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摘要:经济的不断发展,带动了社会的进步,建筑行业也在不断前进,装配式建筑与超低能耗被动房的研究对于我国建筑领域而言都是比较前沿的课题。超低能耗被动房最大的特点是在满足高品质的居住环境下还能实现建筑的超低能耗;装配式建筑主要的特点包括:施工速度快、建设周期短以及绿色环保.超低能耗被动房与预制装配组合形成的复合新型房屋,符合国家绿色节能的长远目标,有着重要的社会价值及战略意义。
关键词:装配式被动房;发展综述;发展前景
引言
现阶段,建筑能耗占社会总能耗的30%以上,并且能耗总量还在逐年攀升,为了降低我国能源消耗,改善人们生活环境,建筑节能已成为建筑行业发展的必然趋势,我国“十三五”规划纲要明确提出“加速推进建筑节能和绿色建筑的发展”。为了充分发掘建筑节能潜力,各国相继开始研究超低能耗的被动房屋。而德国最早推动了被动房的发展,被动房的建筑节能技术也在欧洲得到了广泛的推广和应用,目前,全球已经建成超过三万套的“被动房屋”。被动房体现着当今最为先进的节能技术水平和理念,作为一种新型的节能建筑,有望成为未来全球住宅发展的新趋势。
1装配式被动房概况
装配式被动房是利用装配式体系工业化的建造优势,将被动房的湿作业建设方法转为装配式技术的建造形式而建造的新型超低能耗建筑。目前,常用的预制装配建筑体系有构件和结构同步装配体系,先柱梁结构后外墙构件装配体系,预制构件外墙模组合装配体系。为了充分发挥装配式体系快速建造优势,项目采用钢结构与预制构件进行装配式体系组合,施工过程中同步结构与预制构部件安装施工的装配体系。
1.1装配式技术
模块化是装配式建筑技术内工业化的主要形式之一,工业化体系的模块化包括:产品设计模块化,生产过程模块化,组织结构和产业链的模块化3个方面。建筑工业化的模块化可概括为预制构部件构成的建筑单层结构体系模块化与单元房间围护结构体系模块化(见图1)组合形式。普通建筑建设的习惯做法是以层数作为施工过程中的节点,然后,依次建造直至竣工。装配式建筑也是以每层作为基本单位,每层作为一个模块化单元。此类型的模块化是通过焊接钢片将预制墙的板预埋件与钢结构框架固定形成基本单元,表现了高装配率的工业化建设技术在被动房建筑中的运用。
1.2被动房技术
被动房是以被动式技术为主,利用可再生能源,建筑内部得热与新风系统余热回收等技术,无需采用主动式的采暖设备,即可使建筑达到采暖一次能源消耗量≤15kW·h/(m2·年),一次能源总消耗量≤120kW·h/(m2·年)。其关键技术体现在:高效的保温隔热无热桥围护结构体系;高效被动式门窗系统;优良的气密性;高效热回收新风系统;可再生能源的冷热源供给(见图2)。
2装配式被动房的设计要点
2.1外围护节能系统
对房屋外围结构进行提高隔热性和气密性的操作,以保证房屋对热气和冷气的消耗量降到最低,此系统常用的保温材料为XPS,这种闭孔式结构的保温材料在可以具有不同压力的同时拥有同等低值的导热系数,其导热系数能达到0.028W/m·K甚至更低,其抗压强度可达到220Kpa~500Kpa,能够对热能更好的利用,拥有更好的反射热辐射的能力,同时对外保温系统的各种细节,连接处也会多加注意,以保证整个外保温系统的耐久性,可靠性,以提高外保温系统的整体性能。
2.2遮阳设计
遮阳设计应根据地区的气候特点,房间的使用要求以及窗口朝向进行综合考虑,采用可调或者固定等遮阳措施进行对室内环境的调节。被动房主要采用可调节的遮阳措施,通过对遮阳表面的调节来调整室内得热,同时也会根据遮阳表面对室内通风的影响进行综合考虑,也可以根据房屋周围的环境进行自然遮阳。
