基于裝配式集成體系的公共配套綠色建筑設(shè)計

王 嵐

（陜西省西咸新區(qū)涇河新城管理委員會，陜西 西安 713700）

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化進程及城市建設(shè)快速發(fā)展，社會化公共配套服務(wù)系統(tǒng)的改進需求也隨之增強，公共配套用房因其特殊屬性在控制建設(shè)成本的同時要求服務(wù)性的增值。合理建設(shè)公共配套用房，事關(guān)住宅小區(qū)業(yè)主的切身利益，也關(guān)系到房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)建設(shè)及運營成本問題，本文聚焦這一民生保障熱點話題，通過合理規(guī)劃及建筑設(shè)計平衡核心矛盾。

1 公共配套用房建設(shè)現(xiàn)狀

“十三五”以來，各省對于居民小區(qū)配建公共綜合服務(wù)用房的重視程度日漸提升，各省、市土地主管部門已明確將公共配套用房建設(shè)納入各開發(fā)企業(yè)土地使用權(quán)出讓公告及土地出讓合同補充條款中，在規(guī)劃條件書中已明確住宅項目公共配套用房建設(shè)標準，并將公共配套用房的建設(shè)品質(zhì)要求列入項目設(shè)計方案審查，實施建設(shè)質(zhì)量監(jiān)管及規(guī)劃驗收審查，同時，要求與該項目首開樓盤工程同步交付，建成后無償移交給所在地人社部門。但對于開發(fā)建設(shè)單位而言，新出讓土地在辦理商品房預(yù)售許可證時，公共配套用房由于不得納入可銷售范圍，在成本核算時就不得不將該成本分攤至可銷售住宅面積部分，意味著該項目樓面價格無形中提升，即開發(fā)建設(shè)單位為此消耗的建設(shè)成本由選擇該項目的業(yè)主在購房時一并承擔。這一矛盾和問題在近年來為解決剛需住房國家提倡各地政府建設(shè)的保障性安居工程項目中更加凸顯。建設(shè)租購?fù)瑱?quán)的保障性住房要求房源性質(zhì)及基礎(chǔ)配套符合商品房項目建設(shè)標準及配置，在有效解決城鎮(zhèn)中低收入住房困難群眾住房保障的同時，兼顧教育衛(wèi)體各項民生配套保障，如果無形增加該項建設(shè)成本，對于本來就不足5%利潤空間的項目承建單位來說是無法承擔的，必然導(dǎo)致建設(shè)質(zhì)量標準下降或成本單價上漲，這對于定向解決的中低收入購房者來說也是難以負擔的。

基于目前市場已使用較為成熟的MB輕鋼輕板房建筑體系，已逐步實現(xiàn)裝配式建筑的集成化生產(chǎn)線，結(jié)合BIM技術(shù)在裝備環(huán)節(jié)的推演設(shè)計，可首先優(yōu)化公共配套建筑，實現(xiàn)具備選擇功能性的裝配式輕鋼輕板被動房設(shè)計。將綠色環(huán)保、節(jié)能減排建筑實現(xiàn)極大優(yōu)化，可實現(xiàn)采暖、供電不用外界供給能源，至少可以比普通建筑節(jié)省80%以上的能源。同時，在相同建筑占地面積條件下優(yōu)化房源實際可使用面積，增加或節(jié)省35%以上。一方面，可解決不斷增長的公共配套建筑需求所帶來的能耗剛性增長壓力；另一方面，滿足人們對學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園等公共配套建筑舒適度及室內(nèi)硬件環(huán)境條件的需求，同時可有效降低室內(nèi)建筑使用造成的能耗。

