蔡志鵬

北京城建北方集團有限公司，中國·北京 100000

1 引言

所謂被動式建筑，指的是通過優(yōu)化設(shè)計，對自然光、自然風(fēng)、太陽能等各種節(jié)能方式進行充分利用，降低建筑施工與運行過程中能量消耗的一種建筑類型，其節(jié)能效果可以達到90%。被動式高層建筑在中國各大城市當(dāng)中有著廣闊的發(fā)展前景。但是，要想促進被動式高層建筑在國內(nèi)的發(fā)展，改變?nèi)藗兊氖覂?nèi)外環(huán)境，降低房屋建筑運行對傳統(tǒng)能源的依賴，就必須要對相應(yīng)的施工技術(shù)及應(yīng)用進行深入的研究。

2 被動式高層建筑施工技術(shù)的應(yīng)用意義

所謂被動式建筑施工技術(shù)，指的是以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用非機械方式減少建筑能耗的施工技術(shù)。在正式開始高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃安排之前，在被動式建筑施工理念的指導(dǎo)下，對高層建筑的室內(nèi)布局、采光條件、通風(fēng)條件等方面進行合理的規(guī)劃和設(shè)計，使建筑在應(yīng)用過程中維持固定的能量消耗。這一技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

2.1 生態(tài)保護意義

對現(xiàn)階段的設(shè)施總體能耗進行分析，發(fā)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的能耗最大，幾乎接近總能耗量的三分之一。建筑領(lǐng)域不僅能耗非常大，就連建筑施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾、廢水、廢氣等也會破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。在國內(nèi)建筑施工規(guī)模逐漸擴大的同時，建筑物的使用功能、格局規(guī)劃、藝術(shù)水平等較之以前也有了很大的改善[1]。在這種情況下，只有不斷地優(yōu)化相應(yīng)的施工技術(shù)，大力發(fā)展綠色施工技術(shù)和節(jié)能施工技術(shù)，才能夠盡可能地降低建筑施工對周圍生態(tài)環(huán)境的破壞。而被動式高層建筑施工技術(shù)的應(yīng)用，在促進中國綠色建筑發(fā)展方面發(fā)揮著極為重要的作用。

2.2 經(jīng)濟發(fā)展意義

被動式高層建筑施工技術(shù)的應(yīng)用，在促進國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展方面，還發(fā)揮著極為重要的作用。近幾年來，中國的經(jīng)濟發(fā)展形勢越來越復(fù)雜，各大建筑企業(yè)之間的競爭也越來越激烈。個別企業(yè)為了獲得更高的經(jīng)濟效益，將所有的精力都集中到了建筑規(guī)模的擴大與建筑數(shù)量的增加方面，并沒有對建筑質(zhì)量予以嚴(yán)格的控制。建筑施工質(zhì)量得不到有效的處理，建筑工程的施工年限就會縮短，由此而產(chǎn)生的資源浪費現(xiàn)象也會非常嚴(yán)重。而被動式高層建筑施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以最大限度地減少施工過程中人力、物力以及財力的投入，還可以明顯提高建筑工程的施工質(zhì)量，延長建筑工程的施工年限，實現(xiàn)建筑工程經(jīng)濟效益的最大化。

2.3 社會建設(shè)意義

在中國不斷推進城市化建設(shè)進程的過程中，一些年限較長的古建筑遭到了不同程度的破壞，需要得到合理的維護和修理。另外，還有很多建筑初期建造起來的老建筑，由于施工工藝過于落后，結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理，無法保證相應(yīng)的圍護效果、采光效果和通風(fēng)效果[2]。在新時代下，人們?yōu)榱颂岣呔幼〉氖孢m性與安全性，對于建筑裝飾裝修的健康性與環(huán)保性提出了更高的要求。而被動式高層建筑施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以對這些老舊建筑進行科學(xué)合理的改造和優(yōu)化，推進城市化建設(shè)進程，還可以對建筑能耗過大等問題進行有效的解決，為和諧社會的構(gòu)建打好基礎(chǔ)。

