钢结构装配式超低能耗绿色建筑展示

钢结构装配式被动式超低能耗建筑实践CONTENTS目录04产品应用03项目施工02工程设计01项目概况01PARTONE项目概况OVERVIEW项目名称：地理位置：建设单位：设计单位：总包单位：建筑面积：9696.3平方米建设目标：钢结构装配式被动动式超低能耗绿色色建筑项目基本信息PROJECTINFORMATION项目基本信息PROJECTINFORMATION项目应用了钢结构、ALC墙板、桁架叠合板、预制楼梯等，装配率高达90%。项目遵循被动式建筑的基本原则，采用了高隔热保温的围护结构体系、无热桥处理技术、气密性保证技术、高效热回收新风系统、室内舒适性控制技术、双冷源温湿分控技术等关键技术。主楼为地上6层，其中1、2层主要是实验室，3-6层主要为研究室。多层公共建筑，地上耐火等级为二级，混凝土屋顶耐火等级为二级。建筑结构形式为钢框架结构，合理设计使用年限为50年，抗震设防烈度为六度设防。年供暖需求求：≤15kWh/(m2·a)年制冷需求求：≤25kWh/(m2·a)一次能源需需求：≤60kWh/(m2·a)（包括：采采暖、制冷冷、照明）室内温度：冬20℃夏26℃相对湿度：：40-60%CO2含量：≤1000ppm气密性：n50≤0.6次/小时新风要求：：≥30m3/(h·人)序号名称本工程标准公共建筑节能标准（GB50189-2015）1外墙传热系数0.14W/(㎡·K)≤0.50W/(㎡·K)2屋顶传热系数0.14W/(㎡·K)≤0.45W/(㎡·K)3外窗（含透明外门及玻璃幕墙）传热系数1.0W/(㎡·K)≤2.7W/(㎡·K)4体形系数A/V=0.18A/V≤0.45建筑气密性N±50≤0.6次/h无要求6通风设备热回收率≥75%设置时，按≥60%7通风设备耗电量＜0.45(W·h)/m³无要求KEYTECHNICALINDEX关键技术指标工程特点与创新SPECIALTYANDINNOVATION实现被动式与装配式钢结构的高效结合成功的将被动式建筑技术与钢结构装配式建筑技术一体化设计与应用结合，钢结构件及围护结构均采用工厂化生产和装配式施工，创新性的完成了钢结构、ALC板和被动式节点处理技术高效结合的专项设计方案，实现了被动式与钢结构装配式的耦合，为全国首例。1突破传统钢结构建筑气密层设置方式钢结构建筑由于存在众多结构性穿越，通常在钢结构建筑外墙外侧设计气密层。项目通过优化建筑结构设计，优化梁柱布置，减少了结构性穿越，内部使用特殊材料和构造形式，实现在钢结构建筑外墙内侧形成气密层，为全国首例。特有的被动式建筑外窗内置安装方式突破传统被动式窗外挂安装方式，采用符合热工性能的被动式门窗内置安装方法，为全国首例。特殊的拉结点封堵构造使用灌浆料+挤塑板形式对拉结点进行封堵，同时保证被动式建筑所需的气密性和热工性能，为全国首例。2345钢结构装配式被动式+EPC工程采用EPC工程总承包管理模式，作为PS装配式被动式建筑，为全国首例。项目影响PROJECTIMPACT全国第一个钢结构+装配式+被动式超低能耗绿色色建筑中德合作被被动式超低低能耗建筑筑示范项目目山东省首批批被动式超超低能耗建建筑示范项目中建总公司司科技推广广示范工程入选《被动式超低低能耗建筑筑典型案例例集》16年10月住建部总工陈宜明视察指导16年4月住建部副部长易军、山东常务副省长孙伟视察指导16年12月住建部倪司长检查指导02PARTTWO工程设计DESIGN124钢框架结构体系3ALC内嵌墙板桁架钢筋叠合板预制楼梯装配式设计基本方案FABRICATEDBUILDINGDESIGN钢框架结构构：钢柱采用H500*500*14*25型钢，钢梁梁采用H550*200*10*16型钢，连接接方式为高高强螺栓辅辅助焊接连连接，总用用钢量为960t左右.