1工程設計概況1.1項目介紹本項目的特點是裝配式與被動式的高效結合,這既是項目的亮點,也是項目的難點1.2技術指標年供暖需求≤15kWh/(m²·a)年製冷需求≤25kWh/(m²·a)一次能源需求(包括採暖、製冷、除溼、熱水、照明、設備輔助用電和電氣設備用能)。
≤120kWh/(m²·a)室內溫度20℃~26℃相對溼度40%~60%CO2含量≤1000ppm氣密性n50≤0.6次/小時新風要求≥30m3/(h·人)表1本工程指標與公建節能標準比較
1.3被動式建築技術應用概況1.3.1外牆、屋頂、地面保溫隔熱技術外牆保溫採用200㎜厚B1級聚苯板和200㎜厚蒸汽加壓混凝土條板,層間設岩棉防火隔蒸壓加氣混凝土離帶處理;外牆綜合傳熱係數0.14W/(m²·K);屋頂、地面保溫採用220㎜厚擠塑聚苯板,綜合傳熱係數0.14W/(
m²·K)1.3.2節能門窗技術外窗及外門採用傳熱係數不大於1.0W/(m²·K)的被動門窗,窗戶玻璃採用Low-E玻璃三玻兩中空(中空層充惰性氣體),窗框採用塑料框料1.3.3可調節外遮陽技術西向設置可調節活動外遮陽捲簾,夏天把太陽輻射熱擋在室外,冬天把外遮陽升起,太陽輻射熱通過外窗得熱;西向房間依據太陽光照強度自動控制外遮陽下落高度及角度。
1.3.4建築物自然通風技術合理利用自然通風,在過渡季節或夏季夜間,自動打開中庭頂天窗,開啓房間外窗,煙囪效間(jiān)使建築物內形成自然對流,利蒸壓加氣混凝土用自然通風達到室內舒適度要求1.3.5無熱橋處理技術外牆、外窗、外門安裝節點、進出建築物的管道及遮陽構件安裝採用無熱橋處理,避免熱損失,也防止建築物內出現結露長黴現象。
1.3.6氣密處理技術外牆、屋頂、地面室內側設置一層連續的氣密層,其中外窗、外門等安裝節點、進出建築物的管道及遮陽構件安裝進行氣密處理,以達到整個建層(céng)的氣密性指標1.3.7新風系統高效熱回收技術採室(shì)清華同窗(chuāng)帶熱回收內冷式雙冷源新風機組,全熱回收效率可達。
80%1.3.8變頻技術製冷機組、水泵、冷卻塔、新風機組均採用變頻技術,空調末端採用溫溼度獨立控制系統,智能變流量運行,有效節約運行電能1.3.9可再生能源利用採用地源熱泵作爲本蒸壓加氣混凝土工程的冷熱源,冬夏土壤冷熱土(tǔ)平衡的部分通過冷卻塔排入大氣中;採用太陽能熱水系統滿足熱水需求。
1.3.10綜合能耗監測技術各系統實時能耗及累計能耗情況一目瞭然,且及時分析節能潛力區域,爲運行節能管理提供依據1.3.11室內空氣質量實時監測及新風自動控制技術會議室等人員不固定的公用活動區域,利用空氣品質檢測反饋信息,控制新風風量。
2裝配式優化深化設計2.1鋼結構優化設計原設計存在很多鋼樑、鋼柱偏心的情況即鋼樑按照建築牆體位置偏移,這樣造成鋼結構節點衆多,不符合工業化建造要求本次優化設計把鋼樑、鋼柱調整爲居中設置,大大減少了鋼結構節點的數量,同時考慮。
ALC內牆板貼着鋼樑或者鋼樑下安裝。鋼結構優化設蒸壓加氣混凝土計示例如圖1所示。
圖1鋼結構優化設計示例2.2樓板方案比選2.2.1普通疊合板特點:整體性好、節省模板、可實現工業化生產、施工速度較快構造:60mm厚鋼筋桁架預製板+70mm厚現澆層=130mm厚普通疊合板普通疊合板如圖2所示。
2.2.2PK板特點:整體性好、抗裂性好、節省模板、可實現工業化生產、施工速度較快構造:30mm厚帶肋預應力預製板+100mm厚現澆層=130mm厚PK疊合板PK疊合板如圖3所示,普通疊合板與PK疊合板對比見表2。
中建八局下屬構件廠目前沒有生產PK板設備,因此本項目最終實施樓板方案爲普通疊合板方案
圖2 普通疊合板示意圖
圖3 PK 板示意圖表2 普通疊合板與PK疊合蒸壓加氣混凝土板對比
2.3桁架鋼筋混凝土疊合板深化設計優化疊合樓板佈置,並進行桁架鋼筋混凝土疊合板深化設計,如圖4所示。
圖4 桁架鋼筋混凝土疊合板深化設計示意圖2.4預製鋼筋混凝土樓梯深化設計優化樓梯佈置,統一梯段規格,減少構件種類,並進行預製鋼筋混凝土樓梯深化設計,如圖5所示。
