摘要以江蘇省綠色建筑博覽園“木營造館”為例，在建筑設(shè)計(jì)的各階段以“被動(dòng)式設(shè)計(jì)”為策略首選，因地制宜確定適用性綠色技術(shù)，并應(yīng)用相關(guān)模擬軟件對建筑節(jié)能設(shè)計(jì)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行性能化模擬，從回應(yīng)地域氣候的綠色建筑設(shè)計(jì)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)、預(yù)制裝配木結(jié)構(gòu)技術(shù)三方面出發(fā)，探討如何將綠色節(jié)能技術(shù)與現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行整合。應(yīng)用相關(guān)軟件對建筑室外風(fēng)場、建筑朝向、室內(nèi)空間環(huán)境、木結(jié)構(gòu)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，并從經(jīng)濟(jì)性角度優(yōu)化了外墻和屋面保溫材料的厚度。結(jié)果表明，合理的建筑朝向和功能空間組織、高性能木結(jié)構(gòu)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、種植屋面、可調(diào)節(jié)外遮陽以及光伏一體化設(shè)計(jì)，可以有效降低建筑能耗，達(dá)到超低能耗建筑的節(jié)能目標(biāo)。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)踐可為我國夏熱冬冷地區(qū)類似項(xiàng)目提供借鑒與參考。

　　關(guān)鍵詞預(yù)制裝配;超低能耗;木結(jié)構(gòu)建筑;綠色建筑

　　1.研究背景

　　隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，建筑能耗總量占全社會(huì)能耗的比例逐年上升，國家大力發(fā)展裝配式、被動(dòng)式低能耗建筑，是節(jié)能減排的一項(xiàng)重要舉措[1]。各種膠合木技術(shù)和表面處理技術(shù)使木材的力學(xué)、防火、防潮等性能大幅提高，且木材本身隔熱性能好，同時(shí)裝配式木結(jié)構(gòu)集成技術(shù)和建筑工業(yè)化建造方式具有獨(dú)特的節(jié)能優(yōu)勢，更易實(shí)現(xiàn)超低能耗甚至零能耗建筑[2-4]。如何繼承傳統(tǒng)，整合被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)和預(yù)制裝配木結(jié)構(gòu)技術(shù)，創(chuàng)造一個(gè)均衡的、適宜的低能耗舒適環(huán)境，成為綠色建筑的一個(gè)重要發(fā)展方向。

　　綠色建筑論文范例： 綠色建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施分析

　　近年來，以節(jié)能性能為導(dǎo)向的裝配式木結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的理論和工程實(shí)踐逐漸增多，裝配式木結(jié)構(gòu)建筑同樣應(yīng)當(dāng)積極回應(yīng)場地的氣候環(huán)境與地理特質(zhì)，實(shí)現(xiàn)性能與形式的雙重提升[5]。在上述思考背景下，江蘇省綠色建筑博覽園“木營造館”示范項(xiàng)目實(shí)踐，嘗試探索適宜的、整合的被動(dòng)式超低能耗木結(jié)構(gòu)建筑綠色設(shè)計(jì)策略和方法，為預(yù)制裝配超低能耗木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的應(yīng)用與推廣做基礎(chǔ)性的研究與探索。

　　2.項(xiàng)目概況

　　2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　“木營造館”示范項(xiàng)目位于常州市武進(jìn)區(qū)江蘇省綠色建筑博覽園內(nèi)，是國內(nèi)首個(gè)綠色建筑主題公園，因地制宜布置了14棟不同技術(shù)類型的綠色建筑，集中展現(xiàn)了多樣化的綠色建筑技術(shù)[6]。

　　項(xiàng)目定位：1)作為博覽園體量最大的建筑，承載博覽園主展館功能，為園區(qū)提供公共信息展示、會(huì)議、管理辦公服務(wù)功能，是園區(qū)對外展示的重要窗口;2)針對常州夏熱冬冷的氣候特點(diǎn)，在保證良好物理環(huán)境的前提下最大程度減少建筑能耗，達(dá)到超低能耗建筑節(jié)能目標(biāo)。關(guān)注建筑節(jié)能和環(huán)境友好，充分展示適應(yīng)地域氣候的綠色節(jié)能技術(shù)，引領(lǐng)園區(qū)綠色建筑新理念;3)契合綠色低碳的建設(shè)目標(biāo)，以現(xiàn)代木營造理念詮釋裝配式木結(jié)構(gòu)技術(shù)體系的適用性和多樣性，突顯木構(gòu)造建筑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)空間形式和高效的工業(yè)化建造技術(shù)。

