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关键词:装配式建筑;结构设计;技术优化
近年来,我国建筑业发展迅猛。为了解决传统建筑模式中人工成本高、工期长、工程量大、环境污染严重等重要问题,装配式建筑应运而生,顺应了行业发展的要求,并且采用装配式施工方法绿色、环节、节能,符合当前社会经济发展的理念。但目前装配式建筑在我国发展还较为缓慢,还处于待完善阶段,主要在东部经济较为发达的沿海地区进行尝试性发展。因此,很多企业于装配式建筑物的特征不够了解,ζ淅斫獠磺澹在建筑设计、抗震设计及构建制作上缺乏经验,不能是装配式建筑的优势充分发挥,在建设过程中不但没有降低建筑成本,反而使建筑成本大大增加。装配式建筑结构有效设计是装配式建筑结构成功与否的关键,再依循设计方案进行建筑结构的拆分、构件制作及结构组装。稳定性、安全性和实用性是装配式建筑结构的基本原则,所以对装配式建筑结构设计优化显得尤为重要,确保建筑物质量,进一步促进整个装配建筑行业的发展。
1 装配式建筑的设计要点
可行性、使用性是装配式建筑结构设计的关键点。同时,在设计中首先必须注意在确保建筑物功能性和安全性的前提下,通过专业、标准、精细的设计,充分发挥建筑设计的优越性,注重能源的损耗,为人们提供一个安逸舒适的建筑环境。将建筑物的结构高度、不规则度及结构复杂度控制在合理范围。建筑设计在进行初步设计过程中必须充分考虑建筑材料、结构体系、结构布置、各参数等,对多种设计方案从可行性、经济性等方面进行充分比较,获得最优设计方案。另一方面,根据国家相关标准,对结构设计进行精确计算,保证在建筑过程中对风险处于可控范围。
2 装配式建筑的结构优化设计分析
装配式建筑的结构优化设计主要从设计流程、设计体系建立、结构技术体系、预制构件拆分与控制、预制构件节点优化设计及有效利用相关政策六方面进行优化。
2.1 设计流程优化
装配式建筑在考虑功能性需求的同时还需要关注结构设计对工厂化生产及装配式施工的影响。装配式建筑的设计需要涵盖整个过程,从构件生产到运输、装配,对建筑物的要求都非常严格。在设计阶段,对构件设计、拆分等方面需要做好优化工作,保证装配式构建在设计、生产、施工过程中的紧密连接,形成完整的工艺流程;在图纸设计方面,以方案的可行性作为前提,细化设计建筑物装配结构的各构件,优化预制构件生产工序,降低现场管理难度和施工难度,降低施工成本。
2.2 设计体系优化
设计体系优化主要在于建立标准的设计体系。规范建筑户型模块和交通核模块,充分发挥建筑物经济性和功能性要求,降低楼板和外墙的构件种类,使装配式建筑物施工效率大大提高。建筑户型模块方面,在确保室内空间尺寸的精准、合理的前提下,可对室内结构布置、客厅布置及卧室开间布置做适当调整;交通核模块方面,主要对建筑物使用过程中的人的上下通行和物品上下运输(主要包括楼梯、电梯井、走道)、设备的安装布置(主要包括机电管井)等进行规范性设计,使其与板楼、通廊相互搭配更加规范,满足各种客户对房屋的不同需求。
2.3 结构技术体系优化
与现场实际相结合,选择合理的结构技术体系是装配式建筑结构设计优化的关键。所谓结构技术体系是指配整体式的框架结构、叠合剪力墙、装配整体式剪力墙结构等与结构设计有关的技术体系。建筑物的平面部分,在结构技术优化时可采用叠合板、叠合梁形式;建筑物剪力墙采用预制装配式时可采用预制的叠合剪力墙,也可采用双面预制的叠合剪力墙,竖向连接可采用钢套筒连接形式进行。在各构件之间连接时方法较多,连接形式也不固定,具体根据施工需要而定。
2.4 预制构件拆分与控制
在不同项目中装配式建筑结构的预制部位和预制形式不同,需结合具体工程项目而定,一般住宅建筑,首先应该考虑其水平构件的预制技术,主要有楼梯、阳台、预制叠合梁以及外墙保温与装饰等一体化设置,减少外墙脚手架的使用,优化承重墙与非承重墙的设置等。
2.5 预制构件节点优化设计
装配式建筑的设计重难主要在于节点设计,在抗震性、功能性方面对建筑物起着决定性作用。因此,在建筑构件连接处控制所使用的钢筋、套筒、预埋件等的成本,优化节点处的连接方式,保证建筑物具有良好的抗争性能,同时降低施工成本,提高工作效率,达到稳固连接各部件的目的。
2.6 有效利用相关政策
装配式建筑发展处于起步阶段,技术不成熟,因此其发展受到了较大的阻碍,为了鼓励新技术的发展,提高建筑业走向更加绿色环保、低能耗的目的发展道路,政府必须出台一些优惠政策,鼓励企业发展装配式建筑结构,降低装配式建筑结构的建设成本,充分发挥装配式建筑结构的优势。
3 结语
我国的装配式建筑近年来发展缓慢主要原因在于其建设成本较高,因此降低装配式建筑物建设成本是其向前发展的关键。企业应该加强管理,建立健全各模数标准、部件产品标准,通过这些标准是个装配式构建统一流水线式工厂生产,降低构建的预制成本。另一方面,在工程实际中要不断对装配式建筑结构设计方案进行优化,改进施工工艺,提高工程质量和效率,降低施工成本,推动装配式建筑的不断创新与发展。
参考文献
[1] 石建光,林树枝.预制装配式混凝土结构体系的现状和发展展望[J].墙材革新与建筑节能,2014(01):45-48.