3 被動式高層建筑關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 高效保溫技術(shù)

在被動式高層建筑工程的施工過程中，需要使用完整的保溫層，即從基礎(chǔ)底板到墻，再到屋面，要做到全封閉式保溫。高層建筑的不透明圍護結(jié)果，如外墻、地面、屋面等的傳熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)在0.15 W/（m2·K）以下。常用的保溫材料主要包含以下幾種：第一石墨聚苯板、第二擠塑聚苯板、第三巖棉板、第四真空板等[3]。其中，針對外墻雙層石墨聚苯板保溫材料的安裝施工，不僅需要將粘貼和錨釘結(jié)合在一起，還需要對板間縫隙進行嚴(yán)格的控制，將板縫控制在2 mm 以內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)某一板縫的縫隙超過2 mm，為了保證雙層保溫板的嚴(yán)密性，需要使用聚氨酯發(fā)泡材料進行封堵。錨釘?shù)臅r候，為了提高保溫板的固定強度，降低熱橋效應(yīng)，需要使用專門的保溫釘。圖1為屋面保溫做法示意圖。

圖1 屋面保溫做法示意圖

3.2 氣密性技術(shù)

被動式高層建筑中氣密層具有一定的連續(xù)性，且對整個外圍護結(jié)構(gòu)進行了包圍。高層建筑的氣密性越好，越可以抵擋冬季冷風(fēng)的滲透，越可以降低夏季室內(nèi)的供冷需求，越可以避免室外噪音、污染物等不良因素對室內(nèi)環(huán)境的影響。參照相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，被動式高層建筑的施工過程中，如果室內(nèi)、室外的壓力差為50 Pa，那么每小時的空氣滲透量應(yīng)當(dāng)控制在建筑總?cè)莘e的60%以下。換句話說，就是每小時的換氣次數(shù)應(yīng)當(dāng)在0.6 次以下。為了滿足這些施工要求。在被動式高層建筑工程的施工過程中，需要對門窗洞口、穿外墻管線、插座線盒、穿外墻各種錨固件、現(xiàn)澆混凝土墻體上開關(guān)登出的氣密性進行嚴(yán)格的處理，對內(nèi)外墻抹灰質(zhì)量進行嚴(yán)格的控制[4]。內(nèi)貼防水隔汽膜、外貼防水透氣膜，是最常用的氣密性處理方法。

3.3 無熱橋技術(shù)

熱橋又被叫做冷橋，指的是建筑外圍護結(jié)構(gòu)中傳熱能力較強、熱流密集程度較高的部位，主要包含兩種類型：一種是系統(tǒng)熱橋，另一種是結(jié)構(gòu)熱橋。在被動式高層建筑工程的施工過程中，需要對存在熱橋的部位進行傳熱阻斷和全封閉包裹。例如，針對建筑的陽臺板、空調(diào)板、女兒墻等處，就應(yīng)當(dāng)采用石墨聚苯板等特殊保溫材料進行封閉包裹處理。

3.4 被動式門窗技術(shù)

被動式門窗，指的是特殊的鋁包木門窗。這種門窗采用復(fù)合式集成材料，保溫性能較強，傳熱系數(shù)在0.69 W/（m2·K）以下。被動式高層建筑施工中的門窗、采暖區(qū)與非采暖區(qū)，都應(yīng)當(dāng)使用被動式門窗[5]。針對被動式門窗的安裝，不僅要使用外掛式安裝法，還要進行保溫覆蓋。

3.5 高效熱回收技術(shù)

在被動式高層建筑施工過程中，要利用五位一體機，進行高效熱能的回收，并將熱回收效率控制在75%以上，將通風(fēng)耗電量控制在0.45 W·h/m3。與此同時，還要對風(fēng)管布置進行與歐化，加強熱量損失的控制。在安裝過濾器、新風(fēng)主機、風(fēng)管的時候，還要利用BIM 技術(shù)對新風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)、回風(fēng)口設(shè)置等進行優(yōu)化，通過回風(fēng)與送風(fēng)之間的熱交換，實現(xiàn)熱回收效率的提高。