　　2.2氣候環(huán)境特點(diǎn)及適宜綠色技術(shù)分析

　　常州地處北亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，四季氣候特點(diǎn)分明，夏季炎熱，冬季寒冷，春秋季溫和。雨量充沛且較為穩(wěn)定，年均降雨量為1117mm，四季風(fēng)速保持在3.0m/s左右[7]。太陽能資源較豐富，屬于我國太陽能資源第Ш類分區(qū)，太陽直射輻射較多。項(xiàng)目選址位于園區(qū)西北側(cè)，園區(qū)東南側(cè)有一自然河道，已拓展成生態(tài)濕地公園，可以利用河道水作為非傳統(tǒng)水源。

　　對場地自然資源及環(huán)境的現(xiàn)狀分析，根據(jù)冬冷夏熱地區(qū)的節(jié)能措施，制定該地區(qū)最有效的綠色設(shè)計(jì)策略為：以增強(qiáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能+自然通風(fēng)+主動(dòng)式“太陽能”為主。針對夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初步確定以下適宜綠色技術(shù)：1)自然通風(fēng)采光;2)高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu);3)太陽能光伏發(fā)電;4)豐富的外遮陽體系，屋頂綠化;5)雨水回滲利用;6)地源熱泵或深井水源熱泵。

　　3.回應(yīng)地域氣候的綠色建筑設(shè)計(jì)

　　3.1總平面布局設(shè)計(jì)

　　博覽園中示范建筑的規(guī)劃布局應(yīng)充分結(jié)合基地所在的氣候環(huán)境和自然環(huán)境，風(fēng)速及室外風(fēng)場分布對建筑室內(nèi)環(huán)境具有重要影響。以夏季為例，常州地區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟掀珫|22.5°，平均風(fēng)速為2.3m/s，運(yùn)用Phoenics軟件對建筑群室外風(fēng)場進(jìn)行模擬。

　　1)當(dāng)建筑南偏東時(shí)，風(fēng)影區(qū)集中在建筑南側(cè)主干路附近，北側(cè)出入口平均風(fēng)速集中在1m/s左右。隨著偏東的角度變小，北側(cè)出入口平均風(fēng)速逐漸變低，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度為0°時(shí)，平均風(fēng)速降低至0.65m/s，成為風(fēng)影區(qū)。東側(cè)出入口平均風(fēng)速隨著偏轉(zhuǎn)角度的增大而降低，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度為30°時(shí)，成為風(fēng)影區(qū)。

　　2)當(dāng)建筑南偏西時(shí)，風(fēng)影區(qū)主要集中在建筑西北側(cè)，且偏轉(zhuǎn)角度越大，風(fēng)影區(qū)面積越大;建筑南偏西10°時(shí)，東側(cè)出入口平均風(fēng)速在1~2m/s，北側(cè)出入口平均風(fēng)速在1.2m/s左右，人體感覺較為舒適。隨著偏西角度增大，北側(cè)出入口風(fēng)速逐漸降低到0.6m/s以下，轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)影區(qū)。受太陽輻射與自然風(fēng)向的影響，建筑朝向和室外風(fēng)環(huán)境對建筑能耗存在一定影響。利用DesignBuilder軟件對不同朝向的建筑進(jìn)行能耗模擬，以正南朝向建筑年單位面積能耗為基準(zhǔn)。

　　南偏東10°~南偏西15°時(shí)，能耗相對較低，能耗相差在1500kJ/(m2•a)以內(nèi);南偏西5°時(shí)，能耗最低，比基準(zhǔn)建筑低216kJ/(m2•a);南偏西10°時(shí)，比基準(zhǔn)建筑僅高216kJ/(m2•a)。結(jié)合風(fēng)環(huán)境和能耗模擬結(jié)果，示范建筑朝向選擇為南偏西10°。

　　3.2建筑空間設(shè)計(jì)

