装配式被动房建造关键技术*
魏宏毫1.23，王崇杰123，管振忠1.23，杨倩苗1.23，张乐4（1.山东建筑大学建筑城规学院，山东济南250101；2.教育部可再生能源建筑利用技术重点实验室，山东济南250101；3.山东省可再生能源建筑应用技术重点实验室，山东济南250101；4.山东建大建筑规划设计研究院，山东济南250014）
[摘要]系统闸述了全国首例装配式被动实验房施工的难点及特点，从装配式被动房的技术构成、装配式施工，预制构件之间缝踪的密封做法3个方面人手进行了概述性介绍，同时将建造过程中出现的问题及解决方法进行归纳 总结.并采用鼓风门房屋气密性测试法对建造效果进行测试，结果表明所建房屋满足被动房气密性要求.首次提出了一套完整的装配式技术建造被动房的施工方法，具有广阔的应用前景.
[关键词]装配式；被动房；建造技术；气密性；效果
[文截标识码]A[中图分类号]TU758.11
[文章编号]1002-8498(2017）16-0035-05
Key ConstructionTechnology ofFabricatedPassiveHouse
2. Key Laboratory of Renewele Energy Technologies for Buildingx Ministry ef Education Ji² nan Shandong 250101 Ching; (1. Coflege of Architecture and Urban Planning Shandong Jienzha Unisersity Ji² nan Shandong 250101 Chine;3. Shendong Key Laboratory of Renmrable Energy Technologies for Buildingx Ji' nan Shandong 250101 Chino;4. Shandong Jianshu University Architecture Urban Planning Design Institute Ji* nan Shandong 250014 China)
Abstract This paper expounds systematically diffcult and characteristics of the firs fabricated passive labhouse in China. And it also introduces key construction technologies from the aspects of precast passivehouse technology position precast construction process and the sealing technology of fabricated members gap. The authors summarize the problems oecurred during construction and their solvedschemes and the construction effect is tested by the air-tightness test of the blast door which shows thatthe house meets the requirements of passive house air-tightness. The authors put forward firstly a set ofprecast construction technology of paive house which has wide application prospect.
被动房以较高的节能率、舒适的品质，在政策大装配式被动实验房项目为载体，为使该项目顺利助推下发展较为迅速.然而，目前被动房的建设方实施，抽出项目的标准单元先行建造了实验样板房式以传统的湿作业建造为主，此类做法与绿色建筑（见图1）.结合建筑设计与施工过程中遇到的间 全寿命周期内施工过程中的节能要求相矛盾.为题，从装配式体系与被动房体系的结合，围护结构构建，预制构件装配式吊装技术，预制构（部）件间了将装配式建筑的优点运用于被动房建设中的尝缝隙的热桥和气密性处理等方面，系统全面地总结了被动式超低能耗建筑的施工技术与施工难题的价值. 解决方案，对今后此类工程的施工具有一定的参考
此，山东省绿色建筑协同创新中心科研组首次开展试.突破了由传统的湿作业建造被动房的方式，转为以装配式建筑的工业化形式来建造.
该研究以全国首例装配式被动房一山东建
1装配式被动房概况
装配式被动房是利用装配式体系工业化的建造优势，将被动房的湿作业建设方法转为装配式技 术的建造形式而建造的新型超低能耗建筑.目前，常用的预制装配建筑体系有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
1.1装配式技术
1.2被动房技术
图1山东建大装配式被动房Fig. 1 Fabricated passive house
件外墙模组合装配体系.为了充分发挥装配式体系快速建造优势，项目采用钢结构与预制构件进行装配式体系组合，施工过程中同步结构与预制构部件安装施工的装配体系.
模块化是装配式建筑技术内工业化的主要形式之一，工业化体系的模块化包括：产品设计模块化，生产过程模块化，组织结构和产业链的模块化3个方面3.建筑工业化的模块化可概括为预制构 部件构成的建筑单层结构体系模块化与单元房间围护结构体系模块化（见图2）组合形式.普通建筑建设的习惯做法是以层数作为施工过程中的节点，然后，依次建造直至工.装配式建筑也是以每层作为基本单位，每层作为一个模块化单元.此类型 的模块化是通过焊接钢片将预制墙的板预理件与钢结构框架固定形成基本单元，表现了高装配率的工业化建设技术在被动房建筑中的运用.
