装配式被动房建造技术在乡村振兴中的应用分析
2023-01-15邓磊
邓 磊
(江苏城乡建设职业学院建筑艺术学院,江苏 常州 213147)
0 引言
装配式建筑和被动式住宅是现代建筑发展的热点,都是基于绿色理念的环境友好型建筑。前者在材料供应和施工模式上表现出对资源的最低消耗,后者在建筑物使用上表现出对能源的最低消耗。在人们越来越重视环境资源能源消耗的今天,装配式被动房因融入了各自的优点,特别适合我国农村地区经济建设与环境保护的现实需求。为了发挥装配式被动房在乡村振兴中的作用,本文对装配式被动房所涉及的概念、建造技术进行介绍,并对存在的问题提出完善的方法。
1 装配式被动房相关概念
1.1 被动房概念
被动房是一种在国外兴起的全新节能建筑,起源自20世纪80年代的德国,是一种通过应用各种不同类别的节能技术,从而使建筑本身具备优秀的围护结构与室内环境,并且通过房屋的保温性、隔热性与气密性来大幅降低建筑物的采暖与制冷需求,从而让人们不需要在建筑内部主动安装使用采暖与空调系统就可以维持室内环境的舒适。相比其他房屋,被动房的建造不仅大幅改善了人们的日常生活环境,更是减少了人们生活过程中的能源消耗,其所有消耗的一次性能源每平米每年不超过120kWh,从而大幅度降低人们日常生活中的能源需求。
被动房使用超厚的绝热材料和复杂的门窗,主要通过房屋本身的构造达到高效的保温隔热性能,并利用太阳能和家电设备的散热为居室提供热源,减少或不使用主动供应的能源,即便是需要提供其他能源,也尽量采用清洁的可再生能源。被动房不仅能够通过阳光加热,甚至可以利用家电或居住者身体释放的热量保温,它最大的优势就是环保节能,与现行国家节能设计标准相比,节能达90%以上。
1.2 装配式建筑概念
装配式建筑也是一种自国外兴起的建筑理念。该建筑通过将施工过程中所需要的各种类型的构件进行模块化,并将这部分构件交由工厂方面进行标准化大批量的制作,随后将制作完成的构件运送至施工现场,由工程人员按照一定的技术将这些构件组装成为相应的建筑物。在装配式建筑出现的早期,受相关技术与理念方面的限制,导致那时的装配式建筑外形呆板,难以为人们所接受,但由于装配式建筑具有施工作业量少、工程成本较低、建筑装修一体化与绿色环保等特点,在装配式建筑技术逐渐成型的现代越发受到人们的欢迎。
1.3 装配式被动房概念
装配式被动房使用装配式建造技术,结合装配式建筑与被动房的优点,不仅施工简单,成本低廉,而且居住环境非常良好,同时具备一定的节能减排效果。在我国大力推动乡村振兴的背景影响下,装配式被动房在我国乡村地区得到了较为良好的应用,而我国许多地区也针对装配式被动房的相关建造技术开展了一系列的研究工作[1]。
2 装配式被动房建造技术
2.1 结构组装技术
在装配式被动房的建造过程中,结构组装技术是装配式被动房的核心建造技术之一。装配式被动房建造技术由钢结构体系、装配式建筑体系与被动房体系等多种建筑技术融合而成,在施工过程中因这三种技术的不同要求而导致施工难度整体上升,其中最常见的问题就是被动房的围护结构的构成元素标准化与装配式建筑的产业化等相关内容。导致这些问题出现的关键在于装配式被动房的围护结构构件之间的结合方式与拼接完成后的缝隙密封问题。如果这些问题无法解决,就会导致整个装配式被动房的气密性出现严重问题,从而降低建筑整体的质量。因此,在装配式被动房的建筑过程中,只有加强对钢结构技术、装配式技术与被动房技术的了解与结合,才能建造出符合人们居住需求与国家环保需求的被动房建筑。
2.2 房屋装配式技术
装配式技术指的是将传统建造方式中的大部分现场作业转移到工厂进行,并由工厂加工好建筑用的相关构件与配件,并将其运输至施工现场进行安装的一种建筑施工方法。使用这种方法进行房屋建造可以进行成批成套的房屋制造,从而促进房屋建造效率的提升。在装配式被动房的建造过程中,常用的装配式建筑体系有许多种,分别为预制构件和结构同步装配体系、先柱梁结构后外墙构件装配体系、预制构件外墙模组合装配体系等,每种不同的装配体系都有其独特的优点与缺点。在实际建造过程中,为了充分发挥装配式建筑的快速建造优势,通常采用的是钢结构与特定的装配式体系进行组合,从而在装配式被动房的建设过程中,将结构与预制构件进行同步安装与施工,进而推动装配式被动房建设效率的提升。
