被动式低能耗建筑施工工法被动式低能耗建筑施工工法黑龙江省建工集团有限责任公司韩冬、陈永智、陈维成、卢春范、马黎黎1 前 言黑龙江省建工集团有限责任公司施工的辰能溪树庭院二期二区B4#、B5#楼工程是中德合作建设的被动式低能耗建筑示范项目，也是严寒地区的唯一一个示范项目。被动式低能耗建筑是国际上公认的最节能的建筑，是建筑今后发展的方向。我国自2010年开始发展这一新型节能建筑。2011年4月，辰能溪树庭院项目被住房和城乡建设部确定为中德合作“中国被动式低能耗建筑示范项目”，为国家级国际科技合作项目。该项目作为低能耗绿色建筑的代表，采用了建筑外墙外围护结构优化、天棚低温辐射采暖制冷、地源热泵、全置换式新风、同层排水等新技术与新材料，以“低碳、环保、舒适、健康”可持续发展理念贯穿施工全过程，打造高舒适度低碳住宅。符合国家建筑业发展方向要求，已获得实用新型专利2项（绿色建筑多功能墙体ZL201420214385.7；绿色建筑通风口过滤装置ZL201420214390.8），并经过黑龙江省查新咨询中心的查新及黑龙江省住房和城乡建设厅科学技术委员会技术鉴定达到国内领先水平。经过工程的实际应用，已经成功探索出一套在严寒气候下被动式低能耗建筑的建造技术和标准，并总结出被动式低能耗建筑施工工法。该项目所属的严寒地区，冬季寒冷漫长，供暖期长达半年，推广被动式低能耗建筑，在采暖期可节约上万吨标准煤，因此，无论在社会效益还是经济效益方面，都具有重要意义。2 工法特点被动式低能耗建筑主要是指不依赖于自身耗能的建筑设备，通过建筑自身的空间形式、围护结构、建筑材料与构造的设计和精细施工来实现建筑节能的方式。这种建筑技术主要包括：建筑外墙外围护结构优化系统、天棚低温辐射采暖制冷系统、地源热泵系统、全置换式新风系统、同层排水系统，通过五大技术的整合提高了被动式低能耗建筑质量，发挥了重大的经济与社会效益。特点一：建筑外墙外围护结构优化系统。该系统是通过外墙外保温、中空Low-e玻璃外窗保温和外遮阳等设施，降低自然气象对建筑室内舒适度的不利影响，更多地有效节省能源消耗。保温材料全部采用整浇EPS模块；外窗采用铝包木实木窗，低辐射Low-e玻璃，内充氩气，有效降低热能的消耗。窗外侧设置金属外遮阳卷帘，内部填充聚氨酯阻热材料，有效阻挡太阳辐射。特点二：天棚低温辐射采暖制冷系统。该系统是在混凝土顶棚中敷设与建筑同寿命的PB管，通过盘管中的供回水温差，进行智能化调控，使室内温度常年保持人体最佳舒适度范围内。特点三：地源热泵系统。该系统是冬季把地热能中热量“取”出来，提高温度后，供地下车库内采暖；夏季，通过地源的双U管土壤换热器，换取地下低温冷源，利用天棚低温辐射进行室内制冷。特点四：全置换式新风系统。该系统将室外空气经过滤、除尘、温湿度等进行多级处理后，经由设置在卧室、客厅地面上的新风口，将新鲜、清洁的空气送入室内，室内污浊再由卫生间排风口排出。特点五：同层排水系统。该系统中同楼层的排水支管与主排水支管均不穿越楼板，在同楼层内连接到主排水立管上。卫生间的布局不受坑距的限制，方便主人进行个性化的装修；同时采用挂壁式洁具，没有卫生死角，卫浴清理更加方便。3 适用范围该工法适用于建造多层、高层工业与民用建筑等节能建筑工程，尤其适用于有“低碳、环保、舒适、健康”要求的高层建筑。4 工艺原理被动式低能耗建筑主要是指不依赖于自身耗能的建筑设备，而通过建筑自身的空间形式、围护结构、建筑材料与构造的设计和精细施工来实现建筑节能的方式。