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摘要：被动房作为一种先进的绿色、节能建筑，是未来建筑行业的发展方向，如何选择合理的主体及外围护结构对于被动房的设计意义重大，本文结合项目经验，对于8度地区被动式超低能耗建筑结构设计要点进行初步讨论，对于项目在规划设计、施工图设计阶段的结构设计方案给予建议。

关键词：被动房、结构设计、新风系统、净高控制、装配率

被动房是指适应当地气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构，采用高效热回收新风技术，最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖，在消耗很低能源、并充分利用可再生能源，以更少的能源消耗提供舒适室内环境并能满足绿色建筑基本要求的建筑。

1 项目背景

北方建筑的冬季采暖，消耗大量的燃煤或天然气，造成很大的碳排放。建筑领域的碳排放占据社会总排放的三分之一，中国社会要实现2030年碳达峰、2060年碳中和目标，采用被动式超低能耗建筑来代替传统建筑，是建筑领域降低碳排放的重要手段。与传统结构设计相比，在规划设计及施工图设计阶段，被动式超低能耗建筑的结构设计，更具特点。

2 被动式超低能耗建筑性能要求

被动房需要精心细致的设计与施工，需工以下几个方面入手：

（1）良好的外围护结构保温隔热性能;

（2）高保温性能外窗（高性能窗框及玻璃）;

（3）无热桥设计和构造;

（4）密闭的围护结构（严格的建筑气密性要求）;

（5）高效热回收新风系统。

（6）适当的遮阳设施。

3 被动式超低能耗建筑结构设计

针对被动式超低能耗建筑的性能要求及其与结构设计的联系，需要采用与常规建筑不同的结构措施来保障被动房的性能。

3.1 外墙气密性保障措施

气密性是影响被动房能耗及品质的关键因素之一，而外墙上裂缝的形成是影响房屋气密性的关键。传统住宅的外墙一般由承重的剪力墙及非承重的围护墙、窗组成，剪力墙为钢筋混凝土结构、而非承重墙一般为加气混凝土砌块或多孔砖等砌体材料。由于不同材料间的线膨胀系数不同，在混凝土与砌体材料间的交界面会形成裂缝，影响外墙的气密性。为解决此问题，设计时将外墙设计为承重的剪力墙及非承重的“构造混凝土外墙”，在承重墙与“构造混凝土外墙”间设置构造弱连接以减少整体浇筑对结构整理刚度的影响，施工图采用铝模工艺一次性成型，从而保证外墙的气密性。

3.2 室内净高控制

被动式住宅建筑因其良好的气密性，室内主要功能房间均应供给新风，考虑到管道上的橡塑保温层，穿梁的话需在梁上预留洞口尺寸约为250mm。对于开间为6m的起居室，楼板厚度约180mm厚，考虑120mm厚度的被动房及地面装饰面层，采用新风管道穿梁方式达到2.4m的净高话，建筑层高应做到2400（净高）+60（预留吊顶）+200（洞口下梁尺寸）+250（洞口尺寸）+200（洞口以上梁尺寸）+120（面层）=3230mm，采用新风管道穿梁方案的话在规划设计阶段，户内结构梁高应不小于650mm，建议建筑层高定为3.25m而普通建筑的层高约为2.8～3.0m。

对于一些项目，如果采用新风管道穿梁方案，可能导致容积率做不满，此时建议采用新风管道不穿梁的方案。此时需在结构设计阶段调整结构刚度，使得主要刚度由剪力墙提供，而住宅内部的梁截面可减小。对于开间为6m左右的起居室，梁高可做到350mm，此时建筑层高应做到2400（净高）+60（预留吊顶）+230（管道尺寸）+350（梁高）+120（面层）=3160mm，规划设计阶段建议建筑层高定为3.15m。

3.3 被动窗的安装

在被动房设计中，对于门窗的传热系数要求很高，传统门窗多安装与洞口内部，使得窗框同时接触外部空气及其结构墙体，易形成冷热桥，而被动式门窗采用外挂形式安装，控制了结构体与外界空气间的接触，从而有效减少热量传递。

由于被动窗通过锚栓悬挂于结构外，锚栓承受剪力作用。对于剪力墙结构需要复核剪力墙及“构造混凝土外墙”厚度及承载力;对于框架结构则需在被动窗周边增加圈梁及构造柱，并复核其构造厚度及承载力。

4 被动式超低能耗建筑装配式设计思路

随着国家的大力推广，装配式建筑已成为建筑行业的发展方向，而被动房的高气密性要求及装配式预制构件间的缝隙处理不可避免地存在一定的矛盾，结合陕西省《装配式建筑评价标准》，建议可按照以下思路进行被动式超低能耗装配式建筑设计：

（1）主体结构：高精度模板比例≥80%，得6分;水平预制构件比例72%（楼板与外墙交接的四周300mm内采用现浇），得11分，总计17分。

（2）围护墙和内隔墙：内隔墙非砌筑比例≥50%，得分5分。

（3）装修和设备管线：全装修得6分;管线分离得2分，总计8分;

（4）加分项：绿色建筑三星级（被动房较容易满足）得5分

以上合计得分35分，满足现阶段各类型企业的装配率要求。

5 结束语

作为先进的绿色、节能建筑，被动式超低能耗建筑引领着我国建筑行业的发展趋势。在确定采用该建造技术后，针对具体的方案效果还有很多技术问题需要解决，本文通过对被动式超低能耗建筑需满足性能的研究，阐述了被动房结构设计要点及问题解决思路，希望能对此类建筑的结构设计实践提供帮助。

参考文献

[1] 徐伟. 中国被动式超低能耗建筑技术体系研究[J].建设科技，2015（23）：2-3.

[2] 陕西省《装配式建筑评价标准》2020年9月第一版