全球首栋PHI标准的高层建筑试点

一、前言

20世纪70年代，弗赖堡爆发了反对建立核电站的风潮，随后生态友好就成为了这座城市的形象。城市的环保意识也体现在建筑中，1992成立了绿色示范区Vauban。不过距此不远的Weingarten区，则曾经完全是另外一种情形。

Weingarten区约有1万居民，这里大多数是由Freiburger Stadtbau住宅开发公司于20世纪60年代建造的高层建筑。尽管大楼之间留有足够的绿化带，而且这里与市中心的交通也很方便，但它的能耗及居住舒适度显然已不能适应当今的标准与要求。2009年，开发公司与市政府合作，决定改造这个区域，并定下到2020年将能耗减少50%的目标。

二、全球第一栋被动房标准的高层建筑试点

项目第一阶段包含一栋16层高层建筑的改造，为此制订了建造全球第一栋达到被动房标准的高层建筑的宏大目标，将此大楼作为试点。这项任务落在了建筑师Roland Rombach身上。他采取的第一步是最大化地减轻过于紧凑的建筑外表，将面朝里的敞廊改建成生活区，并选择用阳台营造新的户外空间。新扩展的空间加上室内整修，使得原先只有6套公寓的楼面如今容纳下了9套公寓。为达到能效标准，建筑外立面安装了200mm厚的外墙外保温系统（Sto岩棉外墙外保温系统）。此外还更换了门窗，以进一步减少能源损耗。阳台与窗户的结合部不适合采用很厚的外保温，通过气凝胶材料予以解决。中央通风系统可以回收80%以上热能，是达到被动房标准的关键。设计师面临的最大难题就在于此，因为之前从未在建筑中安装过，期间还面临过承重问题。

Fraunhofer太阳能系统研究所(ISE)对设计过程进行了全程监督，并对建筑进行后继的能耗监测。检测结果显示，大楼在经过改造后能耗降至15kwh/(m2·a)，符合被动房要求。该楼所取得的经验直接运用到了Weingarten其他建筑的改造之中。该楼外立面采用了Sto公司的岩棉薄抹灰外墙外保温系统，岩棉厚度达到200mm。岩棉薄抹灰外墙外保温系统是Sto于1981年首个推向市场的A级不燃系统，目前在欧洲已经是标准化的系统，每年占有外墙外保温系统约15%的份额，应用于高层建筑、人员密集建筑等防火要求较高的建筑。

Sto岩棉薄抹灰外保温系统目前获得的最新认证是无水泥基系统（Sto Therm Classic S1），一是岩棉层的厚度可以达到340mm，已适用于零能耗建筑；二是该系统既具备了无机矿物质类材料的不燃性，同时具备有机类材料的高抗裂、高抗冲击性。A级无水泥基防护层可以抗击高达100J的冲击。而纯无机矿物质类系统只能达到3J的抗冲击强度。

外立面使用Sto岩棉薄抹灰外墙外保温系统和Sto“荷花王”自洁型外墙涂料。由Sto Design所设计的外立面色彩方案，巧妙地融入了翻修前外立面所使用的绿色。

鉴于被动房和零能耗建筑是未来建筑的趋势。欧盟已将此列入建筑能效性能指导(EPBD)，意味着在建筑物在建造和改建中，能效将扮演更为重要的角色。而被动房的外墙外保温系统不仅需要使建筑物外围护墙体的U值达到≤0.15 W/(m2·K)，更关键的技术要点是避免热桥（比如建筑物的开放处和悬伸处）。Sto对此继续引领行业潮流：除了开发出第一款获得被动房研究所(Darmstadt Passive House Institute)认证的外墙外保温系统，还为设计师提供大量具体的经过PHI认证的被动房节点方案。

举例1：窗侧保温构造

——窗侧斜切面保温在保证避免热桥的基础上解决了保温厚度非常厚所带来的室内光线受阻问题。

——与斜切面窗侧保温相吻合的特制弧形挡水边的金属窗台板。外挑30-50mm的具有鹰嘴滴水构造的金属窗台板可避免雨水进入系统，并使外立面保持洁净，特殊的档水边内部构造，置有可吸收窗台板自身热胀冷缩变形的泡沫条，以防窗台板变形使系统产生开裂。

——外挂窗窗框埋在保温内至少30mm（具体尺寸应在经过热桥计算后确定），避免热桥。

——保温板与窗框之间使用内置膨胀密封条及翻包玻纤网的自粘型门窗收边条进行收头。经过特殊浸渍处理的膨胀密封条具有自膨胀作用，不仅可填充缝隙，还具备600Pa的抗雨水压力，同时还可吸收2-4mm的系统变形，对系统所有收头接缝起到防水、防裂作用。

——使用Sto刚包角对保温转角进行特别的抗撞处理。

举例2：墙身固定件防热桥方案

雨落管、防盗栏杆、室外照明灯之类的金属固定支架按常规做法必须穿透整个保温系统固定至基层墙体内，不可避免成为热桥，解决方案是使用一种高强度保温块来承受重物。金属支架只需固定于这种高强度PU/EPS保温块上。这种保温块的密度高达170-200Kg/m3，既保温又有较高承重能力。即使非常重的仍必须固定至基层墙体内的金属支架，在其与墙面间也可使用一种隔离垫块，使热桥降至最小。

三、结语

被动房的意义不仅在于节能和舒适，终极意义在于环保。截止目前，Sto外墙外保温系统是唯一自带单独环境系统宣言(ESD)的产品系列。类似于这样的国际性环保产品宣言，证明了产品所宣称的环保有效性（例如认证程序的有效性和公开采购规程的有效性）。宣言提到了评估建筑物内部产品性能所需的技术属性：使用寿命、隔热及隔音、对于能效的贡献，以及对于可持续性建筑管理的影响。