每层钢结构构柱64颗，主次梁100多件，常规规跨度7.3m（最大7.6m）。桁架叠合楼楼板：60mm厚预制楼板板+70mm厚现浇混凝凝土层。预预制板合计计843块。预制楼梯：：楼梯采用清水混混凝土预制制楼梯，PC楼梯自带含防滑条、滴水线，合计22跑。内外隔墙：：采用ALC蒸汽加压混混凝土条板板，外墙200mm厚、容重625Kg、强度7.5MPa；内墙100/200厚，容重525Kg、强度5.0MPa，约1万㎡。外墙：采用导热系系数较小（（λ=0.16W/m﹒k）的蒸压加加气混凝土土外墙板作作为主体采采用，并采采用200mm石墨聚苯板板（λ=0.032W/m﹒k）作为外墙墙外保温材材料。屋顶：采用导热系系数较小（（λ=0.07W/m﹒k）的找坡材材料水泥憎憎水型珍珠珠岩，并采采用220mm厚挤塑聚苯苯板（λ=0.03W/m﹒k）作为屋面面保温材料料。地面：首层地面采采用220mm挤塑聚苯板板（λ=0.03W/m﹒k）作为保温温材料外窗：透明外门窗窗采用塑料料窗框（外外加铝合金金扣板），，配置5Low-E+16Ar+5Low-E+16Ar+5三层中空玻玻璃，中空空玻璃采用用暖边间隔隔条密封，，中空玻璃璃间层充惰惰性气体氩氩气。传热热系数1.0W/m2.K，玻璃太阳阳得热系数数0.32天窗：威卢克斯中中悬木质天天窗(5+16Ar+6Low-E+V+5)，传热系数数0.90W/m2.K，玻璃太阳阳得热系数数0.42无热桥节点设计避让规则：尽可能不要破坏或穿透外围护结构；击穿规则：当管线等必须穿透外围护结构时，应在穿透处增大孔洞，保证足够的间隙进行密实无空洞的保温；连接规则：保温层在建筑部件连接处应连续无间隙几何规则：避免几何结构的变化，减少散热面积。气密性节点设计设计一个包裹整栋建筑围护结构的气密层被动式设计基本方案PASSIVEBUILDINGDESIGN高保温隔热性性能外围护护结构——无热桥装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE避免装配式钢结构梁柱穿透外墙:钢柱内移、ALC板外挂采用外墙外保温系统:保证保温能够在结构外连续，避免钢结构对保温的干扰——无热桥不可避免梁梁柱打断外外墙部分采采取优化措措施钢梁钢柱腹腹部填充岩岩棉保温材材料装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVEALC墙板拉结点点保温处理理外窗系统外墙系统屋面系统外挑楼板系统穿墙管系统通用无热桥桥处理技术术在装配式式建筑中无障碍应用装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE——无热桥——气密性装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE按被动式建筑气密性设计原则，项目设计了一个包裹整栋建筑围护结构的气密层，气密层材料为不小于15mm水泥砂浆抹灰层。装配式气密性薄弱点识别：外墙挂板板间横竖板缝、外墙挂板与楼板、顶板之间的缝隙、脚手架拉结点位置、钢梁交接气密层处钢柱内移，，断开钢柱柱与内侧气气密层的接接触，避免免了钢柱对对气密层的的破坏，降降低处理难难度装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE——气密性装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE预制墙板板板缝常规处处理的基础础上于室内内外侧板缝缝间增设一一道加强玻玻纤网格布布，在室内内侧设置砂砂浆气密层层，气密层层采用钢丝丝网做抗裂裂保证，并并翻边铺设设至楼面部部位——气密性在拉结点洞洞口室内侧侧和室外侧侧均挂增强强型网格布布后再抹灰灰，网格布布搭接外墙墙100mm装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE——气密性钢梁与气密层交界处气密加强处理，该项目提出沿钢梁四周外表面黏贴红色防水隔汽膜，隔汽膜的另一端黏贴在S50防火板上，然后再在隔汽膜上做15mm抹灰处理。