2018年6月14日,中心部分人员参加了在威海举行的由中国建筑设计研究院人才培训中心组织的“装配式被动式低能耗建筑建造技术与项目观摩交流会”,会期两天。会议邀请了住建部科技发展促进中心张小玲、中建建筑工业化设计研究院浦华勇、中国建筑科学院高彩凤、建学建筑与工程设计所有限公司田山明等专家,现对学习内容汇报如下:
一、张小玲专家作了《被动房在中国的实践》报告,报告中指出:
1.目前随着建筑节能水平的不断提高,外窗密封性能越来越好,但新风供给系统设计落后于建筑的发展要求。以往外窗密封性能不佳,渗透的室外空气可以满足室内新风要求,但随着外窗密封性能的提高,渗透的新风已不能满足室内要求,开窗通风则失去外窗密封的意义。故建议不仅是被动房需要安装新风热回收系统,新设计的住宅也应配置新风热回收系统。
2.目前河北、江苏、山东出现了大规模的被动式住区,同时中国完成了第一个农宅项目被动房—北京昌平延寿镇沙岭村农民住宅,室内环境质量深受农民喜爱,活的比以前也更有尊严。
3. 保证室内空气质量的高品质,采用一次能源做限定性指标。采用一次能源指标要注意此消彼长的问题,如不能因为遮阳降低制冷能耗而提高了照明能耗,不能因为降低了冬季的采暖能耗提高了夏季的空调能耗,不能因为使用地源热泵反而提高了一次能源需求等。
二、浦华勇专家作了《国内首个钢结构装配式被动房设计实践》,以山东建筑大学教学实验综合楼(一期工程)为例,介绍了该项目的基本做法。
山东建筑大学教学实验综合楼项目位于山东建筑大学新校区内,总建筑面积9721.05m2。本工程地上6 层,其中1、2 层主要是实验室,3~6 层主要为研究室。该项目是国内首个钢结构装配式的被动式建筑,为中德合作的被动式超低能耗示范项目、中国建筑股份有限公司科技示范工程,同时也是山东省第一批入选的被动式超低能耗绿色建筑示范项目。
该建筑为钢框架结构,采用60mm 厚钢筋桁架预制板和70mm 厚现浇钢筋混凝土层叠合而成的装配式楼板,装配率高达90%。装配式设计基本方案为:钢框架结构的钢柱采用H500×500×14×25型钢,钢梁采用H550×200×10×16型钢,连接方式为高强螺栓辅助焊接连接,总用钢量为960t。楼板为60mm厚预制叠合楼板+70mm厚现浇混凝土层,预制板合计843块。采用清水混凝土预制楼梯,PC楼梯自带防滑条、滴水线,合计22跑。内外隔墙采用ALC蒸汽加压混凝土条板,外墙200mm厚、容量625kg/m3、强度7.5MPa;内墙100/200厚,容量525kg/m3、强度5.0MPa。
被动式设计基本方案:外墙采用导热系数较小的蒸压加气混凝土加200mm石墨聚苯板;屋面采用导热系数较小的水泥憎水型珍珠岩作为找坡材料,并采用220mm厚挤塑聚苯板保温;首层地面采用220mm挤塑聚苯板保温;外窗采用塑钢窗框、三玻两腔、双银low-e玻璃,中空玻璃采用暖边间隔条,内充氩气,传热系数1.0W/m2.K,太阳得热系数0.32;天窗采用威卢克斯中悬木质天窗,传热系数0.9W/m2.K,玻璃太阳得热系数0.42。
无热桥设计方式:为避免装配式钢结构梁柱穿透外墙,钢柱內移使ALC外墙板连续;采用外墙外保温系统,保证保温层在结构外连续;钢梁柱不得不打断外墙时,采取优化措施,如钢梁柱腹部填充岩棉保温材料。
气密性设计:本项目设计了一个包裹整栋建筑围护结构的气密层,气密层材料为不小于15mm水泥砂浆抹灰层。装配式建筑气密性薄弱点较多,如外墙挂板之间的横竖板缝、外墙挂板与楼板之间的缝隙、脚手架拉结孔、钢梁交接等处。预制墙板缝隙处理的常规做法是室内外侧板缝间增设一道加强玻纤网格布,室内侧设置砂浆气密层,气密层采用钢丝网做抗裂保证,并翻边铺设至楼面部位。为保证质量,抹灰层与楼板接触部位做倒角处理。
