被动式低能耗建筑由于采用较高厚度的屋面保温系统、外墙保温系统和超低传热系数高气密性的门窗系统，因此相比普通节能建筑，对于建筑防水隔汽的要求更为严苛。屋面漏水、外窗（门）渗漏、外墙保温系统开裂漏水结露发霉不仅破坏建筑美观，缩短建筑寿命，影响建筑室内环境的舒适性，而且使围护结构的保温隔热效果逐步丧失殆尽，最终导致能耗飙升、用能费用急剧增加。
在严寒、寒冷地区，对于一些完全取消传统集中供热系统的项目而言，丧失保温性能的建筑在冬季难以保证室内的适宜温度，其后果是致命的。因此设置正确的防水隔汽系统，选择合格的高质量的防水隔汽材料并进行精细化施工是被动式低能耗建筑关键技术之一，也是设计施工人员容易忽视的细节，应该引起足够的重视，否则会对建筑的舒适性、节能性、安全性、耐久性产生致命的影响。本文将介绍被动式低能耗建筑（混凝土结构）中屋面、外墙、外窗防水隔汽系统设置原则、关键节点构造及材料选择。
屋面防水隔汽系统设置
屋面防水保温的构造和施工是被动式低能耗建筑示范工程中经常出现质量问题的薄弱环节。根据2013年中国建筑防水协会的调查，全国范围内屋面渗漏率达到95.33%，全国有关工程质量上法院审理的案件当中，渗漏的案件就占到 25%-30%。
建筑屋面频繁渗漏是设计管理、技术规范、产品生产、施工等方面原因交错导致的结果：
（1）设计管理方面：首先国内大部分的设计师对建筑防水的基本理论研究不够，其设计防水节点大样图和实际运用防水技术的能力与国外设计师相比还有一定的差距；其次，在中国，缺少真正具有高度专业技术水准的第三方工程项目管理公司，这部分的职能分解到了业主项目部和总包项目部，从而从管理层面给渗漏埋下了隐患。
（2）技术规范方面：国内防水理念和技术思路与国际上公认的理论和技术路线并不一致，对防水技术的认识还是停留在单一材料防水、构造防水和经验防水的层面，没有从渗漏的机理去研究和实践系统防水，技术规范还缺乏进一步的理论和实验室数据支撑。
（3）产品生产方面：落后产能过剩，市场恶性竞争激烈，假冒伪劣猖獗，行业的诚信备受挑战，最低价中标的政策导致假货充斥整个防水市场。国内，防水分项约占工程总造价的1.5%左右，远低于国际平均水平，导致防水工程为了节省工期为省钱，往往用降低产品成本来获取市场竞争力。
（4）施工方面：施工队伍的技术水平较低，缺乏培训，施工队缺少固定的专业施工人员，往往是接到工程后临时招募施工人员，这就必然做不出高质量的防水工程。
1 屋面防水隔汽系统选材和构造
屋面保温材料应具有吸水率低，表观密度和导热系数较小，并有一定的强度特点，如PU、高密度的EPS、XPS等。
我国屋面通常采用做法一般为：面层防水层+底层防水层+保护层+找坡层+保温层+找平层底层+基层的构造设计(从上至下)。这种构造比较繁琐，是一个多工种交叉的干湿混合施工的屋面构造。该构造缺少隔汽层，在冬季室内外温度梯度较大的情况下，有可能产生冷凝水集聚在保温层，影响保温层的热工性能。
在被动式低能耗建筑中，混凝土结构屋面防水隔汽构造为（从上至下）：面层防水层+底层防水层+保温层+防水隔汽层+找坡层+基层。这种构造的优点是：（1）隔汽层和防水层形成一个封闭体，可消除屋面保温层在长期使用过程中受水汽入侵而影响保温效果的风险；（2）保温板可以自带找坡坡度，从而取代轻骨料混凝土找坡层，这样可以简化施工工序和节省施工周期，同时也解决了多工种交叉施工带来的管理上的麻烦。
国内对隔汽层在节能设计中的作用缺少认识，《屋面工程技术规范》对隔汽层的设置、技术指标都没有做出明确的规定；屋面工程构造设计中很少设置隔汽层或采用普通的防水材料作隔汽材料。我们通常采用水蒸汽扩散阻力（Sd）来衡量材料的隔汽性能，其值越大，隔汽效果越强。其计算方法如下：
水蒸汽扩散阻力（Sd）=阻湿因子（μ）× 厚度
透湿系数（g/(m·s·Pa)）= 透湿率（g/(m2·s·Pa)）× 厚度（m）
当材料的Sd≤0.5m 时为防水透气卷材，多用于外窗防水系统的室外一侧，当0.5m≤Sd≤1500m时为防水阻汽卷材，多用于外墙内保温系统室内一侧或外窗防水系统的室内一侧，阻挡水蒸汽的渗透。当Sd≥1500m 时为隔汽卷材，多用于屋面隔汽层。屋面隔汽层材料是一种冷自粘弹性体改性沥青隔汽卷材，玻纤或玻纤金属胎基，上表面是一层耐酸碱、耐腐蚀的铝膜（表1）。
