被動房之家
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中國被動房的裝配式之路

2020-03-25 12:30作者：杜 汝 陳丁渭  建學(xué)建筑與工程設(shè)計所有限公司杭州分公司

被動房簡介


1 概念

“被動房”概念是在德國上世紀80 年代低能耗建筑的基礎(chǔ)上建立起來的，是指不用主動的采暖和空調(diào)系統(tǒng)就可以維持舒適室內(nèi)熱環(huán)境的建筑。比起能耗低但室內(nèi)舒適度較差的傳統(tǒng)建筑和室內(nèi)足夠舒適但能耗非常高的高端建筑，被動房的最大特點在于實現(xiàn)高品質(zhì)居住環(huán)境下的低能耗。

2 被動房能效控制指標

被動房的能效控制需滿足以下要求：

1）單位采暖需求：單位居住面積（使用面積）每年采暖需求不超過15 kWh，或者單位面積采暖需求峰值不超過10 W。

在需要主動制冷的氣候區(qū)，對單位制冷需求的要求大致和上述采暖需求要求相同，只是可以額外增加少許制冷需求用于除濕。

2）一次能源需求：所有家用設(shè)備（采暖、熱水及家庭用電）的總能源需求不超過每年每平米居住面積120 kWh。

3）氣密性：必須通過實地壓力測試（正壓和負壓測試）證實，在50 帕斯卡壓力時（ACH50），建筑的單位小時換氣次數(shù)低于0.6 次。

4）熱舒適性：無論在冬季或夏季，所有居住區(qū)域的熱舒適性都必須被滿足，一年中高于25 °C 的小時總數(shù)不得超過10%。

3 被動房的優(yōu)勢

被動房在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度節(jié)約能源、保護環(huán)境和減少污染，提供健康適用、高效使用，與自然和諧共生的建筑。更多超低能耗建筑技術(shù)，請登錄被動房之家網(wǎng)站。

  • 減輕建筑對環(huán)境的負荷，即節(jié)約能源及資源；

  • 提供安全、健康、舒適性良好的生活空間；

  • 與自然環(huán)境親和，做到人及建筑與環(huán)境的和諧共處、永續(xù)發(fā)展。


4 傳統(tǒng)建造模式下被動房的劣勢

工業(yè)化水平低，生產(chǎn)效率差，人力耗費大。目前被動房建設(shè)勞動強度大，生產(chǎn)條件差，勞動生產(chǎn)率低，在建造過程中質(zhì)量控制難度大。建造過程能耗大，材料浪費。

雖然被動房可以節(jié)省能源的損耗，但因其還是按照傳統(tǒng)建造方式施工，建造過程中的能源損耗與裝配式建筑相比沒有優(yōu)勢。

我國建筑能耗占全社會總能耗比重達28％，建筑資源化利用率不足10％，而歐盟國家的建筑資源化利用率達到50％。

因此，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的任務(wù)越發(fā)緊迫，保護生態(tài)環(huán)境的壓力持續(xù)增加的背景下，迫切需要改變被動房的建造方式。


預(yù)制裝配式建筑


1 概念

預(yù)制裝配式建筑是指用預(yù)制的構(gòu)件在工地裝配而成的建筑。現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，使得建筑的各個部件，諸如樓板，墻板，樓梯，陽臺板等，可以批量性制造。在施工時，把預(yù)制好的房屋部件運到工地進行節(jié)點現(xiàn)澆。

2 預(yù)制裝配式建筑外墻

預(yù)制裝配式建筑中的外墻是設(shè)計和建造中最重要的技術(shù)措施，故了解裝配式建筑的外墻構(gòu)造形式對理解裝配式建筑概念至關(guān)重要。

3 裝配式建筑的優(yōu)勢

綠色施工。由于建筑物的大多數(shù)構(gòu)件都在工廠統(tǒng)一進行加工，在施工現(xiàn)場，只需要將預(yù)制構(gòu)件進行拼裝，減少現(xiàn)場施工現(xiàn)澆量，減少了施工現(xiàn)場因攪拌、澆搗混凝土而產(chǎn)生的巨大噪音。同時，預(yù)制構(gòu)件的外裝飾也在工廠預(yù)制完成，施工現(xiàn)場不需要腳手架，不產(chǎn)生粉塵，有效抑制了揚塵，施工現(xiàn)場減少模板，減少材料的浪費。