　　基于節(jié)能目標(biāo)的建筑空間與形體操作過程成為建筑形式推演的邏輯，產(chǎn)生了相應(yīng)的空間形式。夏熱冬冷地區(qū)需重點(diǎn)考慮建筑的體形系數(shù)，形體被設(shè)計(jì)成一個(gè)緊湊的長方體盒子，利于過渡季節(jié)室內(nèi)通風(fēng)散熱和降低冬季室內(nèi)取暖能耗。空間的劃分與組織是建筑設(shè)計(jì)的基本問題之一，獨(dú)特的形體區(qū)別于形式主義的建筑語言，而是源于功能空間的組織和對場地氣候環(huán)境的應(yīng)對。根據(jù)建筑的使用功能要求，空間劃分為南北兩個(gè)體塊，南側(cè)設(shè)置為辦公空間，北側(cè)為展示空間，包含沙盤展廳、活動(dòng)區(qū)、會(huì)客室等。所有辦公空間實(shí)現(xiàn)了朝南的預(yù)設(shè)，并為北側(cè)的展示空間形成自遮陽。通過植入8m×11m的中心庭院，平面功能布局圍繞中心庭院展開，以此來組織通風(fēng)和采光，增強(qiáng)室內(nèi)外空氣的對流。衛(wèi)生間和樓梯間布置在庭院西側(cè)，有效防止西曬。

　　努力將建筑形體節(jié)能、空間布局和使用功能進(jìn)行綜合考慮，以被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)作為一個(gè)基本要素融入到功能空間的組織之中。建筑南側(cè)單坡和北側(cè)雙坡屋頂?shù)淖冃翁幚恚仁桥c江南傳統(tǒng)民居建筑的對話，又是氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)與空間功能較好的結(jié)合。將南側(cè)辦公單元的屋頂向上起翹，并安裝光伏電池板。北側(cè)展廳的空間調(diào)節(jié)使北側(cè)屋檐下墜，增加了屋頂綠化種植面積，形成室內(nèi)局部挑高空間。屋頂?shù)男问阶兓瘻p少了北側(cè)玻璃面的面積，利于建筑的自然通風(fēng)和減少冬季的熱損失。

　　3.3自然采光通風(fēng)設(shè)計(jì)

　　合理的建筑功能布置和空間設(shè)計(jì)能有效促進(jìn)自然通風(fēng)和采光，根據(jù)功能空間需要和自然采光通風(fēng)的最佳狀態(tài)，對體型、空間、立面等要素進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，如何優(yōu)化展示空間的室內(nèi)舒適性是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。展廳“屋頂形變”創(chuàng)造出局部二層展示空間，增大了建筑東南向迎風(fēng)面，當(dāng)室內(nèi)需要通風(fēng)時(shí)可以手動(dòng)開啟二層外窗和調(diào)節(jié)遮陽百葉角度，改善了室內(nèi)空間的采光和通風(fēng)。

　　植入的中心庭院與走廊門窗、房間門窗、立面開口對應(yīng)，在夏季及過渡季節(jié)東南風(fēng)較多的情況下實(shí)現(xiàn)了良好的“穿堂風(fēng)”效應(yīng)。庭院是自然通風(fēng)和采光系統(tǒng)的核心，提供了除外墻開窗以外的另一新風(fēng)來源。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合綠建斯維爾軟件多次進(jìn)行風(fēng)光環(huán)境模擬優(yōu)化，辦公和展示空間取得良好的采光效果，70%以上面積采光系數(shù)滿足要求。展廳室內(nèi)自然通風(fēng)情況良好，氣流平均速度在0.5~1.2m/s之間，展廳室內(nèi)大部分區(qū)域空氣齡均低于200s。

　　3.4屋頂綠化與水資源利用

　　屋頂綠化作為建筑的第五立面，坡屋頂?shù)淖兓黾恿丝臻g的層次，無論冬季或者夏季，綠化植被下的屋面溫度波動(dòng)均較小，緩解了屋面的冷熱沖擊，營造出一個(gè)以植物為主的擬自然生態(tài)系統(tǒng)[8]。綠化物種選用適宜當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的鄉(xiāng)土植物，屋面綠化占主體屋面實(shí)體面積62%，采用約300mm厚的輕質(zhì)種植土，鋪設(shè)佛甲草草坪，有效降低夏季屋頂溫度1015℃，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度59℃，儲(chǔ)蓄12%的雨水、吸收35%的空氣粉塵。

