摘要:近幾年由于人們對居住環(huán)境要求的提高以及建筑能耗的加劇,被動房作為節(jié)能建筑發(fā)展的一種新探索,受到了國內(nèi)外建筑行業(yè)的廣泛關注。裝配式建筑為目前廣泛推廣的綠色建筑,響應了我國綠色建筑在施工階段的節(jié)能要求,對該領域的研究和應用已成為目前建筑行業(yè)中的熱點問題。被動房以較高的節(jié)能率、舒適的品質(zhì),在政策助推下發(fā)展較為迅速。然而,目前被動房的建設方式以傳統(tǒng)的濕作業(yè)建造為主,此類做法與綠色建筑全壽命周期內(nèi)施工過程中的節(jié)能要求相矛盾。
關鍵詞:裝配式;被動房建造;關鍵技術
引言
近年來,大力發(fā)展裝配式、鋼結構、被動式超低能耗建筑是國家倡導綠色化,實施節(jié)能減排的一項重要舉措。隨著被動式超低能耗建筑(被動房)項目在我國多個氣候區(qū)的成功實踐,標志著其正在被越來越多的人們所關注與認可,并且以健康、舒適和超低能耗等諸多優(yōu)點引領著我國建筑節(jié)能領域的發(fā)展方向。預制裝配式被動房融合裝配式建筑的建造速度快、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,將被動房的建設進行標準化、產(chǎn)業(yè)化設計,能夠在一定程度上為被動房的快速推廣起到促進作用。
1、裝配式被動房概況
裝配式被動房是利用裝配式體系工業(yè)化的建造優(yōu)勢,將被動房的濕作業(yè)建設方法轉(zhuǎn)為裝配式技術的建造形式而建造的新型超低能耗建筑。目前,常用的預制裝配建筑體系有構件和結構同步裝配體系,先柱梁結構后外墻構件裝配體系,預制構件外墻模組合裝配體系。為了充分發(fā)揮裝配式體系快速建造優(yōu)勢,項目采用鋼結構與預制構件進行裝配式體系組合,施工過程中同步結構與預制構部件安裝施工的裝配體系。
2、工程難點及特點
2.1建造技術缺乏可參考性案例
從2009年住房和城鄉(xiāng)建設部科技促進發(fā)展中心與德國能源署開展被動房技術合作至今,已取得了令人矚目的成就。從最初的寒冷地區(qū)項目實踐到我國多個氣候區(qū)的嘗試,從最初的居住單體到居住群體、幼兒園、辦公樓、酒店與商業(yè)建筑都已經(jīng)建造成功。然而,無論是居建還是公建的建造技術,能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為裝配式體系建造的借鑒價值較小。因此,采用預制裝配式體系建設被動式超低能耗建筑是該領域的一項新措施,在一定程度上加大了建造和施工的難度。產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變后的節(jié)點處理難度較大被動房的高品質(zhì)、低能耗的優(yōu)良特點需依靠其五大核心技術來支撐,即高效的圍護結構,無熱橋技術、高效的氣密性、良好的門窗系統(tǒng)、可回收的新風系統(tǒng)。為了將被動房構成體系向產(chǎn)業(yè)化、標準化的預制構件(可回收新風系統(tǒng)不在此研究范圍內(nèi))轉(zhuǎn)變,應先分析被動房的基本構成,以及將被動房圍護結構的構成元素轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化構件的可能性。由于預制板拼貼的縫隙根據(jù)所在部位的不同,縫隙密封方式也有所區(qū)別。
2.2預制構件間多樣化的縫隙種類使得氣密性處理
難度增大氣密性是影響被動房建筑能耗與品質(zhì)的關鍵因素之一,鑒于采用預制裝配式技術建造的被動式超低能耗建筑的建造體系,需由多塊預制墻板拼貼組裝成墻體,以及其他構部件與建筑結構通過安裝與焊接來固定。因此,拼貼組裝后會形成諸多的節(jié)點及縫隙。而形成的諸多縫隙是影響房屋氣密性的關鍵,為避免施工后期節(jié)點縫隙處理的不可控性,在裝配式被動房建筑施工圖設計時,應綜合考慮各節(jié)點的連接方式,減少板縫數(shù)量與穿墻洞口數(shù)量,以便于后期氣密層的密封施工和故障維修的處理。
2.3構件安裝精度要求高,技術人員欠缺
