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我国被动式超低能耗装配式建筑关键技术的研究与发展

陆松伦 张进 喻虎
  
安家(建筑与工程)
2021年13期
中建材行业生产力促进中心有限公司 北京市 100024

摘要:建筑的能源消耗占全球能源消耗的很大一部分。为了确保建筑的可持续发展,被动超低能耗装配建筑被认为是一种新型的节能建筑。分析了被动式超低能耗装配建筑的主要应用技术,介绍了其成技术的发展情况。在此基础上,提出了发展被动式超低能耗装配过程中遇到的问题和今后的方向,以便为我国被动式超低能耗装配建筑的研究提供一定的参考,并促进其建筑的发展。

关键词:装配式建筑;工业化;被动式超低能耗;节能技术;可持续

了解被动式超低能耗装配建筑及其相关技术,并明确其发展方面的实际问题,是进一步发展被动式超低能耗建筑建筑及其关键技术的必要先决条件

一、被动式超低能耗建筑与装配式建筑技术分析

1.被动式超低能耗建筑。根据不同区域的气候特征和当地自然资源,通过高性能围护结构、门窗组合无热桥建设和气密性好,新的高效的风热回收系统可最大限度地减少对低冷热负荷的需求,并通过使用可再生能源满足剩馀能源的消耗,从而以更少的能源创造更健康、更舒适的室内环境,并改善生活品质。

2.装配式建筑。是工业化的方式部分或全部建筑构件在工厂处理,运输到现场,并通过可靠的连接进行机械装配。与传统的建筑方法相比,装配建筑具有质量高、工作时间短、节能和环保等优点,并降低了施工成本。本文在深入分析了超低能耗无源建筑和安装施工关键技术的基础上,结合了超低能耗无源技术和安装施工技术,充分利用了其技术特点,实现了技术一体化和优势互补,并利用了围护结构等预制构件从舒适的室内环境和良好的隔热效果出发,探讨被动式超低能耗在我国不同气候地区的适用性。

二、被动式超低能耗建筑的关键技术分析

1.保温围护结构。在被动式超低能耗建筑中,保温围护结构要求建筑使用传热系数控制为0.15 W/(m2·K),外围护结构不透明保温材料。在计算建筑外围护结构的有效传热系数时,应充分考虑建筑的年度热负荷、冷负荷和能量消耗,同时考虑到室内热的自然增加和冬季太阳辐射的热增益,以及建筑内部的自然通风这样可以有效控制非常低能耗的被动建筑的能耗。保温层厚度是在科学合理确定经济高的外围护结构传热系数的基础上确定的,施工人员在实际施工过程中,应根据实际情况,建筑外墙保温层上多层保温材料的锚粘方式形成错缝铺贴,合理选用适当的破损热桥锚固锚栓,以避免热桥效应引起温度层内结露结霜并影响性能的情况。

2.无热桥结构。无是非常节能的建筑技术之一。工作人员在设计建筑时不应使用外挑结构。在此结构中,建筑设计和结构层是相互关联的。对于线性热桥,相关人员必须根据建筑能耗控制和被动建筑设计原则,选择点点状热桥,严格控制外立面的凹凸。对于被动式超低能耗线性、点状热桥梁系数通常不超过0.01 w/(m.k)和0.01 w/(m.2.k)。在无热桥结构的被动式超低能耗的隔热过程中,施工人员采用性能良好的隔热层复盖建筑中的所有窗框,同时采用错缝搭接方法,以避免保温性因通缝影响。

3.被动门窗。建筑必须使用具有相同设计概念的被动式超低能耗建筑门窗。这些门窗的传热系数不应大于1.0 w/(m2.k),被动式门窗玻璃的传热系数应小于0.8 w/(m2.k),太阳能的传热系数可分别至少达到0.35 w和1.25 w。这也表明,在高能效建筑中使用这些门窗不仅可以有效地提供室内照明和日常通风,而且可以控制建筑的能耗,并改善建筑的隔热性能。

4.新风系统。在被动式超低能耗建筑中,新风自然渗透不足以充分满足工作人员的实际需要,因此需要一个通风系统。为了有效控制新风的能耗,新空气系统的热回收效率必须至少达到75%,输送能耗不得超过0.45 Wh/m3。在设计新风系统时,每个房间的空气供应必须尽可能独立。在设计集中于房间某一部分的回风量时,工作人员应最大限度地利用门下方的空间(通常为10-20mm)和内部空间来设计,尽量避免使用90度弯头,以最大限度地减少系统阻力,同时有效简化设计,此外,工作人员必须在新风系统中安装F7级或更高等级的过滤器,以进一步改善室内环境。冬季温度较低时,新风输出温度应控制在17℃以上;夏季温度较高时,新风系统应配备除湿装置。此外,在设计非常节能的被动式建筑时,应采用适合当地条件的原则,充分利用包括太阳能在内的所有可再生和清洁能源,并尽可能利用土壤和空气资源,同时对建筑进行供热、制冷,以便可持续发展生态节能建设目标。

三、被动式超低能耗建筑未来发展趋势分析

1.来填补现有技术的空白。我国幅员辽阔,各地区的气候条件也促进了住宅建筑内部的多样化。因此,我国许多地区的室温未达到规定值,风力较低。面对我国被动式超低能耗建筑及相关技术发展的巨大差异,很难统一建筑形式和标准,我们将进一步扩大被动式超低能耗建筑施工技术的研究,投入更多设备、人力、资金等。以提高关键技术的性能和技术水平。该建筑的建筑师和施工人员还将积极开发被动式超低能耗建筑的设计和施工概念,提高太阳能和风能等清洁能源的利用,使用各种高效和绝保温材料,优化设计,利用主动引入阳光等先进被动式技术,改进被动式超低能耗建设计和施工。

2.提高当地材料的性能。为了有效控制建筑的建设成本,提高这些项目的总体效率我国今后必须为当地建筑开发质量更高、性能更高的材料。通过将建筑材料的物流运输成本降至最低,有效控制建筑成本。特别是在我国,社会将越来越认识到低能耗被动建筑的主导作用,政府将与建筑企业和建筑材料制造企业合作组织研究机构,共享优势的资源。积极引进先进的材料技术和研究开发;自主研发更多优质材料和相关产品。

被动式超低能耗装配式建筑必须将装配式建筑的技术与其结合起来,应加强对超低能耗预制建筑建设的精细管理,建立严格的行业标准和规范体系,为我国超低能耗预制建筑的发展奠定基础。

参考文献

[1]李静.被动式超低能耗建筑设计与应用研究[J].工程建设与设计,2019(2):25–26.

[2]余娜.被动式超低能耗建筑设计基础与应用[J].建材与装饰,2018(36):104.

[3]郭涛.被动式超低能耗建筑设计理论及实践研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(7):133–134.

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