“被動門”，一文讓你不再“被動”

“被動門”是這幾年比較火的一個詞，然而接觸到的很多人對其認識還比較模糊。“被動門”是啥，有哪些技術指標要求，技術路線有哪些，如何優化設計、測試，如何安裝？一文讓你不再“被動”！

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啥是“被動門”？

“被動門”是隨著“被動房”發展而興起的產品。

“被動房”是從德國傳入的一種建築設計理念，通過高效的圍護結構保溫技術、無熱橋設計、良好的氣密性和熱回收新風系統，使得北方嚴寒、寒冷地區建築物冬季不再需要安裝傳統的供熱管網和供暖設備，仍可保證室內溫度保持在人體舒適區間，從而實現大幅節約供暖和空調能耗的一種建築形式。

隨著相關理念和技術發展，國內逐漸形成超低能耗建築、近零能耗建築等更為科學、系統的建築技術體系，標志為GB/T 51350-2019《近零能耗建築技術標準》的頒佈。

該標準對超低能耗建築、近零能耗建築和零能耗建築給出瞭科學的界定。

因此，準確地說，“被動門”是適用於超低能耗建築、近零能耗建築和零能耗建築指標要求的門。

為便於表述，以下均采用“被動門”說法。

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“被動門”指標要求？

說起指標要求，首先要看GB/T 51350-2019《近零能耗建築技術標準》瞭，整理如下：

註：為表述方便，傳熱系數K值單位W/（m2·K）和熱阻單位（m2·K）/W均省略。

這裡的戶門指分隔供暖空間與非供暖空間的戶門。

外門、戶門的其它性能，如抗風壓性能、水密性能、隔聲性能、防盜性能、防火性能應按所處位置建築設計要求確定。

這裡提一下河北省地方標準DB 13(J)/T 8359-2020《被動式超低能耗居住建築節能設計標準》，作為2015年國內首個被動式超低能耗建築設計地方標準，經歷瞭2015版、2018版，目前已迭代至2020版。

來看看對門的相關規定吧。

可見，外門和戶門的傳熱系數K值與GB/T 51350-2019保持一致，氣密性能要求有提高，對水密性能、隔聲性能、抗風壓性能提出瞭要求。

筆者有幸參與GB/T 51350-2019《近零能耗建築技術標準》的編制討論，與外窗相比，外門和戶門有以下特殊考慮：

1 相比外窗，門占據圍護結構面積較小，對建築能耗影響相對有限；

2 門為人員進出通道，頻繁開啟帶來瞭大量的冷風侵入，占據能耗相當比例，而這很難避免；

3 門一般還需兼具防盜或防火功能，會犧牲部分保溫性能；

4 戶門多分隔室內空間與戶外公共樓梯間，雖然嚴寒寒冷地區戶外公共樓梯間冬季氣溫較低，但也大大高於室外空氣溫度。

鑒於以上原因，“被動門”的傳熱系數、氣密性能要求不宜與外窗相同，進行瞭適當放寬。

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“被動門”技術方案有哪些？

“被動門”最主要的技術要求為保溫性能，指標為傳熱系數K值，主流要求為K值低於1.2 或1.3 ，氣密性能6級以上。

那麼常見的技術方案有哪些呢？根據筆者參與的產品研發和工程經驗，總結如下：

1 木-金屬復合“被動門”

以木質框架為龍骨，鋼板、鋁板、銅板、木板為面板，填充保溫防火填料，實現保溫和防火性能。

2 鋼質“被動門”

采用經斷熱處理的鋼型材為龍骨，填充保溫、防火材料，實現保溫和防火性能。

3 鋁合金“被動門”

采用鋁合金型材為龍骨，填充填充保溫、防火材料，實現保溫和防火性能。

4 玻璃“被動門”

