被动房之家
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中国被动房的装配式之路

2020-03-25 12:30作者：杜 汝 陈丁渭  建学建筑与工程设计所有限公司杭州分公司

被动房简介


1 概念

“被动房”概念是在德国上世纪80 年代低能耗建筑的基础上建立起来的，是指不用主动的采暖和空调系统就可以维持舒适室内热环境的建筑。比起能耗低但室内舒适度较差的传统建筑和室内足够舒适但能耗非常高的高端建筑，被动房的最大特点在于实现高品质居住环境下的低能耗。

2 被动房能效控制指标

被动房的能效控制需满足以下要求：

1）单位采暖需求：单位居住面积（使用面积）每年采暖需求不超过15 kWh，或者单位面积采暖需求峰值不超过10 W。

在需要主动制冷的气候区，对单位制冷需求的要求大致和上述采暖需求要求相同，只是可以额外增加少许制冷需求用于除湿。

2）一次能源需求：所有家用设备（采暖、热水及家庭用电）的总能源需求不超过每年每平米居住面积120 kWh。

3）气密性：必须通过实地压力测试（正压和负压测试）证实，在50 帕斯卡压力时（ACH50），建筑的单位小时换气次数低于0.6 次。

4）热舒适性：无论在冬季或夏季，所有居住区域的热舒适性都必须被满足，一年中高于25 °C 的小时总数不得超过10%。

3 被动房的优势

被动房在建筑的全寿命周期内，最大限度节约能源、保护环境和减少污染，提供健康适用、高效使用，与自然和谐共生的建筑。更多超低能耗建筑技术，请登录被动房之家网站。

  • 减轻建筑对环境的负荷，即节约能源及资源；

  • 提供安全、健康、舒适性良好的生活空间；

  • 与自然环境亲和，做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。


4 传统建造模式下被动房的劣势

工业化水平低，生产效率差，人力耗费大。目前被动房建设劳动强度大，生产条件差，劳动生产率低，在建造过程中质量控制难度大。建造过程能耗大，材料浪费。

虽然被动房可以节省能源的损耗，但因其还是按照传统建造方式施工，建造过程中的能源损耗与装配式建筑相比没有优势。

我国建筑能耗占全社会总能耗比重达28％，建筑资源化利用率不足10％，而欧盟国家的建筑资源化利用率达到50％。

因此，转变经济发展方式的任务越发紧迫，保护生态环境的压力持续增加的背景下，迫切需要改变被动房的建造方式。


预制装配式建筑


1 概念

预制装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。现代工业技术不断发展，使得建筑的各个部件，诸如楼板，墙板，楼梯，阳台板等，可以批量性制造。在施工时，把预制好的房屋部件运到工地进行节点现浇。

2 预制装配式建筑外墙

预制装配式建筑中的外墙是设计和建造中最重要的技术措施，故了解装配式建筑的外墙构造形式对理解装配式建筑概念至关重要。

3 装配式建筑的优势

绿色施工。由于建筑物的大多数构件都在工厂统一进行加工，在施工现场，只需要将预制构件进行拼装，减少现场施工现浇量，减少了施工现场因搅拌、浇捣混凝土而产生的巨大噪音。同时，预制构件的外装饰也在工厂预制完成，施工现场不需要脚手架，不产生粉尘，有效抑制了扬尘，施工现场减少模板，减少材料的浪费。

生产集约化。预制构件在工厂中生产所需的模具和有关设备可重复利用，且高度标准化，提高了模具的使用效率，耗材更少，有效节约了资源和生产费用。预制构件在工厂内通过模具、机械化喷涂等，可以轻易的将构件外表面做成各种美观的图案，粉刷彩色涂料不出现色差且久不褪色。因此工厂生产的预制构件比现场施工质量更有保证，质量更可控。

节省现场施工人力和时间。由于大量的构件生产工作都在工厂完成，因此大大减少了现场施工强度，省去了砌筑抹灰的时间，减少了现场现浇作业。另外，设计、构件制作、施工、装修等工序，部分可以同时进行，减少了整体施工周期。装配式建筑施工受天气和季节的影响小，缓解操作人员的劳动强度，劳动力资源投入大幅度减少。

4 装配式建筑的劣势

运用领域有限。传统装配式建筑多用于住宅部分，且外墙板与主体结构通过现浇连接，预埋件过多，质量控制难度大。

增加部分预埋件，钢筋安装对生产造成一定难度。装配式建筑的构件考虑到现场施工的方便，在构件中增加许多预埋件，且由于钢筋的安装绑扎也对工厂生产带来一定难度。

运输成本增加。当构件体积较大，重量较重时，运输构件的个数相对较少，运输成本相应增加。

构件自重大，基础与受力构件加大，相对增加建筑成本。更多超低能耗建筑技术，请登录被动房之家网站。


PWS体系


1 PWS 体系的构造形式

Passive Wall System（PWS）是在智慧城市及绿色建筑基础之上的被动式装配建筑体系。基于世界领先的奥地利被动房技术及德国 PC 技术，通过自主研发创造了节能保温性能优异的建筑维护体系。PWS 体系外墙的外叶板为混凝土，中间层为保温层，内叶板为发泡混凝土。

2 PWS 体系外墙的创新特点

前装法与后装法均可适用。传统装配式建筑中，外墙一般采用前装法，即先吊装外墙板，外墙板作为外模板作用，再进行竖向构件的混凝土浇筑。混凝土及钢结构体系均可通用。与传统预制装配外墙相比，PWS 外墙板不仅可以用于混凝土结构，也可以运用于钢结构。现场临时支撑量减少，降低现场安装工作量，提高施工效率。


结论


装配式建筑，不仅能最大限度节约资源，还能保证各构件的生产质量，缩短施工周期，减少现场施工人员和模板数量，节省造价。

基于智慧城市及绿色建筑基础之上的装配式PWS，不仅拥有传统装配式建筑的优点，还拥有生产、施工、及使用功能上的优点，比传统装配式建筑更加匹配在被动房中的运用。

作为建筑设计师，我们应努力运用“被动房”基本理念的基础，结合我国的实际情况，运用装配式建筑的技术，创造性的设计出符合我国国情的“被动房”建筑，为可持续建筑的发展增加新的亮点。
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