装配式超低能耗建筑技术应用

熊 ,超

500234198907133530     重庆铜山建设有限公司  400021

摘要：随着社会发展,能源和环境矛盾日益突出,建筑能耗总量上升压力不断加大,为促进建筑行业节能降耗,装配式建筑和超低能耗建筑走上了我国建筑节能领域发展的前沿,成为降低建筑能耗的主要手段。而装配式超低能耗建筑,对装配、节能建筑两大领域的技术研究,以装配式为基础实现低能耗,以低能耗为优势提升装配式建筑的品质,实现两大技术领域的融合和创新,降低建筑全生命周期能耗并提升用户居住舒适度,为装配式超低能耗建筑的推广和应用提供参考和借鉴。

关键词：装配式；超低能耗；建筑技术应用

引言

工试程验概楼况总建筑面积1800m2,地上共6层,无地下室,单层层高3.3m(净高3m)。采用装配式方式建造,结构形式采用预应力空心楼板预制剪力墙体1工试程验概楼况总建筑面积1800m2,地上共6层,无地下室,单层层高3.3m(净高3m)。采用装配式方式建造,结构形式采用预应力空心楼板预制剪力墙体系,预制率达83.25%,室内装修采用装配式内装,总装配率达99%以上。同时,引入超低能耗建筑的先进技术理念,在外围护结构、供暖通风与空调、可再生能源利用、室内环境控制等方面均做了充分的考虑,以求达到超低能耗的目标。

2各阶段深化设计应用

2.1建筑深化设计应用

在装配式建筑的设计阶段，由于需要多专业协同工作，同时精细化程度要求较高，传统的设计方式无法满足目前装配式建筑的需求，而BIM技术能从可视化模拟、协同化办公、参数化设计等方面实现装配式建筑构件拆分的要求。根据CAD图纸，利用Revit建立建筑模型，复核图纸构件型号、尺寸标注不清，表高有误等问题，确保出图的准确性与可行性。同时实现室内家具布局的合理规划，在项目实施过程中不断更新模型，紧密配合设计团队进行方案优化比选，充分达到了项目试验的目的。

2.2结构深化设计应用

由于该工程建设过程中会使用到钢结构，现场施工人员再施工过程中可能因设计错误等问题导致工程返工，这样不但影响后续施工进度，还会增加工程造价。为避免造成此类问题，设计人员提前借助钢结构深化设计软件—Tekla，进行构件碰撞校核，根据校核结构，解决设计失误，减少在施工中产生的问题影响施工进度及造价。

同时采用Tekla软件对主体钢结构及装配式围护板材进行深化设计，优化钢结构节点，对装配式板材进行排版深化，利用三维模型校审二维施工图，同时直接输出二维构件深化图及布置图深化图纸，同时达到指导车间生产及现场装配。提升了构件生产及施工管理的精细化程度。生成构件清单明细报表，指导采购部门进行物资采购。图2为该项目的钢结构深化设计模型。

2.3节能方面

试验楼建采用将混凝土内叶板、保温层、带饰面的外叶板、节能附框、遮阳等构件一体化预制而成的混凝土夹心保温墙板,预制墙板及构件拼装节点、门窗安装节点、进出建筑物的管道及遮阳构件节点均采用无冷桥处理技术,外围护结构的保温层连续完整。

采用节能门窗、外遮阳、围护结构保温等被动式措施降低建筑供暖空调需求,同时提升供暖通风与空调能效,采用太阳能热水系统,进一步降低建筑能耗。

3项目技术应用研究

3.1大跨度预应力空心楼板预制剪力墙结构体系应用技术

跨度预应力空心楼板预制剪力墙结构体系应用技术大跨度预应力空心楼板(后简称SP板)是指引进美国SPANCRETE公司的制造设备、工艺流程、专利技术生产的一种建筑预制构件材料,不受模数限制,长宽可任意切割[4],试验楼采用自主研发的基于SP板技术的预应力空心楼板预制剪力墙结构体系[5],利用SP板和预制剪力墙一起组成板块结构装配体系,充分发挥SP板大跨度的优势和预制剪力墙承重的功能,房屋开间可大于8m,实现无梁无柱大空间,可满足各类室内分隔需求。为进一步释放建筑空间,更好地实现建筑自由分割、重复改造、不同层面实现不同功能分区的目标,试验楼采用了不同常规的结构布置形式:1)SP板由常规的横向布置统一调整为纵向布置,使SP板的跨度进一步扩大到近11m;2)全面取消了建筑的内剪力墙,由外部剪力墙承受全部建筑荷载,外剪力墙核心墙体厚度增大至320mm。