被動房的優(yōu)良品質(zhì)不僅需要良好的建筑設計方案為前提,更需要施工建造過程中的精準技術做保障。鑒于預制構件自身尺寸大小、所在位置以及各項工序的進度不同。施工過程中,應合理安排運送預制構件到施工現(xiàn)場時間,根據(jù)施工進度安排相應材料進入施工現(xiàn)場,并做好標記。為確保被動房建設的高質(zhì)量,整個建設過程需由接受過被動房施工培訓的技術人員來建造。然而,目前掌握被動房建設的專業(yè)技術人員較少,而了解裝配式體系建造被動房的技術人員更為欠缺,需要逐步研究,逐步實施。因此,為該類型建筑的施工增加了難度。
2.4預制構件間縫隙多,氣密性處理難度大
氣密性是影響被動房品質(zhì)的關鍵因素之一。而采用裝配式體系的建筑圍護結構是由多塊預制墻板和預制陽臺、樓梯等預制構件組合而成,預制構件安裝拼貼后會形成諸多不同類型的縫隙,它們?yōu)楹笃跉饷苄缘奶幚硖岢隽颂魬?zhàn)。因此,采用裝配式體系建造被動房的關鍵在于處理好諸多節(jié)點縫隙的密封問題。
3、建造技術
3.1結構組裝技術
為充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢,采用鋼結構體系,現(xiàn)場采用螺栓鉸接形式固定,部分節(jié)點采用鋼片輔助焊接方式固定,并逐層安裝,以形成鋼結構體系。而鋼結構與生俱來的弱點為抗火性能較差,需采取一定的防火措施,具體做法是采用噴漆槍噴打混合砂漿至鋼結構表面,并使其全覆蓋,然后,用防火石膏板將結構體系的柱、梁進行全包裹。
3.2裝配式技術
目前常用的裝配式建筑體系有預制構件和結構同步裝配體系,先柱梁結構后外墻構件裝配體系,預制構件外墻模組合裝配體系。為充分發(fā)揮裝配式體系快速建造優(yōu)勢,采用鋼結構與裝配式體系組合,施工過程中同步進行結構與預制構部件安裝施工建造方法。
3.3鋼結構裝配式被動房技術構成
鋼結構裝配式被動房體系將鋼結構與裝配式體系,及被動房優(yōu)良品質(zhì)融為一體。為滿足被動房圍護結構各構成元素標準化與產(chǎn)業(yè)化可塑性要求,關鍵在于解決圍護結構構件間的結合方法和彼此拼接后的縫隙密封問題。
3.4被動式超低能耗建筑的裝配式體系選用
目前,預制裝配式建筑體系有構件和結構同步裝配體系、先柱梁結構后外墻構件裝配體系、預制構件外墻模組合裝配體系,以上3種體系較為常見的類型。為充分發(fā)揮裝配式建筑快速建造優(yōu)勢,該項目采用預制構件與鋼結構聯(lián)合的方式,施工過程中同步安裝施工的裝配式體系,以期建造出高裝配率的被動式超低能耗建筑。
3.5氣密性密封技術
氣密性是體現(xiàn)建筑圍護結構密封性能優(yōu)劣與滲透性能的關鍵技術指標,是決定被動房建筑品質(zhì)的關鍵因素之一。在滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)前提下,適當提高氣密性,能有效提高建筑節(jié)能率。密封時,按照先洞口、后房間內(nèi)氣密層密封的做法,在門窗與穿墻管道洞口四周粘貼預壓膨脹回彈海綿膠條,室外側(cè)粘貼防水透氣膜,室內(nèi)側(cè)粘貼防水隔氣膜,分別用混合砂漿抹平縫隙口。若穿墻洞口縫隙較深,需先用防火巖棉填充縫隙,再進行密封。然后,在房間內(nèi)用密封膠粘貼氣密性材料,并連續(xù)無間斷地進行抹灰處理。
3.6可再生能源利用
根據(jù)Ecotec環(huán)境分析軟件,計算出該項目所在地理位置太陽能接受的最佳入射角度為32°,按照該角度安裝太陽能集熱器,能夠做到最大化地利用太陽能進行集熱。并采用光熱與光伏一體化技術,安裝了太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),能夠有效補充和降低建筑對一次能源的需求。
4、結語
結合對預制裝配被動式超低能耗綠色建筑的工程實踐,熟悉了采用工業(yè)化方式建設被動式超低能耗綠色建筑的方法。針對此類建筑建造過程中出現(xiàn)的問題,提出了相應的安裝與密封措施。對比分析了普通被動房的施工與裝配式技術建造被動房的區(qū)別,明確了工業(yè)化方式建造被動房在節(jié)能、減排、降噪和快速施工方面的優(yōu)點。能夠為我國被動式超低能耗綠色建筑的建造方式向標準化和產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型提供參考。
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