高性能集成房屋在城乡生态服务建设中的应用研究

高性能集成房屋自重较轻，施工现场湿作业少、施工工期短，房屋气密性保证了房屋的热工性能，不仅可大大提高建筑的使用舒适性，而且还能大幅降低建筑的使用成本，在节能、节地、降低碳排放的过程中发挥着重要的作用。1高性能集成房屋在城市生态建设中的积极意义1.1 减少对传统市政管网的依赖传统的区域开发高度依赖各种市政前提条件，运行过程中消耗能源和水资源，排放雨水、污水、固体废弃物以及废气等，因此在传统的建筑开发之前需要完备的市政设施配套供给、接纳和处理。传统建筑新建初期，在前期阶段需解决很多基础设施条件问题，提前敷设基础设施管网；在实际过程中，项目建设周期长，需分期、多步建设，在长时间内不能达到设计负荷、浪费投资的同时，其效率和经济性也无法得到保障。1.2 降低资源能源约束对城乡发展的影响资源短缺极大地限制了我国城市化的发展，其中资源短缺主要包括水资源短缺、能源短缺等。城市化极大地增长了对电、煤、石油、燃气等能源的需求，给生态环境带来了非常大的压力。从水资源来看，过去城市供水的主要问题是缺乏供水和排水设施。随着城市人口的急剧增加，生产和生活用水将急剧增加。此外，河流、湖泊等地表水和地下水质也受到了严重污染。专家估计，将会导致我国660多个城市地表水资源短缺，200多个城市严重缺水。1.3 环境友好型城市建设随着经济的快速发展，我国水污染、空气污染等全球化问题日益突出。有近80 %河段的水不适合饮用，有50 %的地下水受到污染。仅水污染每年造成的经济损失达400亿元。近年来，我国30 %的土地被雾霾笼罩，许多城市空气污染问题严重，如河北唐山和邢台等城市已达到严重的污染水平。此外，随着小汽车人均持有量逐步增加，大大加剧了空气污染的程度。此外，我国众多城市存在垃圾堆积处理与垃圾污染的问题。1.4 装配式集成建设方式通过规划层面对地块功能的不同功能需求进行多种单元式功能模块的拼装组合（图1），采用装配式模块的快速构建方式，完成兼具功能性、舒适性和生态性的集成式城市多功能体。

（a）

（b）图1 多种单元式功能模块拼装组合示意（a）功能单元整理组织；（b）组合拼装综合体2高性能集成房屋在城市生态服务建设中的应用策略建筑功能的单元化和全装配化，各个单元主体实现被动房的设计标准；在不同的城市规划要求下进行各功能单元的组合，在组合单元之间留出灰空间，形成室外至半室外至室内的过渡空间，不仅能节约能耗、满足感官舒适性，而且能使各个使用空间和设备功能空间在有限的场地范围内更好地融合。主体采用装配式技术，降低建造门槛，节约公共建筑建设周期，单元化功能模块实现菜单式功能服务组合；将建筑功能单元组合时采用；光伏发电用于自用或电能输出；融合花房景观的新生水净化供给系统，内部四季花园景观提升主体附加值；融合公众服务包括生活湿垃圾干化处理，创造现金流维持运营。通过对城乡生态服务综合体技术开发及应用体系的开展研究，可在雨污水生态处理及产业化技术、生活湿垃圾干化处理装置研发及产业化技术、集成房屋及光伏建筑一体化研究与开发技术上获得关键突破，为满足现代城乡建设的迫切需要，将水资源的循环有序利用与能源循环和经济自给自足相结合，形成对自然生态、经济投资和能源投资依赖性极低的综合设施。有效地解决城市基础设施建设周期长、建设条件苛刻的问题；完善基础设施、简易能耗、资源消耗和生态友好型城市功能的分离；解决基础设施功能整合和可持续运营的资金来源问题；实现建设易操作性，功能可复制性，以水、能源创新技术为载体，实现自运营，节约政府支出；实现生态可持续、社会可持续、经济可持续；促进生态、产业、社会、经济融合发展。3高性能集成房屋在城市生态服务建设中应用的创新点3.1 高性能集成房屋及光伏建筑一体化融合技术集成房屋为超低能耗建筑，采用装配式建筑构造方法，有利于保障不同功能建筑的整体质量和工程质量，并且便于运输和现场组合安装。同时，该集成房屋在基础设施应用中，通过利用光伏幕墙及光伏屋顶进行发电，形成光伏建筑一体化系统，采用该系统可得到相对稳定的电力，满足建筑的照明需求，并作为补充能源应用于制冷系统，该做法可在用能峰值期间有效降低用电负荷，在保证用电安全的同时，节约制冷能耗。此外，搭配建立光伏电站智能远程监控平台，在节能的同时实现远程实时监测、设备运行分析、发电量评估分析，及时有效地提供光伏电站检测及智能运维服务，最终在该集成房屋具备一定规模后实现自发自用、余量上网、电网调节。3.2 雨污水分散生态净化与建筑功能景观融合技术雨污水分散生态净化与建筑功能景观融合技术：与生态服务相融合的污水生态处理设施布设方法。构建适用于城乡生态服务建筑及其周边片区的雨污水综合利用技术体系，研发柔性高强度拼装式透水铺装和雨水蓄净一体化技术，具备雨水的渗透、净化、回用和调蓄功能；基于潮汐流人工湿地的污水生态处理技术，开发出城乡污水资源化智慧生态一体式终端，能够实现与生态服务综合体功能融合的布设方法，实现功能性、景观性的融合。3.3 小型生活湿垃圾干化、资源化与建筑融合技术高性能集成房屋在应用中实现了小型生活湿垃圾干化资源化与建筑融合技术（图2）：以生态集约、绿色节能、生态环保、空间适宜、健康安全为基本原则，以湿垃圾安全处理和高效回收为核心，通过技术创新对湿垃圾进行干燥和压缩，最终实现湿废物在服务区的便捷处理和再利用。图2 小型生活湿垃圾干化、资源化与建筑融合技术示意4 结论在土地方面，高性能集成房屋高品质功能复合生态基础设施可实现高效集约利用城市空间，多场景适用实现模块化安装；在能源