暖通空调系统采用可再生能源利用+高效新风系统+温度湿度独立控制系统,其中供冷供热采用地源热泵系统,末端系统采用干式风机盘管机组,采用双冷源温湿分控调节技术,一、三、五层分设的双冷源新风机组自带板式热回收,热回收效率不小于75%,新风系统支管设电动调节阀,可根据室内二氧化碳浓度调节控制新风量和新风机组的启动,同时本项目还设置了室内外环境监测系统。
三、其余专家对装配式建筑的发展历史和目前政策进行了讲解。日本于1968年第一次提出了装配式住宅的概念,1990年推出采用部件化、住宅内部结构可变、适应居民多种不同需求的中高层住宅生产体系。 我国住建部于2017年3月23日印发了《“十三五”装配式建筑行动方案》(建科[2017]77号),方案中要求到2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上。根据住建部提供的统计数据,2017年前10月,全国已落实新建装配式建筑项目约1.27亿平方米。
以装配式建筑带动中国建筑工业化的全面发展,当前的一般提法是:提高建筑质量,提高生产效率,降低投资成本,降低能源消耗。其实最核心的目标是:延长建筑的寿命,构建绿色人居空间。
装配式混凝土结构是指由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构,包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。在建筑工程中,简称装配式建筑;在结构工程中,简称装配式结构。
装配整体式混凝土结构是指由预制混凝土构件通过可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。简称装配整体式结构。装配整体式结构是装配式结构的一种特定的类型。《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)指出当主要受力预制构件之间的连接,如:柱与柱、墙与墙、梁与柱或墙等预制构件之间,通过后浇混凝土和钢筋套筒灌浆连接等技术进行连接时,可足以保证装配式结构的整体性能,使其结构性能与现浇混凝土基本等同,此时称其为装配整体式结构。当主要受力预制构件之间的连接,如:墙与墙之间通过干式节点进行连接时,此时结构的总体刚度与现浇混凝土结构相比,会有所降低,此类结构不属于装配整体式结构。
装配式结构从施工方法上,可分为湿连接和干连接两种。湿连接,即连接时浇筑混凝土或水泥浆将其锚固,如梁柱之间的普通现浇连接、预应力技术的整浇连接。湿连接分为后浇整体式连接和延性杆式连接,常用方式为后浇整体式连接。干连接,即连接时不浇筑混凝土,而是在连接的构件内植入钢板或其他钢部件,通过螺栓连接或焊接,从而达到连续的目的。干连接分为企口连接、牛腿连接、焊接连接和螺栓连接等。
从建筑物结构形式及工法上装配式混凝土结构 PC(precast concrete structure)工法大致可分为四种:
1、剪力墙结构预制装配式混凝土工法,简称WPC工法;
2、框架结构预制装配式混凝土工法,简称RPC工法;
3、框架剪力墙结构预制装配式混凝土工法,简称RWPC工法;
4、预制装配式铁骨混凝土工法,简称SRPC工法。
同时对各种类型的装配式结构形式进行了典型举例。
发展装配式住宅需要做到五个同步:装配式住宅与装备制造业水平提升同步;装配式住宅预制构件与现浇混凝土可靠连接同步;装配式住宅预制构件要与增加结构强度同步;装配式住宅要与工业化装修同步;装配式住宅要与建筑信息模型BIM技术同步。
对装配式建筑技术发展的展望:建立通用性钢筋混凝土结构体系,提高装配式住宅垂直承重构件的装配率,预制构件外粘贴饰面材料一体化,加强装配式住宅的减震设计,建全装配式住宅建筑检测技术标准,发展长寿命装配式住宅,因地制宜,逐步提高装配式住宅的装配率。