生產(chǎn)集約化。預(yù)制構(gòu)件在工廠中生產(chǎn)所需的模具和有關(guān)設(shè)備可重復(fù)利用，且高度標準化，提高了模具的使用效率，耗材更少，有效節(jié)約了資源和生產(chǎn)費用。預(yù)制構(gòu)件在工廠內(nèi)通過模具、機械化噴涂等，可以輕易的將構(gòu)件外表面做成各種美觀的圖案，粉刷彩色涂料不出現(xiàn)色差且久不褪色。因此工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件比現(xiàn)場施工質(zhì)量更有保證，質(zhì)量更可控。

節(jié)省現(xiàn)場施工人力和時間。由于大量的構(gòu)件生產(chǎn)工作都在工廠完成，因此大大減少了現(xiàn)場施工強度，省去了砌筑抹灰的時間，減少了現(xiàn)場現(xiàn)澆作業(yè)。另外，設(shè)計、構(gòu)件制作、施工、裝修等工序，部分可以同時進行，減少了整體施工周期。裝配式建筑施工受天氣和季節(jié)的影響小，緩解操作人員的勞動強度，勞動力資源投入大幅度減少。

4 裝配式建筑的劣勢

運用領(lǐng)域有限。傳統(tǒng)裝配式建筑多用于住宅部分，且外墻板與主體結(jié)構(gòu)通過現(xiàn)澆連接，預(yù)埋件過多，質(zhì)量控制難度大。

增加部分預(yù)埋件，鋼筋安裝對生產(chǎn)造成一定難度。裝配式建筑的構(gòu)件考慮到現(xiàn)場施工的方便，在構(gòu)件中增加許多預(yù)埋件，且由于鋼筋的安裝綁扎也對工廠生產(chǎn)帶來一定難度。

運輸成本增加。當(dāng)構(gòu)件體積較大，重量較重時，運輸構(gòu)件的個數(shù)相對較少，運輸成本相應(yīng)增加。

構(gòu)件自重大，基礎(chǔ)與受力構(gòu)件加大，相對增加建筑成本。更多超低能耗建筑技術(shù)，請登錄被動房之家網(wǎng)站。


PWS體系


1 PWS 體系的構(gòu)造形式

Passive Wall System（PWS）是在智慧城市及綠色建筑基礎(chǔ)之上的被動式裝配建筑體系。基于世界領(lǐng)先的奧地利被動房技術(shù)及德國 PC 技術(shù)，通過自主研發(fā)創(chuàng)造了節(jié)能保溫性能優(yōu)異的建筑維護體系。PWS 體系外墻的外葉板為混凝土，中間層為保溫層，內(nèi)葉板為發(fā)泡混凝土。

2 PWS 體系外墻的創(chuàng)新特點

前裝法與后裝法均可適用。傳統(tǒng)裝配式建筑中，外墻一般采用前裝法，即先吊裝外墻板，外墻板作為外模板作用，再進行豎向構(gòu)件的混凝土澆筑。混凝土及鋼結(jié)構(gòu)體系均可通用。與傳統(tǒng)預(yù)制裝配外墻相比，PWS 外墻板不僅可以用于混凝土結(jié)構(gòu)，也可以運用于鋼結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場臨時支撐量減少，降低現(xiàn)場安裝工作量，提高施工效率。


結(jié)論


裝配式建筑，不僅能最大限度節(jié)約資源，還能保證各構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量，縮短施工周期，減少現(xiàn)場施工人員和模板數(shù)量，節(jié)省造價。

基于智慧城市及綠色建筑基礎(chǔ)之上的裝配式PWS，不僅擁有傳統(tǒng)裝配式建筑的優(yōu)點，還擁有生產(chǎn)、施工、及使用功能上的優(yōu)點，比傳統(tǒng)裝配式建筑更加匹配在被動房中的運用。

作為建筑設(shè)計師，我們應(yīng)努力運用“被動房”基本理念的基礎(chǔ)，結(jié)合我國的實際情況，運用裝配式建筑的技術(shù)，創(chuàng)造性的設(shè)計出符合我國國情的“被動房”建筑，為可持續(xù)建筑的發(fā)展增加新的亮點。