3.2室内环境实施监测及控制技术

本项目通过室内环境监控系统,实时采集反馈空气质量信息,同时通过设置不同形式的室内末端,来调节室内环境指标,以实现新鲜空气从室外独立进入,不交叉、不混合、不回送,有效过滤PM2.5,每2小时室内空气置换。夏季除湿,冬季加湿,与新风机,空调机等设备通讯,可直接控制各设备主机开停,也可设置自动空调开停。

4装配式超低能耗建筑性能测试

4.1建筑气密性

建筑气密性测试采用美国TEC鼓风门气密性测试系统,运用气压检测法对每层楼的气密性能进行分别测试[9],辅以红外成像仪对可能的空气渗漏位置进行扫描,验证建筑的气密性能

试验楼1~6层测试结果为在50Pa的内外压差下,每小时换气次数仅0.2,优于0.6的设计值,建筑整体气密性较好。

4.2外围护结构传热系数

外围护结构传热系数采用国产JTNT-C型建筑围护结构检测仪,根据JGJ/T132—2009《居住建筑节能检测标准》[10]计算热阻和传热系数。表5为试验楼1层墙体根据实测墙体内、外表温度及对应位置热流计算得出传热系数为0.235,墙体的保温隔热性能优异。

4.3温度场

采用JTNT-C型建筑围护结构检测仪记录围护墙、板内表面温度,温湿度记录仪室内空气温度。选取受阳光影响最小的一层楼,在夏季连续高温晴好天气,室内自然通风条件下进行。所有检测点温度差均不大于2℃,室内温度场稳定、均匀,室内热辐射少,舒适度高。

结语

本项目的初步研究目的在于发展符合北方地区建设需求的多、高层超低能耗建筑，由于北方地区的气候较为寒冷，因此对于结构的保温性、气密性以及断热桥图6工业化内装BIM应用技术都提出了更高的要求。为保障项目建成能够满足设计要求，达到建筑标准，在项目全寿命周期应用BIM技术建模、模拟，深入了解设计、施工中存在的问题并及时解决，避免了返工等问题，大大提升了工程质量。

装配式超低能耗建筑是装配式建筑和超低能耗建筑的融合和创新,装配式建筑相对传统现浇建筑在建筑品质上有了较大提高,也是建造方式发展的必然趋势,其通常采用的高度集成一体化的预制夹芯保温墙板,较好地提升了外围护结构的保温隔热性能和气密性能,同时,结合被超低能耗建筑所要求的节能门窗系统、结构节点的无冷桥处理以及高气密性的封堵措施等,进一步促进了装配式建筑品质的提升。

参考文献

[1]田立柱.超低能耗装配式钢结构建筑的研究与实践[J],混凝土世界.2020(4):54-60.

[2]傅国华.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用[J],建筑工程.2018(10):40-41.

[3]马智亮,杨之恬.基于BIM技术的预制构件生产管理系统框架研究[C],北京:2015(10)127-131.

[4]杨波,田晨光,吴界纬.建筑工业化中装配式预制混凝土夹心保温外墙板的设计要点探究[J].城市建筑,2021,18(17):120-122.

[5]装配式混凝土建筑技术标准:GBT51231-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.

[6]祝蓉.深圳市某保障房项目装配式设计的技术要点[J].建筑结构,2019,49(S2):488-491.

[7]魏爱生,张婷,蒋丰.净零能耗装配式建筑保温气密节点施工技术[J].施工技术,2018,47(S1):1673-1676.

[8]牛彦磊.超低能耗试验实训楼外围护结构节能降耗的设计与实现[D].济南:济南大学,2016.