4 被動式高層建筑施工技術(shù)的應(yīng)用要求

4.1 增強外墻隔熱性能

在被動式高層建筑的施工過程中，需要對暖氣進行優(yōu)化配置。由于被動式高層建筑省略了暖氣設(shè)備的安裝步驟，所以在應(yīng)用相關(guān)施工技術(shù)的時候，必須要對窗戶、門等部位進行特殊的保溫隔熱處理，用以加強被動式高層建筑內(nèi)部的熱量損失控制。圖2為被動式高層建筑的保溫系統(tǒng)。

圖2 被動式高層建筑的保溫系統(tǒng)

4.2 提高建筑朝向的合理性

從外觀角度分析，被動式高層建筑與普通高層建筑并沒有明顯的不同。但是，為了減少建筑運行過程中的能量消耗，需要在雙色機階段，盡可能地縮小東西向的外墻面積，與此同時，還要提升房屋朝向的合理性[6]。只有這樣，才能夠?qū)μ柲苜Y源進行充分的利用，減少房屋內(nèi)部的能源消耗。如果高層建筑為東西方向，則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長開創(chuàng)實踐，并利用窗簾等物進行遮陽處理。

4.3 加強水資源浪費現(xiàn)象的控制

在被動式高層建筑施工過程中，要想提高資源配置的科學(xué)合理性，加強建筑工程的運行成本控制，需要對水資源的利用予以高度的重視。一方面，增設(shè)儲水設(shè)備，在下雨天氣下進行雨水的收集，并將收集到的雨水用到?jīng)_廁所等方面，實現(xiàn)水資源的節(jié)約。另一方面，將雨水收集技術(shù)與太陽能技術(shù)結(jié)合在一起，利用太陽能加熱雨水，以此來降低建筑運行過程中對天然氣等資源的消耗。

4.4 優(yōu)化建筑的通風(fēng)條件

優(yōu)化建筑的通風(fēng)條件，可以從整體上提高房屋建筑的居住舒適度。被動式高層建筑的密封性較強，雖然可以最大限度地減少室內(nèi)的熱量散失，卻也提高了室內(nèi)物品的霉變幾率。而如果采取主動通風(fēng)措施，又會產(chǎn)生大量的能量散失。在這種情況下，就需要借助相應(yīng)的施工技術(shù)進行建筑通風(fēng)條件的優(yōu)化。一方面，可以增加新型通風(fēng)設(shè)備，借此將室內(nèi)原有空氣輸出，將外界新鮮空氣輸入[7]。另一方面，如果環(huán)境溫度較低，可以對空氣熱循環(huán)交換器進行合理的應(yīng)用，借此對進入室內(nèi)的外界新鮮空氣進行加熱處理，減少通風(fēng)過程中室內(nèi)熱量的散失。

4.5 做好整體規(guī)劃工作

在被動式高層建筑施工過程中，在設(shè)計階段就要對相應(yīng)的施工技術(shù)應(yīng)用進行綜合性考慮。即結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛蔡攸c和施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水文條件以及自然植被條件，進行施工技術(shù)的選擇與應(yīng)用，確?？梢宰畲笙薅鹊靥岣弑粍邮礁邔咏ㄖ墓?jié)能環(huán)保效果，降低被動式高層建筑的能耗，提高居民的居住舒適性。

5 結(jié)語

綜上所述，被動式高層建筑在國內(nèi)的發(fā)展，在生態(tài)保護、經(jīng)濟發(fā)展以及社會建設(shè)等方面具有巨大的作用。要想加強被動式高層建筑施工質(zhì)量的控制，不僅要科學(xué)選擇并正確應(yīng)用關(guān)鍵施工技術(shù)，還要增強外墻隔熱性能、提高建筑朝向的合理性、加強水資源浪費現(xiàn)象的控制、優(yōu)化建筑的通風(fēng)條件、做好整體規(guī)劃工作。