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被动式低能耗建筑的策划、质量控制及认证

 

北京康居认证中心  

马伊硕 曹恒瑞

1 引言

在全球气候变化明显、能源供应紧张,以及人们提升生活品质、改善舒适度的需求不断增长的背景下,被动式低能耗建筑提供了一种协调和平衡的解决路径,其最大优势莫过于可同时实现高度的建筑室内舒适性和高度的建筑能效性,即平衡了当代人对健康和舒适生活的需求与社会和环境可持续发展的需求。

为了同时实现室内舒适度和建筑能效性的双控目标,被动式低能耗建筑主要采用了以下五方面的关键技术:设置连续完整的气密层确保良好的建筑气密性;采用高效的外围护结构外保温系统;采用高性能的外门窗系统;执行无热桥的设计理念与建筑节点构造方式;设置带有高效热回收装置的通风系统。

上述技术措施,不仅大部分与传统建筑做法具有颠覆性的区别,而且无论是在设计阶段还是在施工阶段都必须以极高的执行力度贯彻全部的细节处理。因此,与普通建筑不同,被动式低能耗建筑的设计、施工及运行,应以室内环境指标和建筑能耗指标为约束目标,采用性能化的设计方法、精细化的施工方法和智能化的运行模式实施,实现精细化设计、精细化施工、精细化运行。

对于这类精细化水平要求极高的高能效建筑,有效的项目策划和工程管理尤为重要。特别是对于在现下的时代和环境背景下,积极探索并寻求符合时代需求和家国利益的建筑产品解决方案的开发建设单位而言,了解被动式低能耗建筑的策划重点,实施贯穿于项目策划、实施、运营全寿命周期的质量管理,是至关重要的。

本文基于建设工程动态管理方法,针对被动式低能耗建筑阐明了项目的策划决策、过程管理和建筑认证方法,以及在项目全寿命周期的质量控制过程中,以控制能效目标(即建筑能耗指标)和舒适性目标(即室内环境指标)为核心,项目参与各方的质量保证分工职责和协作流程。以全过程质量控制为核心、以建筑认证为建筑质量敦促和对外申明的手段,通过设置在建筑策划决策、勘察设计、招标采购、施工安装、检测检验、竣工验收、交付运营各个阶段的检查、监督、审核等措施,实现对被动式低能耗建筑质量的全面保障。

2 策划决策

策划决策阶段,应首先对项目预计实现的能效目标做出决策,继而策划项目的开发建设规模、实施阶段组织方案、实施阶段管理模式及质量保证措施,以及项目技术及运营方案的相关内容。

2.1 建筑能效目标

确定建筑物的能效目标是决策阶段的首要任务。建筑能效目标(要达到何种能效水平)一旦确定并执行,建筑物的能效水平和舒适度水平将在后续长久的运营过程中得以体现,并回馈于建设方和投资方。

2.2 开发建设规模

应综合考虑以下因素,决策被动式低能耗建筑开发建设规模:

1)当地政策;

2)公司策略;

3)产品定位;

4)舒适度要求;

5)增量成本;

6)工期要求;

7)当地房价水平;

8)当地用户接受程度;

9)市场产品供应量。

2.3 组织方案

组织是目标能否实现的决定性因素。被动式低能耗建筑项目管理的组织,决定了项目的成败。实施阶段的项目管理组织方案,包括建立项目负责团队,确定组织结构、工作任务分工、管理职能分工、工作流程。

2.4 管理模式及质量保证措施

应决策以下内容,以确保被动式低能耗建筑的质量水平。

1)采取全过程质量控制的模式

选择具有丰富的被动式低能耗建筑实施经验和技术储备,具备明确的全过程质量控制工作流程和丰富的多方沟通经验的技术支撑单位,从设计、选材、施工、检测、验收到交付、运营,进行全过程质量控制,保障项目质量。

2)取得被动式低能耗建筑认证

选择被动式低能耗建筑领域的专业认证,通过获取第三方认证敦促项目质量满足高标准要求,对项目的设计和施工质量、能效水平和室内舒适度进行自我申明,使住户、使用者、投资者明确地了解项目的性能和品质,同时为监管机构提供项目符合高能效建筑标准要求的证明。

3)确定合理的合同结构

合同结构反映建设方与项目各参与方之间,以及项目各参与方之间的合同关系。在被动式低能耗建筑项目中,尤其重要的是涉及项目施工阶段,各参建方的工作界面划分。应确定项目合理的合同结构、合同内容,体现被动式低能耗建筑倡导系统化施工的理念。

4)选择适宜的设计单位

应综合考虑以下因素,选择适宜的设计单位:

1) 具备国家认可资质的被动式低能耗建筑设计师参与具体项目实施;

2) 具体项目设计人员具有被动式低能耗建筑的设计经验;