2.3气密性设计
对于实现超低能耗目标建筑的气密性能非常重要。良好的气密性可以减少冬季冷风的渗透,降低夏季非受控通风导致的供冷需求增加,避免湿气侵入造成建筑发霉,结露和损坏,减少室外噪声和空气污染等不良因素对室内环境的影响,提高居住者的生活品质。对于被动房的气密性设计,首先,采用简洁的造型和节点设计,减少或避免气密性难以处理的节点;其次,选用气密性等级高的外门窗,每扇开启窗至少设2个锁点,采用适当的气密性材料形成气密层,最后,对建筑结构中的节点进行气密性处理。
3装配式被动房发展前景探究
3.1装配式被动房的优势
(1)缩短被动式房屋的施工周期。与现浇结构相比,装配式被动房的施工周期优势主要体现在主体结构与外围护体系施工上,被动式房屋按照装配式方式建造,可以有效的缩短施工周期,同时也可以在很大程度上降低劳动力资源的用量。(2)降低装配式建筑的能耗。超低能耗被动房具有能源消耗低的优点,可以将能耗降低90%以上,将装配式建筑与被动式房屋结合,可以使装配式建筑达到超低能耗的标准,实现被动式房屋的目标.随着我国装配式建筑的不断发展,装配式建筑的数量也在不断地增多,通过与被动式房屋的结合,可以实现绿色建筑长远发展的目标。(3)施工造成的环境负荷低。被动式房屋按照装配式形式建造,可以减少施工废弃物的产生,由于被动式房屋用到了一些新型的化学材料,对环境影响比较严重,如果这些建筑构件在工厂预制,然后直接运输到工地安装,可以减少建造过程中噪音的产生以及有害气体的排放,大大降低对周围环境的污染。
4.2装配式被动房的发展趋势
装配式被动房必将是我国绿色低能耗建筑发展的重要方向.被动房与预制装配组合形成的复合新型房屋,是我国绿色建筑发展的必然趋势.主要体现在以下几个方面:(1)改变了建筑业发展的模式.装配式与被动房的结合改变了传统建筑业发展的模式,针对不同区域的气候环境特点,积极使用绿色清洁的可再生能源,最大限度地减少对传统非清洁能源的使用,这也使“零能耗”建筑成为可能.(2)带动了周边产业的发展.德国权威媒体公布的最新数据表明,德国针对绿色节能建筑提供一系列的优惠政策、保障措施,促使了绿色建筑和新型清洁能源的使用.与此同时为德国解决了近30万个工作岗位,有效缓解了就业压力,这对我国也具有借鉴意义.(3)改善了周围生态环境.装配式被动房注重建筑形式与生态环境的和谐统一,将建筑、环境、人之间的关系重新构建,实现自然采光通风,降低噪音污染的同时能源的消耗极低,这样有利于改善周围的生态环境。
结束语
通过对装配式被动房所存在的关键密封节点及其施工时预制构件之间连接节点的密封问题分析,得出了此类型建筑的关键密封节点所存在的原因,并对各节点提出了相对应的密封方法。通过房屋气密性实际测试,验证了该研究所提出的密封方法的可行性。然而,该研究只是针对简单体型的装配式被动房建筑的重要节点提出了相应的密封策略,对于复杂形体的装配式被动房建筑的复杂密封节点的处理,需进一步的研究,望更多的科研人员与企业参与到预制装配式被动房的技术研究与产品研发中,共同促进我国装配式的被动房施工技术的快速发展。
参考文献
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论文作者:李国栋、袁运钊、程洋洋、郝伟、龚传强
论文发表刊物:《城镇建设》2019年15期
论文发表时间:2019/11/1
标签:建筑论文; 气密性论文; 被动式论文; 房屋论文; 节点论文; 体系论文; 超低论文; 《城镇建设》2019年15期论文;