　　建筑西側(cè)墻面采用模塊化綠植方式，單元綠植模塊掛在預(yù)制構(gòu)架上并配置自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，降低夏季西曬對墻體表面和室內(nèi)溫度的影響。草坡屋面設(shè)分倉梁，疏水板垂直于分倉梁布置，分倉梁上設(shè)過水孔，多余的雨水經(jīng)匯集、沉淀與凈化處理，有效減少屋面徑流總量和徑流污染負(fù)荷。屋面雨水收集后，通過雨水立管排入建筑周邊填有卵石和陶粒的排水明溝中，再導(dǎo)向建筑中央的雨水花園中，下滲補(bǔ)充土壤水分，不外排到雨水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雨水的回收和再利用。

　　3.5可再生能源利用

　　常州市光照資源豐富，近5年的平均月累計(jì)日照小時(shí)數(shù)為156h，日照百分比為42.5%，太陽輻射強(qiáng)度為4585.99MJ/(m2·a),對于建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有很大的應(yīng)用價(jià)值。博覽園采用可再生能源微網(wǎng)控制技術(shù)，將各棟建筑的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)綠色電力與園區(qū)電網(wǎng)結(jié)合，根據(jù)各用電單元實(shí)時(shí)負(fù)荷要求，統(tǒng)一調(diào)配。

　　示范建筑南側(cè)坡屋面上覆蓋太陽能光伏板一體化設(shè)計(jì)，光伏發(fā)電系統(tǒng)采用270W的單晶硅光伏組件，安裝面積為320m2，系統(tǒng)總裝機(jī)容量為54kWp。建筑投入使用后，2016年8月至2017年7月，光伏發(fā)電量為60236kW·h，其中8月份發(fā)電量為全年最高，達(dá)到8819kW·h，光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量約占建筑全年總用電量的23.6%。室內(nèi)主要采暖設(shè)施為地源熱泵系統(tǒng)，通過地源熱泵與城市熱網(wǎng)相結(jié)合方式為建筑提供制冷和采暖。冬季采用地板輻射供暖系統(tǒng)以及新風(fēng)系統(tǒng)，比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能高40%左右。

　　4.木結(jié)構(gòu)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)

　　4.1外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)

　　影響建筑冷熱負(fù)荷的因素主要包括：建筑朝向、體型系數(shù)、窗墻比、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施和保溫隔熱性能等建筑節(jié)能設(shè)計(jì)參數(shù)。利用DesignBuilder軟件進(jìn)行能耗模擬計(jì)算，對外墻、外窗、屋面的保溫隔熱性能作重點(diǎn)研究。

　　木頭是天然的保溫材料，熱橋效應(yīng)遠(yuǎn)低于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，示范項(xiàng)目采用預(yù)制板式木結(jié)構(gòu)墻板。外墻均采用140mm木龍骨中內(nèi)填120mm玻璃棉保溫板;屋面采用90mm木龍骨內(nèi)填70mm擠塑聚苯保溫板(XPS)，保溫層位于氣密層外側(cè)。夏熱冬冷地區(qū)利用建筑外遮陽是降低建筑能耗的最有效手段，通過不同遮陽條件下的全年能耗模擬。

　　不同形式的遮陽均能有效降低建筑能耗，可調(diào)節(jié)外遮陽效果最佳，建筑能耗為82.17kWh/(m2·a)，與滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015要求的乙類公共基準(zhǔn)建筑相比，節(jié)能50.81%，達(dá)到超低能耗建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。種植屋面不僅美觀且具有優(yōu)良的隔熱保溫性能，模擬顯示展廳屋頂增加種植綠化后，建筑能耗下降至82.17kW·h/(m2·a)，節(jié)能率提高2%。

　　示范建筑實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，2016年8月~2017年7月總耗電量254789kW·h，其中空調(diào)系統(tǒng)耗電量約為71410kW·h，折合單位面積耗電量27.45kW·h/(m2·a)，占總建筑能耗的27%左右。根據(jù)制冷制熱效率換算，示范建筑的暖通能耗在84~90kW·h/(m2·a)，略大于能耗模擬結(jié)果82.17kW·h/(m2·a)，本項(xiàng)目達(dá)到超低能耗建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。造成運(yùn)行能耗大于模擬能耗的原因是空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在開窗現(xiàn)象，造成建筑氣密性降低，新風(fēng)負(fù)荷增加。