图2装配式体系的模块化单元及节点Fig.2 Precast modular and connected node
被动房是以被动式技术为主，利用可再生能源，建筑内部得热与新风系统余热回收等技术，无需采用主动式的采暖设备，即可使建筑达到采暖一次能源消耗量≤15kWh/（m².年），一次能源总消耗量≤120kW-h/（m²年）.其关键技术体现在：高 效的保温隔热无热桥围护结构体系：高效被动式门窗系统：优良的气密性：高效热回收新风系统；可再生能源的意给（见图3）.
图3被动房的关键技术Fig.3 Passive house key technology
1.3装配式被动房特征
热桥构造措施与高效的气密性技术，利用被动式技 装配式被动实验房涵盖了高效的保温系统、无术使可再生能源太阳能供给能源，并采用可回收新风系统回收的余热为房屋提供能源.其建造方式采用装配式体系，由预制钢结构构件组成结构体 系，由预制的墙板、阳台等构件组成围护结构体系，使所建建筑整体装配率达到了95%以上，能够大幅改善施工过程中出现的噪声污染、环境污染以及不节能的现象（见图4）.
图4装配式被动房关键技术构成
Fig. 4 Fabricated passive house system schematic
2施工难点及特点
2.1被动房的标准化构成及产业化建设难度大
若将被动房的建设方式实现由传统湿作业建设方式向工业化建设方式转型，应在建筑方案设计优化阶段，借助BIM软件，将构成建筑的基本元素（墙、门窗、楼梯、楼板、阳台等构件）进行模块化、标 准化、可视化的设计，并分析和得出各构件之间合理的连接方式，工厂可生产性，运输便利性“.在标准化构成基础上，还需解决高效气密性、水密性、
保温隔热性，无热桥处理和良好室内环境效果等诸多技术与指标问题.然面，目前缺乏将被动房建设 方式采用标准化、产业化方式建造的相关案例借鉴，为此类型工程的建设加大了难度.
2.2装配化程度高，围护结构的节点密封难度大
为提高被动房的装配率，将外墙体的普通做法（结构层、保温层、黏结层和面层），彼此间相互分离 的单层用合成方式进行工厂化预制生产，构成标准化的墙体板块，以备快速建造.外墙设计采用钢筋混凝土构成内外页墙板，与中间位置的高密度聚氨酯保温材料构成的结构与保温一体化的预制复合 墙板，又称“三明治”夹心保温墙板.预制墙板间连接类型有"L"形、“U"形和"二"字形，以及其他预制构件，彼此拼接组合后节点形式各异.因此，为采用装配式体系建造被动房气密性相关节点缝隙的密封加大了难度.
2.3构件安装精度要求高，技术人员欠缺
被动房的优良品质不仅需要良好的建筑设计方案为前提，更需要施工建造过程中的精准技术做保障.鉴于预制构件自身尺寸大小、所在位置以及各项工序的进度不同.施工过程中，应合理安排运 送预制构件到施工现场时间，根据施工进度安排相应材料进人施工现场，并做好标记.为确保被动房建设的高质量，整个建设过程需由接受过被动房施工培训的技术人员来建造.然而，目前掌握被动房 建设的专业技术人员较少，面了解装配式体系建造被动房的技术人员更为欠缺，需要逐步研究，逐步实施.因此，为该类型建筑的施工增加了难度.
2.4预制构件间缝隙多，气密性处理难度大
气密性是影响被动房品质的关键因素之一.面采用装配式体系的建筑围护结构是由多块预制墙板和预制阳台、楼梯等预制构件组合面成，预制构件安装拼贴后会形成诸多不同类型的缝隙，它们为后期气密性的处理提出了挑战.因此，采用装配式体系建造被动房的关键在于处理好诸多节点缝 隙的密封问题.