表1 屋面用隔汽卷材的性能指标
双层防水卷材中底层防水卷材应选用与保温材料相容，具有隔火功能，并含有玻纤加强筋玻纤胎的自粘性防水卷材，厚度不小于3mm。底层防水卷材应该具有更高的抗拉强度和尺寸稳定性，它和保温材料之间的剥离强度应该高于保温材料自身的抗拉强度以确保冷自粘的可靠性。
面层防水卷材考虑到和底层防水卷材的相容性，首选弹性体改性沥青防水卷材，且沥青不含胶粉，材料厚度不小于4mm。用于不上人屋面时，带板岩颗粒的沥青卷材可以直接裸露。用于混凝土种植屋面时，其面层防水层要采用铜离子复合胎基改性沥青耐根穿刺防水卷材（表2）。
表2 屋面用防水卷材的性能指标
屋面集水口和屋面光导管是屋面防水的薄弱环节，要加强这些部位与保温系统连接处的防水构造（图1、2、3），如果处理不好，将导致雨水渗透到保温系统破坏屋面保温效果或引起屋面渗漏。
图1 屋面集水口防水构造示意图
图2、图3 屋顶导光筒防水构造示意图
2 女儿墙防水隔汽系统选材和构造
女儿墙内侧和上部都应先铺设防水隔汽层，女儿墙内侧防水隔汽与屋面防水隔汽层要进行搭接，隔汽层上面铺设与屋面同质的保温材料，保温材料上部铺设双层防水层，与屋面双层防水层搭接。女儿墙上部的防水层向外墙延伸与外墙保温系统搭接（图4）。女儿墙上部设置金属盖板，保证保温层不受雨水侵蚀或紫外线照射的破坏，延长保温系统寿命。金属压顶板需侧向固定，而不能垂直穿透女儿墙上部保温防水层。屋面上部的避雷针也不能垂直固定在女儿墙上部，否则会穿透防水层，导致渗水。可将避雷针下方钢筋折弯，焊接延长钢筋固定在女儿墙的侧面（图5）。
图4 女儿墙防水构造示意图
图5 屋面避雷针构造示意图
外墙保温防水隔汽系统设置
外墙外保温系统是被动式低能耗建筑主要采用的保温形式。为了实现较好的保温效果，被动式低能耗建筑将非透明围护结构的传热系数控制在0.15W/(m²K)~ 0.30W/(m²K)之间，保温层厚度通常在150-300mm之间。相比普通节能建筑，被动式低能耗建筑高厚度的保温层对防水隔汽系统构造措施要求更高。一旦外保温系统开裂、雨水渗漏或冷凝结露，保温效果丧失，将严重影响超低能耗建筑的舒适性。外墙保温系统实现有效的防水隔汽必须从正确选材和完善构造两方面同时入手，以下是一些关键节点部位的防水隔汽措施。
1 地下室外墙外保温系统选材和构造
地下室外墙部位必须采用防水、防潮、耐腐蚀且抗压强度高的保温材料如泡沫玻璃或挤塑聚苯板（XPS）；构造上：室外地坪以下1.0m范围内首先应粘接连续的4mm及以上厚度的改性沥青防水卷材，卷材具有良好的抗酸碱腐蚀、抗老化性、抗机械穿刺性，有良好的隔汽效果。防水卷材上面铺设保温板，保温板的外侧再铺设4mm及以上厚度的改性沥青防水卷材，保温板内外侧的防水卷材必须交圈（图6、7）
图6 地下室外墙保温防水构造
图7 地下室外墙保温防水及散水节点示意图
2 溅水区域（勒脚部位）选材和构造
地坪以上30cm处为溅水区域。溅水区域的防水保温做法与地下室外墙处理方法一致，即地下室外墙防水卷材要一直做到地坪以上30cm处，采用与地下室外墙同质的、防水性能好且抗冲击强度高的保温材料。如果没有地下室，溅水区的防水保温系统通常向下延伸做到基础并与底板的防水保温连接形成连续闭合的系统。建议在溅水区周围铺设鹅卵石或碎石带，避免雨水溅湿勒脚处的保温系统和以此产生的表面污损。溅水区以上采用常规的外保温材料。雨落管开口不能设置在溅水区域，应该延伸至导水槽或绿地，避免雨水溅落导致该处保温系统的破坏。
3 混凝土结构主体外墙外保温系统选材和构造
