汽問題，又解決了與屋面板粘結問題。

第二步將保溫層粘結在隔汽層上，杜絕保溫移動所導致的板縫無法控制，需要說明的是不可采用慢干或者含水性的粘結材料，可以采用PU粘結膠快速粘結，無水汽。保溫層可以根據(jù)屋面上的荷載、燃燒等級、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、復合聚氨酯保溫板等。

第三步將底層防水材料直接粘結在保溫板上，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。

通過以上四步的施工既實現(xiàn)了防水隔汽的作用，又可以使保溫材料處于絕對干燥的應用環(huán)境。當然一個合理的設計不僅僅體現(xiàn)在應用上，還應該能夠克服施工過程當中下雨的影響，一旦中途下雨使雨水進入保溫板影響保溫性能，這種屋面設計也是有缺陷的。那么這種做法如何避免施工過程下雨對保溫的影響呢？見圖5。

圖5

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

綜上所述，可以回答被動房需要一個什么樣的屋面系統(tǒng)：被動房需要一個屋面保溫材料絕對長期干燥的屋面系統(tǒng)。