3装配式被动房建造关键技术
3.1结构组装技术
场采用螺栓铰接形式固定，部分节点采用钢片辅助 为充分发挥产业化优势，采用钢结构体系，现焊接方式固定，并逐层安装，以形成钢结构体系（见图5）.而钢结构与生俱来的弱点为抗火性能较差，需采取一定的防火措施，具体做法是采用喷漆枪喷打混合砂浆至钢结构表面，并使其全覆盖，然后，用 防火石膏板将结构体系的柱、梁进行全包裹.
3.2围护结构施工技术 万方数据
3.2.1基础
3.2.2墙体
图5钢结构搭建及螺栓节点Fig.5 Steel structure and bolt joints
围护结构体系采用预制构件拼贴组装面成，构部件的吊装和拼贴像组装汽车一样，由专业技术人 员通过设备吊装技术，将预制构部件进行拼接组装，这样做能够最大程度地节水、节材、节能和保护环境，能够取得良好的经济效益”.
为确保结构强度，独立基础采用现浇形式，形成完整闭合的钢筋混凝土结构框架，并在基础梁内插人竖向钢筋.混凝土凝固前，对预理钢筋进行视觉找平处理，使其垂直向上，以备与预制墙板预留套简相结合，进行预制墙板的安装（见图6）.
图6基础做法与预埋构件
Fig. 6 Fundamental practices and embedded ponents
受目前国内预制墙板生产厂家制作模具尺寸以及运输设备的限制，还无法用1块单独的预制墙 板来完成建筑某一个完整的立面建设，需要由几块预制墙板根据设计尺寸拼贴而成.吊装前，应先检查基础框架梁平整度，确保预理钢筋垂直向上，再由技术人员辅助起重机起吊墙板，确保预制墙板的 预留套筒与基础梁的预埋钢筋结合，预制墙板上部用钢片将预留钢筋与钢结构框架焊接固定.
1）预制墙板与基础连接处缝隙密封方法先
用细石砂浆找平，然后，调整墙板与基础预留钢筋垂直对接，再用混合砂浆填满.为避免水蒸气通过 该节点，需在室外测涂抹耐候密封胶，再用密封胶粘贴泡沫玻璃（见图7a）.
胀密封胶条.安装时，将窗框对齐夹心墙板保温层内侧，并确保保温层将整个窗框包裹在内，再用专 业门窗断桥固定金属件，将窗框与预留洞口固定.在安装后的门窗润口缝隙位置，打发泡聚氨酯填充缝隙.然后，在墙外侧窗口用密封胶粘贴防水透气膜，并用防水砂浆找平门窗润的角口，亦可安装护 角条（见图8）；墙内侧窗口用密封胶粘贴防水隔气膜，再用混合砂浆找平角口.
2）预制墙板间缝原密封方法预制墙板拼贴的缝隙类型包括预制墙板间的竖向缝隙与上下预 制墙板连接处的水平方向缝隙.密封时，先用专业密封胶填充缝隙，然后分别在缝隙外侧（室外）用密封胶粘贴防水透气膜，缝隙内侧（室内）用密封胶粘贴防水隔气膜.若缝原较大或较深，需先用聚苯板7b所示. 或高密度聚氨酯板填充之后再进行密封处理，如图
3.2.4楼板与屋顶
楼板及屋顶施工前，应先在钢结构框架与楼板间缝晾处用SBS高聚物改性沥青防水卷材对钢柱 包裹，做防水处理.然后，采取结构与预制楼板同步吊装施工方式，吊装预制楼板后，用10钢筋分别在横、纵两个方向将各块预制叠合楼板贯穿并捆扎，形成框体式结构框架.然后，用混凝土专用车进行振荡、扫平处理，然后，进行压膜、打光处理，使 及设备打浆，确保其填满整个框架，打浆过程中，应其形成装配式结构一体化体系.由于现浇混凝土的延展性，浇筑后，楼板与竖向墙板间易形成纹理
3）女儿墙顶部缝隙密封方法用密封胶抹平预制保温墙板顶端的企口，铺设SBS防水卷材1道，顶以保护其顶部（见图7e）. 用泡沫玻璃铺设整个女儿墙顶端，再用金属盖板压
3.2.3门窗
安装前，应先对预制墙板预留的门窗润口进行清扫、磨光、找平处理，然后在窗框四周粘贴预压膨
图7预制墙板缝限密封
Fig. 7 Prefabricated slab swaling
图8门窗安装与密封
万方数据
Fig.8 Door and window installation and sealing
式的缝隙，需采用专业密封胶进行密封处理.