2 裝配式集成設(shè)計策略

為方便群眾的日常生活，公共用房需設(shè)計在住宅小區(qū)內(nèi)部。由于面積需求與占地配比要求空間利用率的最大化，對于區(qū)域設(shè)置要求相對獨立且內(nèi)部空間功能區(qū)集中、配置完備，外部環(huán)境還要留有空地。單獨在小區(qū)內(nèi)部建設(shè)商業(yè)用房耗費較大，可在小區(qū)中央空地區(qū)域設(shè)置單層占地不大于1 000m2的3層裝配結(jié)構(gòu)建筑，設(shè)計策略采用MB輕鋼輕混凝土裝配式建筑結(jié)構(gòu)，可獨立設(shè)置出入口及特殊需求使用通道，利用Low-e玻璃集成化全嵌入設(shè)計，滿足老年人日間照料中心對于日照的需求，同時阻隔熱傳導(dǎo)；地面、墻體、門窗采用STP建筑真空絕熱板施工技術(shù)，可極大地提升建筑內(nèi)外墻體保溫性、阻燃隔熱性及防水氣密性；由地平層向上設(shè)置1～3層符合穩(wěn)定性即抗震要求的建筑，單層面積同用地面積占比較普通建筑或商業(yè)裙房而言可增加實際利用面積約1/4。利用BIM 5D技術(shù)個性化功能區(qū)設(shè)計，結(jié)合集成化生產(chǎn)技術(shù)和BIM 5D裝配推演，可完全實現(xiàn)高效率、低損耗的公共配套用房建筑一體化標準裝配產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈條。

屋頂采用STP建筑真空絕熱板加裝高效平板太陽能，可保障用房整體集成供電，減少電力負荷的閑置及路徑損耗。預(yù)制結(jié)構(gòu)內(nèi)部完全可實現(xiàn)內(nèi)置配備智能系統(tǒng)和換熱率＞75%的新風系統(tǒng)，通過內(nèi)置回收裝置對室內(nèi)廢氣中的熱（冷）能量回收加以高效利用。加之真空絕熱板能量損耗較低，可有效降低建筑的冷熱制動交換所產(chǎn)生的損耗，在保證恒氧和恒靜條件下的公共用房耗電是普通房屋的1/4～1/10，可極大緩解夏季用電高峰時的供電保障，降低小區(qū)熱島效應(yīng)。智能控制水蒸氣的進出，在全熱回收過程中不易產(chǎn)生霉菌，可保持恒溫、恒濕且恒凈。

3 實際應(yīng)用中的優(yōu)勢對比

自1992年MB輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)建筑體系被原建設(shè)部列入85-20大開間靈活隔斷重點科技攻關(guān)項目以來，薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)集成建筑體系技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)5輪創(chuàng)新優(yōu)化，完全適用于標準化程度要求較高的社區(qū)幼兒園、衛(wèi)生醫(yī)療服務(wù)站、老年人日間照料中心等住宅項目配套用房建設(shè)，最大限度地減少公共配套用房的資源占用，同時，集成預(yù)制裝配式施工方式對周邊環(huán)境負面影響降到最低。本文在設(shè)計策略中大量選用了STP真空絕熱板。技術(shù)的進步源自材料性能的革新。各類保溫墻板性能數(shù)據(jù)指標對比如表1所示。

表1 各類保溫墻板性能對比

綜上所示，采用STP真空絕熱板可實現(xiàn)保溫裝飾一體化，有效解決建筑外墻保溫及防火兩大難題。

將傳統(tǒng)夾芯保溫墻板同STP真空絕熱板裝配式施工進行對比，可大大降低工程材料成本和施工成本。如圖1所示，STP真空絕熱板在原材料選用方面以無機材料為芯材，利用復(fù)合阻氣膜包裹，經(jīng)過抽真空封裝工藝，有效解決了熱橋（冷橋）問題；在施工技術(shù)方面取消外葉墻板，加之集成化生產(chǎn)，自身厚度較薄，在減輕主體結(jié)構(gòu)荷載的同時降低了墻體厚度，增加可利用空間面積3%～5%；取消連接件和外墻配筋，可大幅提高建筑物的安全性、耐久性和水密性。

圖1 STP一體化保溫墻構(gòu)造與夾芯保溫墻板對比

4 設(shè)計方案與施工技術(shù)

基于MB輕鋼輕板房與STP真空絕熱板在裝配式集成體系的公共配套建筑設(shè)計策略可分為2類：①采用預(yù)制STP免拆模板外墻保溫承重墻板結(jié)合MB輕鋼框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的一體化設(shè)計；②MB輕鋼結(jié)構(gòu)集成建筑結(jié)合預(yù)制STP內(nèi)墻保溫非承載裝飾板。兩類的共同優(yōu)勢為均可以在工廠內(nèi)完成集成一體化設(shè)計生產(chǎn)，采用免拆模板實施簡單的裝配式施工即可完成。

