基于零碳技術(shù)路線的建筑工業(yè)化實(shí)例探索

1、GreenTechnologiesSummary國色綜述ResearchonPre一：abriCatedTechnologyofZero。_。carbonBuildingProjectBasedon陳立新(上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)工程建設(shè)咨詢有限公司，上海200041)摘要：通過零碳建筑A@IIk化課題研究及其在實(shí)際項(xiàng)目上的應(yīng)用，闡述了打造零碳建筑和預(yù)制裝配式建筑的技術(shù)路線，提出了建筑全壽命周期實(shí)現(xiàn)零碳排放的解決方案。最后以圖文并茂的形式，

2、介紹了裝配式零碳建筑從設(shè)計(jì)到建造的全過程。關(guān)鍵詞：建筑工業(yè)化；零碳技術(shù)；綠色建筑；裝配式建筑中圈分類號：TU50文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674—814X(2017)03—0017041零碳建筑及建筑工業(yè)化定義按照建筑的全壽命周期理論，可將零碳建筑定義為在建筑材料、構(gòu)件及部件的生產(chǎn)、規(guī)劃與設(shè)計(jì)、建造與運(yùn)輸、運(yùn)行與維護(hù)直到拆除與處理的全循環(huán)過程中，建筑向外界環(huán)境排放的CO，綜合值為零。強(qiáng)調(diào)綜合值，是因?yàn)榻^對的零碳排放在滿足建筑一定舒適度和

3、功能要求的前提下是不現(xiàn)實(shí)的，但可以通過建筑選材和利用清潔能源并將多余的能量輸入電網(wǎng)，或者通過碳稅和碳中和等措施來補(bǔ)償壽命周期內(nèi)的碳排放，從而在全社會層面實(shí)現(xiàn)零碳排放。建筑工業(yè)化顧名思義就是指在工廠生產(chǎn)、基地現(xiàn)場裝配而成的建筑生產(chǎn)方式。工廠生產(chǎn)指的是建筑的零部件，如外墻板、樓板、陽臺、樓梯等構(gòu)件在工廠里預(yù)制，預(yù)制率要達(dá)到30％以上。模塊化建設(shè)是裝配式建筑的主要特征，預(yù)制率也是衡量裝配式建筑技術(shù)水平的重要指標(biāo)，裝配率一般要求在50％以上。預(yù)

4、制率是指裝配式混凝土建筑室外地坪以上主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中預(yù)制構(gòu)件部分的材料用量占對應(yīng)構(gòu)件材料總用量的體積比。裝配率是指裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件、建筑部品的數(shù)量(或面積)占同類構(gòu)件或部品總數(shù)量(或面積)的比率。建筑工業(yè)化即預(yù)制、裝配式建筑是實(shí)現(xiàn)建筑全壽命周期零碳化的重要環(huán)節(jié)。研究零碳建筑的技術(shù)路線自然要把這兩方面的技術(shù)一并考慮進(jìn)去。包括工業(yè)化的“五化”技術(shù)和零碳節(jié)能減排及清潔能源的應(yīng)用技術(shù)。這些技術(shù)相互關(guān)聯(lián)又可獨(dú)立成章，“五化”指的是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

5、化、制造工廠化、施工裝配化、裝修一體化和運(yùn)營管理信息化。節(jié)能包括主、被動式節(jié)能和高能效設(shè)備的應(yīng)用，主動式節(jié)能就是通過建筑新能源設(shè)備收集自然界的可再生能源并轉(zhuǎn)化為可替代的建筑能源的節(jié)能方式，是對能源的合理應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電、水利發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電，將風(fēng)能、水能和太陽能轉(zhuǎn)化為電能；被動式節(jié)能即通過建筑的布局和構(gòu)造等方式使其對人造建筑環(huán)境和建筑設(shè)備的要求最小化。不難看出，零碳是量化指標(biāo)，便于實(shí)際操作控制，其實(shí)又有區(qū)間的概念，包括了低碳、零碳和

6、負(fù)碳。而上述技術(shù)到底能夠?qū)p碳起到多少作用，也就是說各項(xiàng)技術(shù)怎么量化到碳排放指標(biāo)上去呢根據(jù)國際通用的碳排放理論，只要建筑的設(shè)計(jì)排放量相比較于2005年每平方米排放基準(zhǔn)線有所減少，就可以稱為低碳建筑。為了區(qū)別不同，英國2006年出綠鳥壅筑172017年第3期萬方數(shù)據(jù)32模塊化設(shè)計(jì)為了提高整體預(yù)制、裝配的可實(shí)施度，建筑功能分割為軸網(wǎng)間距5400mmX5400mm的空間，保證墻面規(guī)格統(tǒng)一(圖2)。門窗垛等圖2模塊化組件圖采用九宮格的布局設(shè)計(jì)，

7、將零碳建筑簡單劃分為4個功能區(qū)域，即接待區(qū)、居住區(qū)、辦公區(qū)、共享區(qū)；4個區(qū)域圍繞中心交通有機(jī)組合成九宮格(圖3)。圖3九宮格的功能分區(qū)圖33預(yù)制過程工廠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建筑構(gòu)件和部件，按照模塊化設(shè)計(jì)的數(shù)量要求，像生產(chǎn)其他產(chǎn)品一樣生產(chǎn)(預(yù)制)建筑構(gòu)件，組裝成部件。部分非標(biāo)部件也盡量在工廠里定制完成。本項(xiàng)目采用了夾心保溫輕質(zhì)外墻模數(shù)尺寸為(1200mmX3600mmX22mm)、(1800mmx3600mmx15mm)、(900mm3600mmX

8、3mm)等，輕質(zhì)架空樓板(1800mm5400mmX42mm)，包括墻垛f600mmX3600mm22mml等構(gòu)件。Gree]TechnologiesSLJmmary@色綜述34運(yùn)輸過程卡車運(yùn)輸，結(jié)構(gòu)體系中各個構(gòu)件尺寸均滿足交通工具運(yùn)輸要求?？傮w積約156m3f大型集卡標(biāo)準(zhǔn)尺寸1358mx234mx271rn，約86m31。35裝配過程351主體結(jié)構(gòu)安裝本零碳建筑為重鋼木結(jié)構(gòu)體系，除底部支撐結(jié)構(gòu)的4根鋼柱截面尺寸為400mmX400mm

9、外，其余主體結(jié)構(gòu)梁柱截面尺寸為300mmX300mm；并配以截面尺寸200mmX100mm鋼梁及直徑100mm斜向鋼柱進(jìn)行加固。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，外觀大氣(圖4)。圖4鋼結(jié)構(gòu)吊裝352圍護(hù)結(jié)構(gòu)安裝為減少結(jié)構(gòu)荷載，零碳建筑采用200mm厚木質(zhì)架空地板及樓板；為方便工廠預(yù)制及減少構(gòu)件數(shù)量方便現(xiàn)場搭建及拆卸，樓板及頂板采用1800mm5400mm尺寸；結(jié)構(gòu)輕盈，施工便捷。執(zhí)行上海市DGJ08107—2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，對墻體及門窗保溫要