采用鋁合金、塑料、木、鋼等門窗型材和高性能玻璃，實現保溫性能，多用於幕墻入口處。

當然，以上僅為部分產品。“被動門”主要技術路線有：

1 采用低導熱系數的非金屬不燃/難燃材料替代金屬框架，如采用木龍骨，降低熱橋；

2 填充不燃/難燃高效保溫材料，實現更高保溫性能；

3 采用多道密封和多點鎖閉，實現高氣密性能；

4 采用金屬面板作為貼面，保證安全性和質感；

5 采用被動窗型材和高性能玻璃，實現高效保溫性能。

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“被動門”如何優化設計？

“被動門”產品優化設計離不開理論計算的支撐。

從面板角度，“被動門”面板多為填充保溫防火材料的金屬面板，可按傳熱學理論計算其傳熱系數。

以某實木芯板+鍍鋅鋼面板為例，測算如下：

鋼質面板厚度：0.0015 m

木材厚度：0.0727 m

木材導熱系數：0.18

鋼材導熱系數：58.2

內表面換熱阻：0.11

外表面換熱阻：0.04

總換熱阻：R = 0.554

傳熱系數：K = 1.805

即，該面板傳熱系數為1.805，不考慮邊框和熱橋，距1.3有較大差距，需要進一步優化。

“被動門”龍骨多為帶空腔的異形構造，此時需采用有限元方法模擬計算優化。以某隔熱鋁合金龍骨為例，有限元分析見下圖。

該龍骨節點傳熱系數K值為2.86。

某鋼木龍骨有限元分析結果見下圖。

該龍骨節點傳熱系數K值為1.54。

某“被動門”方案優化結果如下：

方案1：鋼木龍骨+實木芯板+鋼質面板：1.50

方案2：鋁合金龍骨+聚氨酯芯板+鋼質面板：1.62

方案3：鋼木龍骨+聚氨酯芯板+鋼質面板：0.78

優化設計後，將方案3確定為最終方案。

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“被動門”要進行哪些測試？

被動門區分為外門、戶門，根據不同位置可能的性能要求有：抗風壓性能、氣密性能、水密性能、保溫性能、隔聲性能、防盜性能、防火性能等。

抗風壓性能、氣密性能、水密性能按照GB/T 7106-2019《建築外門窗氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》進行。保溫性能按照GB/T 8484-2020《建築外門窗保溫性能檢測方法》進行。

隔聲性能按照GB/T 8485-2008《建築門窗空氣聲隔聲性能分級及檢測方法》進行。防盜性能按照GB 17565-2007《防盜安全性通用技術條件》相關要求進行。防火性能按照GB/T 7633-2008《門和卷簾的耐火試驗方法》進行。

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“被動門”如何安裝？

“被動門”的安裝應符合GB/T 51350-2019《近零能耗建築技術標準》中7.1.15的規定：

7.1.15 外門窗及其遮陽設施熱橋處理應符合下列規定：

1 外門窗安裝方式應根據墻體的構造方式進行優化設計。當墻體采用外保溫系統時，外門窗可采用整體外掛式安裝，門窗框內表面宜與基層墻面外表面齊平，門窗位於外墻外保溫層內。裝配式夾心保溫外墻，外門窗宜采用內嵌式安裝方式。外門窗與基層墻體的連接件應采用阻斷熱橋的處理措施。

2 外門窗外表面與基層墻體的連接處宜采用防水透汽材料密封，門窗內表面與基層墻體的連接處應采用氣密性材料密封。

顯然，“被動門”作為外門安裝時也應符合上述要求，歸納起來有三個要點：

1 外墻外保溫時可采用外掛式安裝，夾心保溫時宜采用內嵌式安裝；

2 外門窗與基層墻體連接件應采用阻斷熱橋的處理措施；

3 外側宜采用防水透汽材料密封，內側應采用氣密性材料密封。

某工程外窗外掛式安裝見下圖。

最近看到一些地方出臺的文件，不管外墻是否采用保溫、采用何種保溫形式，“一刀切”地要求外門窗采用外掛式安裝，這是不妥當的；安裝方式應根據外墻保溫形式、保溫材料厚度確定。

關於防水密封，這裡采用GB/T 51350-2019《近零能耗建築技術標準》的說法，即防水透汽材料和氣密性材料，其設置應保證建築氣密性和使用部位的防水透汽性能。

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結論

“被動門”是適用於超低、近零和零能耗建築要求的門，應符合GB/T 51350《近零能耗建築技術標準》和相關地方標準的要求。

“被動門”最主要的技術要求為保溫性能，主流要求K值低於1.2 或1.3，氣密性能6級以上。

常見技術方案有：木-金屬復合“被動門”、鋼質“被動門”、鋁合金“被動門”、玻璃“被動門”等。

“被動門”產品可采用傳熱學理論和有限元模擬計算優化，並根據使用部位要求對抗風壓、氣密、水密、保溫、隔聲、防盜、防火等性能進行測試。

“被動門”應根據保溫形式優化安裝方式；外掛式安裝時，與基層墻體連接件應斷熱處理，且應采用氣密性材料和防水透汽材料密封。

“被動門”是啥，有哪些技術指標要求，技術路線有哪些，如何優化設計、測試，如何安裝？一文讓你不再“被動”！