H型钢梁外包S50防火板后，将构成气密层的外墙内侧抹灰由ALC板部位延伸至S50防火板上形成连续的气密层。为保证质量，抹灰层与楼板接触部位做倒角处理。——外门窗装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE被动式外窗窗重量很大大，外挂在在蒸压加气气混凝土条条板上，结结构风险，，内嵌热工工损失较大大。贴紧板外侧内嵌嵌式安装外外窗，透明明外门结构构调整保留留外挂方式式，外保温温包覆框材材，防水透透汽隔汽膜膜保证气密性。内嵌式外窗窗安装线传传热系数0.03。采用威卢克克斯成品固固定尺寸模模数天窗通用无热桥桥设计及气气密性设计计保障——天窗装配式+被动式FABRICATEDANDPASSIVE暖通空调系统HVACSYSTEMDESIGN供冷供热采采用地源热热泵系统。。夏季和冬冬季采用一一台高温螺螺杆式地源源热泵机组组。末端系统采用干干式风机盘盘管机组，，全年只进进行显热交交换，负责责室内温度度控制。采用双冷源源温湿分控控调节技术术。在该系系统中，夏夏季高温冷冷源为主冷冷源，负责责承担全部部室内显热热负荷和全全部新风负负荷，低温温冷源（新新风机组自自带压缩机机），对新新风进行深深度除湿，，除湿后的的新风承担担室内湿负负荷。一、三、五五层分设一一台6000m3/h的内冷式式双冷源源新风机机组（内内置冷源源，全热热回收利利用排风风冷凝）），机组组自带板板式热回回收，热热回收效效率不小小于75%。新风系统统支管设设电动调调节阀，，可根据据室内二二氧化碳碳浓度调调节控制制新风量量和新风风机组的的启动。可再生能能源利用用+高效热回回收新风风系统+双冷源温温湿分控控技术环境监测系统ENVIRONMENTAL

MONITORING

SYSTEM监测中心电脑终端显示手机终端显示室内环境监测室外环境监测数据采集传输室内环境监测测设备的的安装：：每个设备备均可监监测温湿湿度、CO2、甲醛、、TVOC、PM2.5和噪声即插即用用，WIFI网络联接接室外环境监测测仪的安安装：设备可同同时监测测温湿度度、压力力、光照照、PM2.5、PM10、CO、O3、NO2、SO2、风速、、风向、、雨量和和室外噪噪声安装在屋屋顶楼梯梯间上方，数据通过WIFI传输为了研究究基于济济南气候候、大气气质量等等外部环境，被被动式建建筑室内内环境具具体情况况，设置置室内外外环境监监测系统统。围护结构监测系统ENVELOPE

MONITORING

SYSTEM为了了解解在真实实自然环环境下（（太阳光光照射、、室外风风环境、、室外雨雨雪天气气等），被动式建建筑围护结构构内部的热热量流动动和温湿湿度变化化，积累建筑筑使用期期间的原原始数据据用于被动式建筑围护结构构的优化设设计，并并将数据据上传至至大楼的的展示平平台，以以曲线、、数据的的形式直直观展示示。围护结构构内部监测测系统主主要包括括：25个监测位位置（节节点），，其中温温度传感感器4个节点，，20个探头；；温湿度度传感器器21个节点，，150个探头。。数据的传传输、读读取、解解析和存存储123456（1）屋顶部位（2）窗间墙部位（3）外窗部位（4）地面部位（5）女儿墙部位（6）热桥部位教学实验验平台展示TESTPLATFORMFORTEACHING03PARTTHREE项目施工CONSTRUCTION施工特点CONSTRUCTIONCHARACTERISTIC被动式装配式超低能耗耗建筑在在国内工工程中鲜有案案例可供供参考，而其施施工工艺艺与传统统施工工工艺差异异却较大大，技术术特征和和指标对对精细化化施工则则更为苛刻。