以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，具体指在建筑施工中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术来实现被动式低能耗建筑，节能U 0.15 W/(mK)，最大地降低冷负荷g0.5。这种“被动式低能耗”节能建筑包括：建筑外墙外围护结构优化、天棚低温辐射采暖制冷、地源热泵、全置换式新风、同层排水等新技术提高被动式低能耗建筑质量，发挥经济与社会效益。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程5.1.1 建筑外墙外围护结构优化系统施工工艺流程如下：施工准备剪力墙绑扎钢筋剪力墙内侧模板安装EPS模块插接安装EPS模块连接桥安装安装剪力墙外侧模板浇筑混凝土拆除模板外墙外保温面层施工铝包木实木外窗安装金属外遮阳卷帘安装建筑外墙外围护结构优化系统施工完毕5.1.2 天棚低温辐射采暖制冷系统施工工艺流程如下：安装准备支模板绑扎下层钢筋划线打孔安装套管排管打压试验敷设水电专业管道绑扎上层钢筋浇筑混凝土开槽安装分配器连接分配器连接主立管综合打压调试5.1.3 地源热泵系统施工工艺流程如下：施工准备测量定位地源井成孔竖埋管带压下管，附压力表封孔灌浆回填基坑开挖后，截管水平埋管沟槽开挖水平埋管施工集、分水器回路试压沟槽回填室外总管接至机房系统试压验收5.1.4 全置换式新风系统施工工艺流程如下：施工准备主机吊装吊杆制作安装风管制作风管安装风口安装成品保护5.1.5 同层排水系统施工工艺流程如下：配合土建施工（施工准备） 管道支架制作、安装 管道井立管安装 阳台、厨房、卫生间内横支管制作、安装排水管道灌水试验座便器、洗脸盆、浴缸等设备固定挂架安装排水设备定位、安装系统调试5.2 操作要点5.2.1 EPS模块整浇系统操作要点1 EPS模块整浇系统的特点该系统的核心是保温隔热一体化，EPS代替并省去传统的钢模板，将剪力墙与密肋梁楼板结合，作为建筑结构受力系统，通过EPS保温模板及一系列配套技术，将建筑每个楼层作为高精度整体浇筑对象。2 EPS模块整浇系统施工工艺流程墙、柱钢筋经过检查合格EPS模块用量排尺EPS模块下料切割企口外墙模板内侧模板安装EPS模块插接安装EPS模块连接桥安装安装剪力墙外侧模板安装模板校准固定浇筑混凝土3 EPS模块整浇系统施工方法1）EPS模块量尺排板，熟悉图纸将窗间墙及门窗洞口尺寸、窗上口、窗下口尺寸计算准确，进行排版设计。模块上下层之间必须错缝插接，错缝长度不小于1/3模块长度，且不小于200。2）EPS模块下料切割企口:根据模块下料单进行切割，凡是经过切割的模块必须用专用磨具进行现场裁口，保证安装墙面上的每一块模块之间均为裁口插接，门、窗口四周外漏部分模块裁成平口。3）EPS模块连接桥安装：模块连接桥分为螺旋自由型连接桥和与模板插口式连接桥，安装横纵间距不大于300，转角板横向每边不少于2个，纵向间距不大于300，连接桥与混凝土锚固长度同混凝土墙厚度200，与模块插接处长度同模块厚度150。4）EPS模块插接安装：模块的安装应自下而上进行，安装时宜从墙体的角部开始，先安装每一施工面水平方向的两块截止板，在两块截止板的上口挂水平线，然后沿水平方向按顺序积木式插接组合的方式安装其它板面；如施工连续面过长，应在中间部位预安装一块模块，保持线的平直。如遇门、窗洞口时应自洞口处向外排活。模块安装原则：模块上下层之间错缝插接，错缝长度不小于1/2模块长度，且不小于300。门、窗口处四角模块套割成L型。转角处大角、小角穿插安装。5）在楼层标高处，模块安装高度超过本层混凝土浇筑面不小于50，安装验收完毕后，插接企口面用宽胶带封严，防止浇筑混凝土过程中灰浆进入槽口。