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匠心打造中国式“被动房”

时间:2017年01月16日         来源:建筑时报         作者:徐敏

    “被动房”即被动式超低能耗绿色建筑,起源于德国,是国际认可的一种集高舒适度、超低能耗、经济性于一体的节能建筑。迄今为止,世界上的被动房建筑已经有6万多栋,并且形成了迅猛发展之势。据悉,2020年后欧盟地区将不再允许建造非被动房。

     在2010年上海世博会上,德国把名为“汉堡之家”的被动房作为礼物赠送给上海,“被动房”这一国外倡导的全新节能建筑概念首次出现在我国,也成为我国推动建筑节能工作的重要契机。近年来,随着绿色建筑的大力推广,被贴上“低能耗、高舒适度”标签的“被动房”也愈来愈受到关注。如果说,6年前,想不出国门就了解“被动房”只能前往位于上海世博园区的“汉堡之家”,那么如今“被动房”的最新“朝圣地”非山东城市建设职业学院低能耗实验实训中心项目莫属!日前,记者与400多名来自全国各地的建筑专家、学者、企业家一起参观了由中建八局二公司承建的这一全国最大的,位于济南的被动式超低能耗绿色建筑。

   山东城市建设职业学院实验实训中心项目,总建筑面积31600平方米,分为南楼和北楼,其中北楼是绿色建筑,南楼则为被动式超低能耗建筑,建筑面积为21000平方米。不仅是山东省11个中德合作被动式超低能耗绿色建筑示范工程中规模最大的单体公共建筑,也是目前全国在建的规模最大的单体超低能耗被动式节能建筑。

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   “开工不到一年,来这里观摩、培训、交流的参观团已不计其数。”中建八局二公司项目总工程师李景轩又一次当起了“导游”。他介绍说,被动式低能耗建筑有四大特点,第一是更节能,供暖供冷需求显著降低,寒冷地区建筑节能率90%以上。与现行国家节能设计标准相比,供暖能耗降低85%以上。第二是住起来更舒适,被动式建筑室内温湿度适宜,建筑内墙表面温度稳定均匀,与室内温差小,体感更舒适;具有良好的气密性和隔声效果,室内环境更安静。第三是空气更好,建筑内有高效的新风系统,能提供足够的新鲜空气,同时可以通过空气净化系统提升空气品质。第四是建筑质量更高,采用高品质材料部品、精细化施工以及建筑装修一体化。

 “这里建成之后,夏天不用开空调,冬天不用供暖,室内温度可常年保持20℃~26℃之间。”李景轩说,不用借助外力,建筑自身就能实现“冬暖夏凉”。

      如何实现室内恒温?李景轩把参观者带到了距离主体建筑不远的样板房内,在这个二层的小楼内,外墙、屋面、门窗等各种保温、密封节点的做法都一一标注着。“被动房就是要穿得厚点,裹得严实点,别漏气。”李景轩很接地气地揭秘了被动房“冬暖夏凉”的奥秘。

 “ 想要不借助外力却能保持舒适的温度,首先要给建筑穿件特别的‘衣服’。”他指着厚厚的保温层告诉记者,普通建筑的外墙保温材料一般是5~10公分厚,而被动式超低能耗建筑的保温材料厚度却达到25~30公分厚,“如果说普通建筑外墙保温穿的是普通衣服,那么被动式超低能耗建筑穿的就是‘羽绒服’了。”此外,在室外的保温层中增加了一层透气层,而室内则增加了一层隔气层,确保了保温效果。

除了围护结构保温,建筑气密性能对于实现超低能耗目标也非常重要。为此,建筑物上尽量少开槽少开洞,针对穿墙管道特别增加气密性薄膜、专用膨胀封条、专用气密性涂料等做特殊处理。同时,该项目还摒弃了传统建筑开窗直接换气的方式,通过安装高效的新风换气系统,“冬天,室内空气留住热量后再排出去,室外空气加热净化后再流进来;夏天,室外的空气脱热后再进来”,同行的项目安装经理李正告诉记者,这样就能实现在通风换气的同时,避免温度的损失。此外,还可检测室内二氧化碳浓度,做到及时有效地输送新鲜空气,确保了人体的舒适感。

      被动房是个非常严谨的系统工程,正所谓“细节决定成败”,中建八局二公司项目团队在建设过程中精益求精,将精细化理念贯穿于施工全过程。

    在参观过程中,全息化BIM+VR体验区是最聚集人气的展示区域,等待了很久,记者终于也戴上了VR眼镜,眼前的影像犹如行走在真实的建筑工地中,管线如何排布,危险如何避免,以及建成后的逼真效果一一得以呈现。中建八局二公司BIM工作站负责人林磊介绍说,全息化BIM+VR体验平台涵盖了安全教育、质量样板、施工工艺、绿色施工的方方面面,特别是针对现场施工人员,可以借此提前识别出潜在危险,然后为他们量身定制出规避方法和相应的安全预防措施,通过打造交互式训练课程来提高建筑工人的安全意识。中建八局二公司智能事业部经理窦安华还透露,基于此平台,目前公司正在研发BIM和互联网结合的“云平台”,将BIM技术真正运用到现场施工管理的方方面面,今后将在整个公司推广智慧工地建设以及智慧建造理念。

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    样板房的窗户是另一个人气爆棚的参观点。与一般窗户安装不同的是,这里的窗户都外挂在外墙上,“这就是被动式建筑典型的无热桥设计。”李景轩介绍说,建筑围护结构中热流密度显著增大的部位成为传热较多的桥梁,称为热桥。而门窗是最容易造成能量损失的部位,“所以,避免热桥,对施工的要求非常高。”除了外挂,窗户还被设计成三层加厚玻璃,中间两个腔体一层真空一层中空。同时,所有窗口缝隙全部用密封条贴好,有些地方要贴三、四层。窗子上还要专门加一个固定遮阳板和电动遮阳卷帘,可根据温度、太阳入射角等自动调节开启方式,避免阳光直射。如此复杂的窗户也导致其重达200多公斤/扇,一扇窗户需要4名技术精湛的技术工人花费半天时间才能安装到位。

    打造超低能耗建筑的同时,项目团队也在精细化管理中“筑”起绿色施工与智慧工地的“样本”:立体降尘喷雾联动系统可对施工环境进行24小时不间断的实时监控,200多个喷头为整个施工现场编织起了高强度且细密的降尘防霾安全网;智慧工地防火测温型热成像监控系统只要有超过危险温度的地方就会发出警报,从而将火灾扼杀在萌芽状态;安装在工地板房上的雨水回收及房屋降温系统,既能有效降低室内温度,又可以达到节水的目的;塔吊限位及防碰撞远程控制及可视化系统实现了危险作业自动报警,使塔吊安全监控成为开放的对方参与的实时动态监控……据统计,该工程至今已采用绿色施工技术60余项,智慧工地系统应用技术21项,“四新”技术30余项,并在建设过程中不断改进着德国引进的技术与材料,“我们希望建造的是适应国情、国产化程度更高、更接地气的中国式被动房!”参观结束时,李景轩这样说道。

      目前,这一全国最大的“被动房”已完成二次结构封顶,今年将进入外墙保温、设备安装阶段,预计明年开春竣工投入使用。

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