3) 设计单位临近项目所在地,便于项目现场调度;

4) 设计团队稳定,固定设计人员持续负责至项目验收。

5)选择适宜的施工总包单位

应综合考虑以下因素,选择适宜的施工总包单位:

1) 接受过专业的被动式低能耗建筑施工培训;

2) 技术负责人具有被动式低能耗建筑的施工经验;

3) 施工管理和施工水平适应于被动式低能耗建筑的精细化施工要求。

6)确定适宜的施工分包模式

采取外墙外保温系统(包括饰面)、屋面防水保温系统、外门窗系统、遮阳系统、新风系统的方式进行工作切分,并综合考虑以下因素,选择专业的分包单位:

1) 具备国家认可资质的被动式低能耗建筑施工人员参与具体项目关键工序;

2) 掌握系统施工技术,具有成熟的系统施工工艺及施工能力;

3) 现场负责人具有被动式低能耗建筑的施工经验;

4) 施工团队稳定,关键技术人员持续负责至项目验收;

5) 施工管理和施工水平适应于被动式低能耗建筑的精细化施工要求;

6) 具备良好的信誉、售后服务能力和赔付能力。

7)制定合理的设计和施工周期

应制定合理的设计和施工周期,避免大量压缩设计和施工正常工作时间的现象,以满足被动式低能耗建筑精细化设计和精细化施工的要求。严禁边设计边施工,由此避免后期大量设计变更和施工整改所带来的不必要的损失。

8)采用全专业协同控制方式

遵循多专业协同的工作模式,在设计和施工阶段,协调建筑、暖通、结构、给排水、电气与室内装修专业共同参与,以便优化设计,合理安排进度和资源配置。

2.5 项目方案

应决策以下与项目技术及运营方案相关的内容:

1)建筑立面:建筑立面应简洁、规整,尽量避免装饰性构件和干挂幕墙系统。

2)建筑平面:建筑平面应综合考虑设备、管线排布,避免各类管线相互影响。

3)建筑层高:综合考虑结构布置、设备安装、管线敷设等,避免出现净高过小。

4)交付方式:被动式低能耗建筑宜采取精装修的方式交付。

5)物业管理模式:应针对项目运营成本低的特点选择适宜的物业管理模式。

3 全过程质量控制

3.1 控制目标

项目管理的核心任务是项目的目标控制,可以说,没有明确目标的建设工程不是项目管理的对象。在被动式低能耗建筑工程实践中,普遍意义上的项目目标当然包括投资目标、进度目标和质量目标,但是对于被动式低能耗建筑而言,其特殊意义的核心控制目标在于:

1)建筑的能效目标;

2)建筑的舒适性目标。

3.2 控制过程

被动式低能耗建筑项目的全寿命周期包括项目的决策阶段、实施阶段和运营阶段。全过程质量控制应覆盖被动式低能耗建筑的全寿命周期,包括决策阶段质量控制(即决策控制,Decision Control,DC)、实施阶段质量控制(即过程控制,Process Control,PC)、运营阶段质量控制(即运营控制,Operation Control,OC)。

在决策、实施、运营三个阶段中,以下工作过程均应处于全过程质量控制系统的控制范围:策划与决策过程、勘察设计过程、设备材料采购过程、施工组织与实施过程、检测检验过程、项目质量评定与竣工验收过程、交付过程、回访维修过程、运营服务过程。

被动式低能耗建筑项目的质量目标,同时涉及了设计质量、材料/ 产品质量、设备质量、施工质量,以及最终在运营过程中建筑物所表现出来的服务质量。因此,全过程质量控制,是项目参与各方所共同致力于实现项目控制目标的一系列活动的总和。实施质量控制的主体是工程项目的建设方(投资方、开发方)以及项目的全过程技术支持方,涉及参与质量控制的各方包括工程项目的设计方、施工方、监理方、供货方和项目运营期的管理方。被动式低能耗建筑的全过程质量控制系统中,项目参与各方的工作历程,见图1 。

 

1 被动式低能耗建筑的全过程质量控制系统

3.3 控制措施

被动式低能耗建筑的实施阶段质量控制,是全过程质量控制系统的核心控制过程。针对项目的勘察设计、招标采购、施工安装、检测检验、竣工验收阶段,质量控制措施主要包括:设计培训、技术指导、图纸审核、建筑能耗审核、施工培训、设备材料性能控制、现场见证取样送检、施工现场质量检查、项目检测监督、现场质量和资料验收等。

被动式低能耗建筑的运营阶段质量控制,是针对项目的交付、运营等阶段,以建筑能效和舒适性为目标,利用数字化基础设施,跟踪优化能源系统的运行效果,优化物业管理与用户之间能源服务的双向互动,强调建筑与设备系统之间的调适与持续优化。运营阶段质量控制措施主要包括:物业及用户技术指导、室内环境及建筑能耗数据监测、建筑质量回访、项目检测监督、用户满意程度调查等。被动式低能耗建筑的全过程质量控制流程,见图2。