外墙外保温系统设置的原则是使水蒸汽“难进易出”，即防止外部湿气和雨雪天气的外部水分通过防护层渗透到系统内部，从而降低保温效果，削弱原有的粘接强度；冬季室内水蒸汽应能通过复合墙体向外渗透，而不会滞留系统内部产生不良影响。外墙外保温材料通常采用防水透气好的材料，如EPS、岩棉。构造上，材料层设置的次序一般应将水蒸汽渗透阻力（Sd）较大的密实的材料布置在热的一侧，而将蒸汽渗透阻力较小的材料布置在冷的一侧。因此保温层内侧即靠近室内热的一侧要尽量使用水蒸汽渗透阻较大的材料，保温层的外侧要使用水蒸汽渗透阻较小的材料尤为重要。按此原则，我们要避免使用水蒸汽渗透阻较大的饰面材料，如不透气的乳胶涂料或不透气的装饰面砖。围护结构墙体中的水汽会因由于冷凝效应或过饱和凝结效应，在系统中产生凝结水，不透气的乳胶涂料造成内部水汽无法扩散出去，积聚在系统内部，冻融循环下，造成外保温系统内部积水、鼓包、发霉、脱落。采用装饰面砖，如果砖缝开裂、饰面砖或填缝剂吸水率过高、水蒸汽渗透阻大，在饰面砖内侧易形成水分积聚，削弱了装饰面砖与保温层之间的初始粘结强度，容易造成饰面砖脱落。
外墙外保温系统应该选择系统供应商，才能保证系统材料的兼容性。实际工程中，由于施工总包单位分别采购材料，往往选择了水蒸汽渗透阻大的不透气涂料或面砖，直接导致外墙保温系统的面层开裂或脱落，雨水湿气侵蚀保温层，保温性能削弱或彻底丧失。
完整的外墙保温系统还需配备各种预制配件，如窗口连接线条、滴水线条、止水密封带等，这些配件整体上提高了外保温系统防水性能，避免雨水长期淤积洇墙，破坏外保温系统。
穿外墙的管道室外一侧必须粘贴防水透汽膜，管道与外墙保温系统交界面必须粘接预压密封胶条，该材料能承受300/600Pa暴风雨强度，从而进一步提高该处的防水性能。（图8，表3）
图8 穿墙管道防水气密构造
表3 预压膨胀密封带的性能指标
4 外墙内保温或三明治夹芯保温系统选材和构造
这类体系是被动式低能耗建筑中尽量避免采用的体系，用稳态传湿理论进行冷凝分析，这类保温墙体容易造成外围护结构内表面冷凝结露。如果建筑不具备做外墙外保温条件而只能采用内保温或三明治夹芯保温体系时，室内一侧要设置防水阻汽层，阻汽层可以是卷材或涂料，其Sd的取值区间为： 0.5m≤Sd≤1500m。设置防水阻汽层可以避免室内水蒸汽顺着保温材料缝隙渗透进保温层或墙体和保温层空腔内，冷凝积水，造成内墙表面或墙体内发霉结露。
外窗（门）防水隔汽系统设置
外门窗系统是围护结构保温、防水和气密性最薄弱环节，通过外门窗损失的能耗通常占总建筑总能耗的30%-40%。在传统节能建筑中，外窗都安装在窗洞口中间，热桥明显，防水和气密性设计非常薄弱。被动式低能耗建筑通过改变窗户安装位置、窗户保温方式、采用高效的防水密封材料和防水构造（图9），解决了外窗的防水气密性问题。
图9 外窗保温防水节点示意图
被动式低能耗建筑中窗框与窗洞口之间凹凸不平的缝隙填充了自粘性的预压自膨胀密封带，窗框与外墙连接处必须采用防水隔汽膜和防水透汽膜组成的密封系统。室内一侧采用防水隔气膜，室外一侧应使用防水透汽膜，从而从构造上完全强化了窗洞口的密封与防水性能。与传统窗洞口密封采用泡沫胶相比，此类密封膜具有不变形、抗氧化、延展性好、防水透汽/防水阻汽性能好、寿命长等特点（表4）。
表4 可抹灰外围护结构门窗洞口的密封材料性能
窗台保温系统上设计安装了金属（铝合金或不锈钢）窗台板，窗台板有滴水造型，窗台板下部与外保温交界处，以及上部左右两侧卷边与保温交界处粘接防水的预压膨胀密封带（图10）。窗台板构造既保护保温层不受紫外线照射老化，也抗重物冲击，同时导流雨水，避免雨水对保温层的侵蚀。
图10 窗台板节点构造
室外出入口外门的防水透汽/隔汽系统的构造做法与外窗一致，但在外门下部设置成品的雨水溢流槽，槽两侧设置泄水口，将水排入散水内。
结论和建议
（1）加强对被动式低能耗建筑防水及隔汽理论的研究，建立系统防水的理念，摒弃单一材料防水、经验防水的做法。研究关键节点的防水/隔汽构造并采用恰当的高质量的防水/隔汽材料，抵制假冒伪劣产品。
（2）采用屋面、外墙和外（门）窗的系统供应商进行防水、隔汽保温系统的一体化设计、供料和施工，从而保证系统材料的兼容性、施工队伍的稳定性与专业性。
本文原标题为：《被动式低能耗建筑防水隔汽系统构造及材料选择》；作者单位：住房和城乡建设部科技与产业化发展中心 彭梦月，德尉达（上海）贸易有限公司 李小群；原文刊登于《建设科技》杂志，版权归期刊编辑部及作者所有。