　　4.2保溫層厚度節(jié)能優(yōu)化

　　示范項(xiàng)目雖已達(dá)到超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)，但從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，可以進(jìn)一步研究保溫材料厚度對建筑能耗的影響，優(yōu)化保溫層厚度。在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外墻占據(jù)著最多的面積，對整個(gè)建筑的節(jié)能起著重要的作用。首先對外墻采用不同厚度保溫層的采暖制冷總負(fù)荷進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)分析，以更加準(zhǔn)確地研究兩者之間的關(guān)系。

　　外墻玻璃棉保溫層厚度由10mm增加至60mm時(shí)，建筑能耗顯著降低，由60mm增加至140mm時(shí)，建筑能耗降低不顯著，保溫層為60mm時(shí)，建筑能耗為83.11kW·h/(m2·a)，建筑節(jié)能率為52.23%。

　　屋面是圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱量損失僅次于外墻、門窗的損失的部位，占圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱量損失的9%左右。外墻玻璃棉保溫層厚度取60mm，對屋面采用不同厚度保溫層的建筑采暖制冷總負(fù)荷進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)分析。屋面擠塑聚苯板(XPS)厚度由10mm增加至50mm時(shí)，建筑能耗降低顯著，由50mm增加至70mm時(shí)，建筑能耗降低不顯著。當(dāng)厚度為50mm時(shí)，建筑能耗為84.43kW·h/(m2·a)，建筑節(jié)能率為51.4%。

　　經(jīng)過優(yōu)化后，外墻采用60mm玻璃棉保溫板，傳熱系數(shù)為0.37W/(m2·K);屋面采用50mm擠塑聚苯板(XPS)保溫板，傳熱系數(shù)為0.21W/(m2·K)，滿足超低能耗建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。出于構(gòu)件受力性能的考慮，保溫材料一般填滿于木龍骨框架內(nèi)，上述保溫層厚度優(yōu)化僅考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱傳遞，忽略了濕傳遞對木質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能影響。因此，木質(zhì)建筑保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度需結(jié)合力學(xué)性能、熱濕耦合和施工技術(shù)等因素開展更深層的理論研究。

　　5預(yù)制裝配木結(jié)構(gòu)技術(shù)

　　5.1現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

　　示范建筑中采用了膠合木框架—剪力墻、桁架以及樹形木結(jié)構(gòu)等多種新型高效的木結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)力與美的結(jié)合。主展館三層辦公樓部分采用膠合木框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，相對于輕型木剪力墻結(jié)構(gòu)體系，具有更高的強(qiáng)度和剛度，使得木框架與木剪力墻能形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)剛度、強(qiáng)度、延性的有效融合。展廳屋面為大跨度膠合木結(jié)構(gòu)，跨度為19.8m，采用了直線梁的形式，梁端部采用雙柱拼接。由于采用了種植屋面，屋面恒載為3.0kN/m2，考慮梁承載能力及變形，優(yōu)化后主梁的截面為170mm×800mm，主次梁相互垂直，形成正交分級的主次梁結(jié)構(gòu)體系。

　　為增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，柱子之間穿插鋼索進(jìn)行加固，柱外側(cè)用斜撐支托懸挑較大的縱梁。建筑東側(cè)入口處采用四棵樹形木結(jié)構(gòu)，自一樓伸至二樓平臺，并向四個(gè)方向?qū)ΨQ發(fā)散，形狀如天然樹枝自由生長至屋面，營造二層平臺開闊的入口空間。樹形木結(jié)構(gòu)擁有優(yōu)美的仿生結(jié)構(gòu)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)支承代替?zhèn)鹘y(tǒng)柱的單點(diǎn)支承，體現(xiàn)了力流從上到下、從分散到集中的匯聚過程，充分展現(xiàn)了現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的力學(xué)美[9]。

　　5.2裝配式梁柱植筋連接技術(shù)

　　為提高現(xiàn)場安裝效率，構(gòu)件除采用常見的銷釘、螺栓和齒板連接外，還采用裝配式木結(jié)構(gòu)梁柱植筋連接方式，這種節(jié)點(diǎn)包括木柱、植筋、膠黏劑、裝配式連接件、節(jié)點(diǎn)緊固件和鋼墊板等[10]。木柱與支撐結(jié)構(gòu)間通過植筋、裝配式過渡金屬連接件和節(jié)點(diǎn)緊固件連接。展廳柱腳的節(jié)點(diǎn)均采用了裝配式植筋連接技術(shù)，柱腳預(yù)埋件預(yù)先在混凝土柱墩澆筑前埋設(shè)，木柱吊裝時(shí)，將帶有植筋連接件的木柱與柱腳預(yù)埋件進(jìn)行機(jī)械連接，無需進(jìn)行現(xiàn)場植筋，提升了安裝效率。植筋本身的線性形狀使其更加適用于大型空間和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，是現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的理想連接方式之一，使施工更加便捷快速，效率提升50%。