防止企口部位损坏，在容易踩踏部位，将模块上部用木模板制作U型盒倒扣在模块上，起到保护作用。5.2.2 铝包木实木外窗安装操作要点外窗是三层玻璃，技术复杂，三层玻璃窗+氩气填充+低辐射玻璃，外墙上的门扇和窗户，无论是窗框，还是中间使用的采光玻璃，都是使用具有现代保温构造特点的产品。采光玻璃，使用低辐射的多层中空玻璃。 图5.2.2-1 建筑外窗型材 图5.2.2-2 建筑外窗玻璃5.2.3 金属外遮阳卷帘安装操作要点1 卷帘窗安装工艺流程校核洞口尺寸导轨、端座等支撑件固定钻皮带穿墙孔，同时用软管保护皮带皮带收绕器固定在墙体上安装皮带盘、钢轴、端座及皮带引导头安装帘片，固定悬挂连接装置上、下限位调整防护措施及工程验收2 卷帘窗安装施工方法1）安装导轨和端座及下罩壳的组件两侧导轨开口相对，在同一垂直面上；把持钢轴、罩壳、导轨的组件在墙体上标记固定孔。 2）在标记位置钻孔并清理后，敲入膨胀套，紧固螺钉，再将导轨固定。 注：为了卷帘系统的稳固性，端座、罩壳等处须钻附加固定孔。3）皮带收绕器及其配件的固定。4）钻引入室内的皮带穿墙孔。5）皮带引导头固定在墙体上。6）手拉皮带收绕器固定在墙体可操作的合适位置上。7）将皮带从手拉皮带收绕器中拉出系在皮带盘上，保证固定牢固度。皮带盘 安装卷帘板根据窗的高度预缠皮带在皮带盘上，将组装好的帘片通过钢轴平缓地放入导轨内，固定连接装置（弹簧片或防上推履带）于钢轴上。若不合适则须再次缠绕皮带于皮带盘上。接装置（弹簧片或防上推履带）于钢轴上。若不合适则须再次缠绕皮带于皮带盘上。 调试及上、下限位的调整；安装卷帘窗下罩壳；镶嵌罩壳装饰帽及导轨装饰帽。5.2.4 天棚低温辐射采暖制冷系统操作要点1 顶棚采暖制冷系统构造将聚丁烯塑料管预先埋设于楼板下排钢筋之上，水电专业管道及楼板上排钢筋之下的现浇混凝土楼板中。 图5.2.4-1 系统构造剖面2 顶棚采暖制冷系统施工方法1）排管将PB管绑扎于楼板下排钢筋之上，管间距严格按照设计图纸施工，以确保供热负荷。PB管不得扭曲或折叠，弯曲半径不小于400mm；尽量避开钢筋头和钢筋绑丝；与土建工作密切配合，避免干扰。PB管敷设完毕后，各工种施工人员不得踩踏；在PB管上方电气焊时，要采取保护措施。PB 管出楼板处要加套管进行保护，套管长度为穿过点前后各不 少于1m。图5.2.4-2 PB管埋设示意PB管的固定只允许用尼龙绑带，不许用铁丝。2）打压连接各环路，充气打压，浇筑混凝土时充气压力保持在0.3MPa。3）带压浇筑混凝土浇筑混凝土时，随时观察PB管及压力表，确保PB管完好。4）开槽按图纸要求，开出连接分配器的PB管的暗埋槽。5）安装分配器由于分配器需暗装在墙中，所以分配器需在隔墙施工完毕后固定于墙内。6）连接分配器按图纸将每个回路的管材沿下层的暗埋槽连接于分集水器。7）连接主立管，打压、调试每组分水器安装完毕后，进行系统的最终压力检测，压力加至0.3MPa后停止加压。由于塑料管膨胀等诸多原因，系统会出现一定的降压，此过程要求保持1h，观察有无泄漏现象。5.2.5 地源热泵系统操作要点1 地源热泵系统施工方法1）竖埋管埋管方法为保证下管时的有压下管状态，在U型管完成地面试压后，在管内压力0.2MPa且不撤除截止阀、压力表的状态下封堵U型管并下管，以确保下管时U型管内具备足够的压力。2）地源井下管操作试压合格的U型管内注满水，并保持一定的压力，以便减少沉管过程中的浮力，避免下管过程中管材受损。下管时，将U型管头用反Y型卡具固定在钻杆端头，用钻杆慢慢将其推入孔内。经验收合格后，拔出钻杆，下管过程完毕。3）封孔灌浆施工采用膨润土、原浆、水泥、黄沙按比例配制，采用高压灌浆的方