 

2 被动式低能耗建筑的全过程质量控制流程

3.4 分工职责

被动式低能耗建筑的全过程质量控制系统中,项目建设单位、技术支持单位、设计单位、施工单位应分别承担以下职责, 见表1 ~表4。

1 建设方职责

2 技术支持方职责

3 设计方职责

4 施工方职责

3.5 协作管理

3.5.1 设计阶段的协作与提资

被动式低能耗建筑的全过程质量控制系统中,设计阶段技术支持方与设计方之间的协作流程,以及相互提资节点和内容,见图3。

 

3 设计阶段工作流程及提资内容

3.5.2 施工阶段的协作与提资

被动式低能耗建筑的全过程质量控制系统中,施工阶段技术支持方与施工方之间的协作流程,以及相互提资节点和内容,见图4。

 

4 施工阶段工作流程及提资内容

3.5.3 验收阶段的协作与提资

被动式低能耗建筑的验收,分为现场质量验收和资料验收两部分。其中,现场质量验收中不可缺失的重要一环是对于项目现场检测检验的监督和质量控制。在对建筑气密性测试、建筑红外热成像测试的实施过程进行现场质量控制的前提条件下,对现场施工质量进行检查验收,并形成质量验收报告。对于资料验收部分,被动式低能耗建筑的验收资料一般应包括的内容,见表5。

5 验收资料清单

3.5.4 运营阶段的协作与提资

在运营阶段,主要是项目的运营期管理方与技术支持方配合工作,工作的成效很大程度上取决于项目初期决策阶段确定的物业管理模式。在项目投入运营的2~3 年内,技术支持方收集室内环境(包括室内温度、相对湿度、CO2 浓度、PM2.5 浓度、PM10 浓度等)和建筑能耗(包括暖通空调、照明、生活热水、电器设备的分项能耗)的24 小时监测数据,实时监控项目运行效果,审核能效措施成果,有必要时对不理想的流程实施优化。同时,对建筑使用者的实际体验进行调查,针对建筑本体和建筑的室内环境两部分综合评估用户的满意程度。

针对建筑的长期质量水平,应通过运营期建筑质量回访、运营期建筑气密性测试等方式,检查建筑在运营过程中的长期质量维护水平和气密性性能。

4 建筑认证

建设工程项目从本质上来说是一项建筑产品,与普通产品不同的是,建筑产品采用单件性策划、设计和施工的生产组织方式,决定了各个建筑产品质量特性的差异,也决定了建筑产品的质量控制必须采取过程控制的方式。

因此,被动式低能耗建筑的认证,必须采取过程控制的认证方式,以全过程质量控制的手段作为建筑认证的核心。仅仅某一阶段的某单项指标或证明,不足以成为建筑认证的有力支撑。本文上述的遍布在建筑策划决策、勘察设计、招标采购、施工安装、检测检验、竣工验收、交付运营各个阶段的检查、监督、审核等一系列全过程质量控制措施,确保建筑产品的能效目标和舒适性目标得以落实,是建筑认证的重要途径。

如图2 所示,建筑产品实施阶段完成、竣工验收合格,取得质量认证,意味着建筑产品达到了设计、施工阶段的质量要求;建筑产品进入运营阶段2~3 年、运营水平合格,取得运营认证,意味着建筑产品真正实现了其预期的质量特性。

建筑的质量认证、运营认证使住户、使用者、投资者以及更为广泛的利益相关方更明确地了解建筑物的关键性能指标,以及建筑物实际的舒适度和质量水准,以此来解决其对建筑物品质的关注;使建设方在租售、推广和宣传的过程中表明其建筑的品质标准;为监管机构提供建筑物符合高能效标准要求的证明;亦可向市场表明第三方独立机构的全过程审查和监督。

5 结论与展望

建设工程管理工作是一种增值服务工作。在现实的传统工程实践中,通过管理为项目的建设阶段增值(提高工程质量、利于投资控制、利于进度控制)往往得到更多的重视,而通过管理为项目的运营阶段增值(提升能源效益、提升环境效益、降低运营成本、满足用户使

用需求、提高建筑服务水平、利于项目维护)却常常被忽视。

被动式低能耗建筑的全过程质量控制和建筑认证,核心任务是使项目在建设阶段和运营阶段同时实现增值。项目建设方在工程建设过程中的增量投资,将在建筑运营的能源成本大幅降低和不动产整体附加值大幅提升的收益中得以抵偿,乃至转为持续盈利。同时,将从建筑物作为服务者而提供的耐久的、高品质的服务中得到最佳回报。

 

本文出自《建设科技》2020年08期,主题:被动式低能耗建筑(被动房)。

 

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