因此，需需要更严严格的专专业施工工管理。。基础施工（2016年3月）主体施工（2016年6月）二次结构（2016年6月）屋面施工（2016年7月）被动式+装配式的的独特性性业主交楼标准规划设计工程总承包（EPC）功能定位工程设计主体结构机电安装装饰装修EPC工程总承承包管理理模式工程采用EPC工程总承承包管理理模式，，作为PS装配式被动式建建筑，为为全国首首例。实现更有有效的全全过程质质量把控控，保证证“三分分设计、、七分施施工”的的最终完完成。EPC管理模式EPCMANAGEMENTMODEPS装配式被被动式建建筑的全全国首例被动式建建筑特有有的质量量管控方方式施工培训CONSTRUCTIONTRAIN项目管理理人员经经过大量量的前期期研究和和论证后后，严格格按照设设计图纸纸，精心心制作工工序样板板，并积积极推行行工序样样板引路路，凭借借其直观观、可模模仿施工工、高效效的特点点，进而而开展被被动式超超低能耗耗建筑施施工质量量控制和和管理。。被动式建建筑特有有的过程程检验建筑气密性过程测试BUILDINGAIRTIGHTNESSPROCESSTEST抽检目的的：验证证气密性性方案的的实施效效果，““查缺补补漏”，，完善方方案抽选已施工完完气密层层的房间间进行鼓鼓风门实实验检测专业公司司负责测测试：山山东省建建科院实验结果得出出，实验房换换气次数数n50＜0.5次/h，满足要求。首先进行行负压实实验，负负压实验验为从室室内向室室外抽风风，分别别从-10~-50Pa不同压力力幅度抽抽风，如如图所示。负压压之后开开始进行行正压实实验，正正压实验验为从室室外向室室内鼓风风，鼓风风从10~50Pa，正压实实验之前前，鼓风风门周边边缝隙应应添堵密密实，无无漏气现现象产生。正压实验验时，为为了便于于操作，，所以操操作人员员都位于于室外。被动式建建筑特有有的验收收要求建筑气密性验收测试BUILDINGAIRTIGHTNESSTESTFORCHECK2017.3.30，由山东东省建筑筑科学研研究院专专业工程程师负责责，进行行项目建建筑气密密测试，，整个测测试过程程由住建建部科技技发展促促进中心心和德国国能源署署领导专专家全程程监督。。测试结果：换气次次数n+50=0.42次/h，n-50=0.39次/h，满足不大于0.6的要求。成功通过过中德示示范工程程验收现场质量验收CONSTRUCTIONQUALITYACCEPTANCE2017.3.30，项目通通过了住住建部科科技发展展促进中中心和德德国能源源署领导导专家组组成的专专家组对对项目进进行被动动式建筑筑施工质质量验收收。04PARTFORE产品应用①②③④④⑥⑤①基层②QH-101粘结剂③石墨聚苯板（本项目为双层）④QH-102防护面层砂浆⑤耐碱玻璃纤维网格布⑥饰面材料外墙外保温系统EXTERNALINSULATIONSYSTEM合作企业业：山东秦恒恒科技股股份有限限公司秦恒外墙墙保温系系统是以以EPS板为保温温层，以以聚合物物水泥砂砂浆为增增强层的的外墙保保温系统统，本项项目进行行系统招招标，全全部采用用秦恒系系统专用用产品，，保证系系统质量量。外门窗WINDOWANDDOOR合作企业业：极景景门窗有有限公司司本项目透明外门门窗采用极景P系列被动动式节能能窗，塑料窗框（外外加铝合合金扣板板），配配置5Low-E+16Ar+5Low-E+16Ar+5三层中空空玻璃，，中空玻玻璃采用用暖边间间隔条密密封，中中空玻璃璃间层充充惰性气气体氩气气。极景P系列被动动式节能能窗通过门窗进行行完善保保温隔热热，使用用PVC共挤技术术包裹玻玻璃纤维维型材，，采用特特殊的PUR发泡工艺艺，配装装LOW-E