3.2.5阳台
由起重机将预制阳台吊装到与楼板齐平位置，将预制阳台的预理挂件与钢结构框架焊接固定，然后将预制阳台的预理钢筋（玄武岩断桥钢筋）与楼板捆绑的结构钢筋捆绑，用高强度水泥在连接处浇筑，使其与结构连为一体.出于安全性，固定时阳 台下方需设置辅助支撑.阳台板与结构连接的缝隙处，采用盖帽子的方式进行密封，两者结构上浇接后用高密度聚苯板进行四周粘贴封盖，然后，用整体气密层的做法要求以及建筑使用过程中对气能够有效阻断热桥的产生（见图9）. 防水隔气膜粘贴于四周，再用防水砂浆涂抹找平，
图9预制阳台固定与密封
Fig 9 Prefabricated balconies are fixed and sealed
3.3可再生能源利用
根据Ecotee环境分析软件，计算出该项目所在地理位置太阳能接受的最佳入射角度为32°，按照 该角度安装太阳能集热器，能够做到最大化地利用太阳能进行集热.并采用光热与光伏一体化技术，安装了太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统，能够有效补充和降低建筑对一次能源的需求.
3.4可回收通风系统
安装余热回收系统，通过新风处理机组配置转轮式空气全热交换器，在新风传送和污风排出过程中回收排风中的热能，其余热回收率达到了78%.
3.5室内环境效果
用其自带温湿度测试通道，测试其室内的温湿度. 采用TRM-2太阳能热水器热性能测试系统，利经检测，室内温度范围12-14℃，相对湿度范围为25%RH-50%RH，当新风系统开启后，室内温度达到20℃左右，满足最佳舒适度要求.
4气密性测试及特殊情况处理方法
4.1效果测试
检验建造后的房屋气密性是验证其满足被动房要求的厉存数据.为验证施工技术的可行性，采
5结语
参考文献：
用鼓风门房屋气密性测试法，对所建建筑进行气密状态，并对影响气密性的润口密封.然后，在建筑 性检测.测试前，应确保建筑内门窗处于关闭主人口处安装设备检测，使室内外压差到50Pa的状态，通过测试仪，计算其换气次数，结果为0.56次/h，满足德国被动房的气密性低于0.6次/h的要求.
4.2特殊情况的气密性密封方法
由于预制构件类型较多，连接后的缝隙种类也会变得较为复杂.对于较为特殊的转角位置，建筑密层无意破坏后的修补提出了以下做法.
1）预制墙板间的缝隙，采用密封胶带和密封胶封堵.对于建筑转角处的缝原，用密封胶填充空隙的同时，应沿预制墙板缝隙的室内一侧，粘贴SBS防水卷材1道，进行防水处理，然后，再参考气密性密封做法，进行气密性的密封处理.
2）重视抹灰的延续性和完整性，建筑基础从上到下、门窗润口、建筑顶部节点和女儿墙顶部端头无断点抹灰处理；尤其是安装电器插座后存留的槽口和小孔用灰浆填充密实.
对密封层造成破坏，安装一些块材和固定挂件时， 3）当密封层已施工完毕，为避免后期室内装修需用专业断桥构件连接固定，然后，再进行密封处理，以延续气密层的连续性和完整性.
装配式被动房施工技术作为一种新颖的施工技术，具有施工快捷、环保节能等优势.在未来被动房项目中必将得到大量应用.本文所前述的装配式被动房建造技术为目前国内较为新颖的技术，并通过实际测试检验了采用该建造方法的合理性， 能够为我国被动房的施工建造向标准化和工业化建设方向的转型提供技术参考.
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