4.1 方案1

由鋼筋混凝土、STP真空絕熱板及裝飾面層組成（見圖2），主要用于混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)中的承重外墻，為集承重、圍護隔熱、阻燃防火及外立面裝飾為一體的預(yù)制承重墻板，采用預(yù)制STP免拆模板外墻保溫承重墻板與裝飾墻板錯縫施工做外墻、屋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)，特別寒冷地區(qū)可采用裝飾型一體STP真空絕熱保溫板做外墻裝飾，既可以降低脫落風險，又可以增強保溫效果，錯縫黏合可有效增強外墻水密性和抗凍抗開裂性能。

圖2 方案1墻體構(gòu)造

預(yù)制STP免拆保溫裝飾模板選用20cm厚的定制水泥基薄板制作，和預(yù)制承重墻板有良好的結(jié)合性；外模板免拆除，采用多吊點與托架結(jié)合進行吊裝，省去外腳手架的支設(shè)；自身外側(cè)附帶保溫（裝飾）層可以讓剪力墻外墻板保溫（裝飾）結(jié)構(gòu)一次成型，節(jié)省人工費和安裝費。預(yù)埋對拉螺栓螺母固定預(yù)制承重墻板和預(yù)制免拆裝飾模板，雙組分噴涂界面劑，黏合劑選用聚氨酯膠，黏合面積不低于80%，防裂保護砂漿鋪玻璃纖維防裂網(wǎng)，最后進行表面處理即可完成養(yǎng)護。

4.2 方案2

在預(yù)制MB輕鋼集成建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，由加氣混凝土墻板或其他非承重板材、STP真空絕熱板和裝飾面層組成（見圖3）。主要用于框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部圍護，可由保溫隔熱結(jié)構(gòu)、防火及室內(nèi)內(nèi)置系統(tǒng)構(gòu)建隱蔽性保護，并且承擔內(nèi)立面裝飾作用，但不參與承重?？捎行Ы鉀Q目前MB輕鋼建筑氣密性和水密性不足問題，尤其是在南方潮濕地區(qū)和北方寒冷地區(qū)，能夠防霉、防潮和抗開裂。

圖3 方案2墻墻體構(gòu)造

4.3 防火被動窗設(shè)計策略與施工技術(shù)

按照最新建筑設(shè)計防火規(guī)范要求，以100m2外圍護結(jié)構(gòu)為例，本設(shè)計方案為防火被動窗，窗的比按照25%計算，玻璃選取低輻射（Low-e）玻璃。Low-e玻璃可利用真空沉積技術(shù)形成玻璃表面具有光譜選擇性的低輻射涂層。利用調(diào)整調(diào)節(jié)涂層指標工藝，生產(chǎn)出具有不同遮陽系數(shù)、透光率等光學(xué)特性的產(chǎn)品，滿足不同的光照要求。利用涂層調(diào)節(jié)技術(shù)即可控制反射長波紅外輻射穿透率，降低玻璃的傳熱，同時也可以根據(jù)所在地區(qū)日照情況選擇不同的透光系數(shù)指標。選用Low-e玻璃的缺點是，較普通玻璃窗而言，成本上升約500元/m2。設(shè)計窗戶安裝施工技術(shù)如圖4所示。

圖4 防火被動窗設(shè)計策略與施工技術(shù)

5 結(jié)語

本文利用材料性能技術(shù)革新優(yōu)化了現(xiàn)代綠色建筑裝配式集成體系設(shè)計。隨著節(jié)能減排建筑施工技術(shù)的革新，被動式建筑已被廣泛接受及應(yīng)用，更多的學(xué)校、醫(yī)院、圖書館、運動場館等單體建筑選用被動房作為更新迭代的首選，但目前想要將住宅項目等大體量建筑轉(zhuǎn)型升級為被動式住宅仍有許多需要攻克的技術(shù)壁壘，只有不斷降低綜合成本、解放勞動力、提升可轉(zhuǎn)化利用率指標，才能解決日益加劇的不可再生能源消耗，標本兼治，打造真正的宜居環(huán)境。