2.3 钢结构装配式被动房技术
一般来说,我国乡村地区的装配式被动房的建造所使用的结构以钢结构体系为主,而安装过程则需要施工人员在现场使用螺栓绞接的形式将钢结构进行固定,而部分节点更是需要借助钢片辅助焊接的方式进行固定,并通过钢结构的逐层组装来逐渐形成装配式被动房的钢结构体系。而在实际应用过程中,使用钢结构体系的装配式被动房有一项相对明显的缺点,即对火焰灾害的抵抗能力相对较弱,容易在高温环境下出现相对严重的问题,因此需要施工人员在进行钢结构组装的过程中采取一定的防火措施,例如使用喷漆枪对钢结构表面喷打混合砂浆,并使用防火石膏板对钢结构体系中的梁柱等进行全面包裹,以此提升装配式被动房的整体耐火性能。
2.4 气密性密封技术
在装配式被动房的建造过程中,气密性密封技术的应用将会直接决定整个被动房的能源消耗效率与居住舒适度,而这是直接影响被动房品质的关键要素。在满足室内空气品质的情况下,提升被动房的气密性可以显著提升被动房的保温功能,从而有效提升被动房的节能效率。而在进行被动房装配的密封过程中,需要根据先洞口后房间的密封原则开展密封工作,在被动房的门窗与穿墙管道洞口的四周粘贴预压膨胀回弹海绵胶条,并在室外粘贴防水透气膜,而在室内粘贴防水隔气膜,并且使用混合砂浆抹平门窗与穿墙管道的缝隙口,从而提升装配式被动房的密封性。另外,当被动房内部的穿墙洞口风系较深时,则应当先使用防火岩棉对缝隙进行填充,随后再使用密封胶粘贴气密性材料,并对缝隙处进行抹灰处理,才能促进被动房整体气密性的提升[2]。
2.5 可再生能源技术
被动房对不可再生的一次能源的消耗相对较低,而作为替代,被动房对可再生能源技术的需求则相对较高,这就需要建造人员掌握一定程度的可再生能源技术,并且在装配式被动房的建造过程中对可再生能源相关技术进行融合应用,才能在被动房建成之后为其提供能源。在建造过程中,建造人员除了对可再生能源技术的掌握与融合外,还需要对工程地点周边的风能、水能、太阳能等可再生能源状况进行分析,并根据装配式被动房的需求进行可再生能源设施的建造。只有在被动房的建造过程中,加强对可再生能源技术的规划与应用,才能有效地降低与补充被动房对不可再生一次能源的需求,从而使被动房符合低能低碳的需求。
3 装配式被动房建造在乡村振兴中的重要性
3.1 推动我国乡村地区的节能环保
在我国实施乡村振兴战略背景的影响下,装配式被动房建造技术的应用能够对农村地区的经济建设起到推动作用,同时其对于一次能源需求的减少更是有助于农村地区的生态环境建设工作的开展,对我国乡村振兴战略的实施有着非常深远的意义[3]。以我国对东北地区农村的开发建设为例,由于农村地区大多没有进行供热管网的铺设,因此大部分农户在东北寒冷冬季的影响下都会选择燃烧秸秆或煤炭来进行取暖,这不仅会导致当地空气环境受到严重的损害,更具有一定程度的火灾隐患。而装配式被动房的建设,则能够成功满足农户在冬季的取暖需求,同时加强农村地区环保工作的落实。
3.2 提升我国乡村地区的房屋安全
在我国乡村地区,房屋的抗灾能力普遍较弱,灾害发生时农村地区往往都是重灾区,进而导致农村地区的经济难以有效地发展。而在我国乡村振兴战略实施的过程中,使用装配式被动房的建设则与农村危房改造的工作目标相符合,不仅能为农村地区的房屋结构与经济发展提供有效的安全保障,更是能够起到助推乡村振兴战略实施的效果,对我国农村地区的现代化建设至关重要。
4 装配式被动房建造技术应用过程中存在的问题及对策
随着装配式被动房技术的发展与我国乡村振兴策略的推进,装配式被动房的相关技术在我国乡村地区建设过程中的应用已经具备了相当程度的规模。由于装配式技术快捷高效的原因,使我国乡村地区的装配式被动房的施工条件与施工方式都没有过多的限制,因此具备了相当高的建设效率,尤其是在我国农村地区建筑施工落后且不便捷的情况下,装配式被动房建造技术的引入与应用对乡村地区经济与建设的全面提高起到了非常大的促进效果。但是,由于我国装配式被动房技术起步相对较晚,在农村推广被动房建设方面的实践经验不足,只有政府部门加大乡村振兴的工作力度,完善装配式被动房的建造技术,才能使我国农村地区在乡村振兴的战略背景下更好更快地发展[4]。