　　5.3基于BIM技術(shù)的裝配式協(xié)同設(shè)計(jì)

　　對于裝配式木結(jié)構(gòu)建筑而言，BIM技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)建筑在方案設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、建筑施工、運(yùn)維管理等全生命周期中的控制與管理，提高其設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及施工的效率[11]。運(yùn)用Revit建立三維模型，將復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)拆分為標(biāo)準(zhǔn)化的墻體、樓蓋、梁柱和屋架構(gòu)件，并進(jìn)行虛擬建造，對復(fù)雜構(gòu)造和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的模擬可以用于指導(dǎo)實(shí)際建造。

　　確認(rèn)構(gòu)件之間的關(guān)系與連接，對構(gòu)件及拼裝節(jié)點(diǎn)進(jìn)行碰撞檢查，無誤后導(dǎo)出SAT文件并導(dǎo)入CADWORK。在CADWORK中校核是否有構(gòu)件缺失或者開槽位置不正確，對構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)檢測和分析，減少施工誤差，最后輸出構(gòu)件加工圖紙并生成相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)加工文件。設(shè)計(jì)和建造過程從一開始就是分類、選擇與合作的過程，將各種建筑構(gòu)件、設(shè)備廠家關(guān)聯(lián)在一起進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)研發(fā)和建造，為建筑系統(tǒng)的集成提供了條件。

　　6結(jié)論

　　“木營造館”從項(xiàng)目自身特點(diǎn)出發(fā)，因地制宜，積極實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效的被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)與預(yù)制裝配木結(jié)構(gòu)技術(shù)的適宜結(jié)合，回歸到對超低能耗建筑本體的理解和闡釋，是對綠色低碳建筑設(shè)計(jì)的一次探索，得出以下結(jié)論：

　　(1)遵循以節(jié)能目標(biāo)為導(dǎo)向的建筑性能化設(shè)計(jì)邏輯，通過對場地自然資源及地區(qū)氣候的特點(diǎn)分析，制定“被動(dòng)優(yōu)先”策略，注重可再生能源利用，因地制宜確定適用性綠色技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能設(shè)計(jì)與建筑空間品質(zhì)的整合設(shè)計(jì)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效的超低能耗建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　(2)合理的設(shè)置建筑朝向和功能空間組織，兼顧自然通風(fēng)采光和光伏一體化設(shè)計(jì)，可以有效降低建筑能耗和提高室內(nèi)環(huán)境舒適性：辦公和展示空間70%以上面積采光系數(shù)滿足要求;展廳室內(nèi)氣流平均速度在0.5~1.2m/s之間，大部分區(qū)域空氣齡均低于200s;建筑屋頂一體化光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量達(dá)到建筑全年總用電量的23.6%。

　　(3)木結(jié)構(gòu)墻體和屋面具有優(yōu)良的熱工性能，集成高性能節(jié)能外窗、種植屋面和南側(cè)增設(shè)可調(diào)節(jié)外遮陽，可以達(dá)到超低能耗建筑節(jié)能目標(biāo)。經(jīng)過優(yōu)化后，外墻玻璃棉保溫層厚度取60mm最佳，傳熱系數(shù)為0.37W/(m2·K);屋面XPS保溫層厚度取50mm最佳，傳熱系數(shù)為0.21W/(m2·K)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]游又能，康一亭，馬健，邢英瑞.我國被動(dòng)式超低能耗裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)的研究與發(fā)展[J].建筑科學(xué)，2019，35(08)：137-142.

　　[2]楊學(xué)兵，歐加加.我國裝配式木結(jié)構(gòu)建筑體系發(fā)展趨勢[J].建設(shè)科技，2018，355(5)：6-11.

　　[3]王瑞勝，陳有亮，陳誠.我國現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].林產(chǎn)工業(yè)，2019，56(09)：1-5.

　　[4]趙西平，艾閃，梁斐赫，郝際平.新型裝配式木結(jié)構(gòu)墻板熱工性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[J].工業(yè)建筑，2020，50(10)：49-56.

　　作者：胡憶南1，姜雷2

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