圖5預製鋼筋混凝土樓梯深化設計示意圖2.5裝配式節點設計2.5.1鋼框架樑柱節點鋼樑與鋼柱居中佈置,便於連接節點標準化設計。鋼框架樑柱節點如圖6所示。
圖6 鋼框架樑柱節點示意圖2.5.2疊合板疊合板如圖7所示。
圖7 疊合板示意圖2.5.3預製樓梯樓梯上端採用固定鉸支座如圖8所示,下端採用滑動鉸支座如圖9所示。
圖8樓梯固定鉸端安蒸壓加氣混凝土裝節點大樣
圖9樓梯滑動鉸端安裝節點大樣3被動式優化深化設計3.1外牆、保溫技術研究3.1.1原設計構造節點示意存在問題:外牆掛板與結構採用鋼筋灌漿連接,限制了溫(wēn)板在地構(gòu)作用下的變形,在地震作用下易破壞原設計外牆構造節點如圖。
10所示。
圖10原設計外牆構造節點示意3.1.2外保溫+外掛牆板採用上下可變位的轉動連接、外保溫計(jì)如圖11所示。優化方案1如圖12變(biàn)示。
圖11外掛牆板採用上下可變位的轉動連接
轉(zhuǎn)圖12氣密層+混凝土外掛牆板+石墨聚苯板外保溫存在問題:外掛牆板存在意義不大,設計爲可動,鋼結構允許變形大,外保溫存在脫落隱患造價計算:海吉布(75元)+預製鋼筋混凝土掛板(300元)+石墨聚苯板(92蒸壓加氣混凝土元)=467元/平方米。
3.1.3外保溫+ALC內嵌牆板
圖13氣密層+蒸壓加氣混凝土內嵌牆板+外保溫優化方案2如圖13所示,由於外牆主要由保溫層承擔圍護主要功能,用內嵌式ALC牆板就夠用了造價計算:海吉布(75元)+加氣混凝土內嵌板(16造(zào)元)+石墨聚苯板(80墨(mò))=305元/平方米(以價格取勝)。
3.2被動式建築技術節點深化設計被動式建築技術節點深化設計如圖14~圖18所示。
圖14外門節點詳圖
圖15外窗節點詳圖
圖16自動外遮陽節點詳圖
圖17透氣管出屋面節點圖
圖18女兒牆節點圖3.3平面優化3.3.1軸網優化將結構柱與外牆分離,目的是爲了統一模數,統一節點,便於被動房實施,便於氣密層處理,外牆蒸壓加氣混凝土氣密層設置如圖19所示。
圖19外牆氣密層設置示意圖3.3.2管井保溫優化衛生間和新風機房豎井、排水立管、排油煙豎井增加保溫、隔聲、氣密處理,如圖20所示。
圖20管井保溫優化示意圖3.3.3雨水內外排優化原設計北側有四根雨水管,爲不影響北側立面,均爲內北(běi),增加了冷熱橋優化方案是取消北側中間兩根雨水立管,排至南側中間兩根雨水立管,南側兩根雨水立管改爲DN150,北側邊上兩根雨水立管分別從東、西側外牆外排。
優化後的雨水立管如圖21所示
圖21雨水立管優化後示意圖3.4氣密層處理作爲被動房設計,必須做到保證施工和未來使用過程中不破壞外圍護結構保溫的連續性及氣密性。外圍護結構保溫及氣密層設置如圖22所示。蒸壓加氣混凝土
圖22外圍護結構保溫及氣密層設置示意圖3.4.1氣密層優化設計本次優化設計氣密層化(huà)用不小於15mm水泥砂漿抹灰層(ALC與砂漿間設鋼絲網做抗裂保證)+海吉布海吉布純天然無污染,耐酸鹼腐蝕,不發黴,使用壽命長,耐火性能好,可以有效防止牆體開裂。
海吉布及裝修完成後的效果如圖23所示
圖23海吉布及其裝修完成面效果圖3.4.2氣密層處理本工程氣密層處理的難點在鋼結構梁、柱、ALC條板接合處、ALC條板與樓板接縫處爲更好地保證裝配式建築的氣密性,外牆及外牆側包梁、包柱s50板均做≥15mm厚砂漿作爲氣密厚(hòu),並在外牆與地面交界處的地面上做15mm厚300寬砂漿翻邊,在外牆(s50板)與頂板交界處做砂漿導角蒸壓加氣混凝土,導角邊長爲15mm。鋼結構梁、ALC條板與樓板接縫處氣密層節點如圖24所示
圖24鋼結構梁、ALC條板與樓板接縫處氣密層節點詳圖參考文獻[1] 被動式超低能耗綠色建築技術導則(試行)(居住建築),2015.10.作者中建科技有限公司浦華勇樊則森李叢笑張艾榮楚洪亮朱清宇中建一局集團建設發展有限公司
孔祥忠歡迎訂閱《建設科技》雜誌(半月刊)國內郵發代號:2-543賬 號:0200049309201072985單位全稱:北京康居認證中心定 價:15元/本開戶銀行:中國工商銀行股份有限公司四道口支行
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