4.1 缺乏明确的体系标准管理
随着装配式建筑技术、钢结构技术与被动房建造技术在我国的逐渐发展与成熟,装配式被动房已经在我国许多地区成功建立,尤其是在我国乡村振兴的过程中,装配式被动房更是发挥出了非常好的节能减排效应。虽然我国已经就装配式被动房的施工建造建立了相应的指导意见与规划,但由于缺乏明确的体系标准管理,因而很容易导致项目施工过程中的生产构件难以互相替换应用,这不仅增加了装配式被动房的建设难度,更是违背了装配式建筑的发展初衷。因此,在借助装配式被动房建造技术推动乡村振兴的过程中,相关部门应当结合当地的发展进行合理性地规划,并派遣技术小组对构件的生产技术进行完善,从而使装配式被动房的建造能够更好地应用在农村地区的建设过程中,从而降低施工过程中的成本损耗。此外,技术人员还应结合农村当地的环境因素,通过就地取材来实现大规模的生产,才能更好地降低装配式被动房的成本投入,进而推动我国乡村振兴策略更好地实施。
4.2 缺少相应的参考案例
在我国大力推动乡村振兴计划的过程中,装配式被动房建造技术的应用取得了非常大的成就,从最初的单体住房到群体住房,再到乡村地区的幼儿园、办公楼、酒店等建造都获得了成功。但是,在装配式被动房建造技术助推我国乡村振兴战略发展的过程中存在一项较为严重的问题,就是装配式被动房建造技术的借鉴价值相对较小,难以将其转化成为具备泛用性的装配式建造体系,尤其是在乡村地区的装配式被动房的建设过程中,对装配式被动房的节能设计更是装配式被动房的建造重点,而这部分内容需要结合装配式被动房建造地点的具体状况进行针对性地设计,使装配式被动房的建造难度出现了大幅度的提升,而导致我国虽然有较大规模的装配式被动房在乡村地区成功建造,但却无法作为参考案例来建立相应的建造体系。
4.3 房屋气密性不到位
在装配式被动房的建造过程中,房屋的气密性是衡量房屋综合品质的重要指标,对于房屋的隔热、隔音与保温等相关功能有着非常大的影响,甚至直接决定了整个房屋的节能环保等级与居住舒适度。除此之外,房屋的气密性还能够在一定程度上进行有害物质的屏蔽,优化房屋内部的空气质量。而对于装配式被动房而言,由于房间本身是由多块预制墙板拼合成为墙体,且建筑结构往往是通过安装与焊接进行固定,因此会导致装配式被动房的拼贴组装处形成大量的节点与风系,进而导致装配式被动房的气密性整体降低。因此,在进行装配式被动房的建造过程中,为了保障装配式被动房的气密性,需要建造人员在进行施工图纸的设计时就加强对房屋的节点连接方式与板缝数量及穿墙洞口数量的考虑,以此降低施工后期节点缝隙处理的不可控性,从而促进装配式被动房整体气密性的提升。
4.4 构件安装精度要求较高,技术人员缺失
在我国使用装配式被动房建造技术助力乡村振兴的过程中,装配式被动房的品质有着非常重要的作用,这不仅需要在开始建造之前进行完整的规划,从而通过良好的建筑设计方案作为施工前提,更需要施工过程中使用相关的建造技术作为保障,才能使建造完成的装配式被动房具有良好的质量。而在实际建设过程中,不同的装配式被动房所需的预制构件的尺寸大小、布设位置与相关的建造程序的进度有着一定差异,因此需要施工方合理地对预制构件的运送进行安排,以此使不同的建筑构件按照相应的施工进度送达施工现场,并且由具有装配式被动房建造技术的专业技术人员进行装配式被动房的建造[5]。由于装配式被动房建造在我国发展相对较晚,因此在我国掌握装配式被动房建造技术的专业人员相对较少,从而使我国农村地区的装配式被动房的建造受到了一定的阻碍,因此,应加强对专业人员的培训,提升其专业技术水平。
5 结束语
综上所述,装配式被动房技术包括结构组装技术、房屋装配式技术、钢结构装配式被动房技术、气密性密封技术、可再生能源技术等,其结合了装配式建筑与被动房的优点,不仅施工简单,成本低廉,而且居住环境非常良好,同时具备一定的节能减排效果。装配式被动房的应用,在一定程度上推动了乡村地区的经济发展与环境保护工作,但其建造技术仍然存在优化空间:不仅要完善管理标准体系,还要重视优秀案例的树立;不仅要重视房屋的气密性,还要加强技术人员的培训,提高安装精度。总之,完善装配式被动房建造技术,推动节能环保,提升房屋安全,能促进我国农村地区在乡村振兴战略背景下更好更快地发展。