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量[1]。装配式建筑最初出现于上世纪初期,并不需要现浇作业,只需要现场装配即可,同时,这种建筑中的构件成本并不高,性价比也很好,且带有绿色建筑特点。在生态环境保护备受重视的今天,装配式建筑因具有绿色环保特征,受到人们的青睐。
2装配式建筑结构体系
2.1种类划分
对于装配式建筑来说,拥有多种类型,按照形式划分有剪力墙形式、框架与核心筒形式、框架与剪力墙形式等;按照高度划分有多层混凝土式、高层混凝土与低层混凝土式[2]。在我国应用最多的装配式建筑结构形式为剪力墙结构,但在商场等建筑项目中多采用框架式。
2.2抗震性能
在自然灾害频发的今天,任何建筑最重要的一点莫过于具有良好的抗震性能。通过研究可以发现,装配式混凝土建筑结构大致可以分为两种,一种是全装配式;另一种是半装配式,无论哪种装配形式,其装配程度的高低不会影响到建筑整体刚度,能够影响结构刚度的只有受力构件刚度与节点刚度,如果它们的刚度不达标,那么在地震等自然灾害发生以后,建筑使用者的安全将受到极大威胁,因此,应提升受力构件与节点刚度[3]。同时,在装配式建筑中有多个节点形式,不同结构刚度所带来的影响也不会不同,尤其是抗震性能存在一定差异,所以,在装配式建筑结构体系设计过程中,应加强与现实情况的联系,提升建筑结构的抗震性能。
3装配式建筑结构设计
3.1框架结构体系设计
对于装配式建筑框架结构体系来说,在我国商场建设中应用较多,也是应用力度较大的装配式建筑结构。之所以采用这种结构体系,主要是由于该体系质地相对较轻,便于运输,同时它属于综合性能相对较好的高层框架。在利用框架结构体系的过程中,无论是叠合板还是合梁都会在工厂内部完成,然后利用运输设备将这些框架运输到施工场地,再在现浇处理节点或梁端键槽等方式的作用下完成下一阶段的设计。为提高框架结构体系装配式建筑的受力能力,在实际设计中还需要关注以下几点问题:一,强度等级控制。无论是柱混凝土还是预制框架柱底的强度等级至少要达到C30左右;二,平面设计原则。在设计梁柱中心线的过程中应做到竖向平面相同,且呈现对齐形式,在纵向上也要以对齐为主;三,预埋件的处理。对于框架结构体系设计来说,预埋件属于不可缺少的一部分,所以,在实际设计过程中应保证处于不同区域的预埋件能够很好的连接在一起,无论是承受轴力还是剪力都处于良好状态。
3.2剪力墙结构体系设计
剪力墙结构体系在我国居民保障住房中的应用较多,在设计这种结构体系的装配式建筑时,可以根据需求与工厂实际情况选择剪力墙结构,既可以是半预制式,也可以是全预制式,无论哪种形式都能满足设计需求。为确保装配式建筑结构质量,满足使用需求,应关注以下几点内容:一,设计好承重墙板。承重墙是装配式剪力墙结构体系设计中不可缺少的一部分。为做好承重墙设计,保证建筑质量,需要将承重墙搭建在两侧的山墙上。同时,做好内力计算结果与抗侧力设计。此外,在结构竖向抗侧力设计的过程中,应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起,并做好抗震设计与连接设计,以便提升建筑结构的整体性,避免出现中断的情况;二,控制好钢筋直径与强度。在剪力墙结构体系设计中应保证各个预制构建间的连接性处于良好状态。在实际设计的过程中不仅要确保传力良好,还要提高构造的可靠性。如果发现该结构的抗震能力较差,应适当提升钢筋直径与强度;三,注意与现场吊装环境的联系。对于剪力墙结构体系来说,如果在设计中采用的是分块设计,那么在实际设计中应注意与现实情况的联系,如房间构造、拼接位置等。对于竖向接缝的部位,应做到避免应用到暗柱中,且尽量避免在同一个建筑结构中应用多个构件。此外,在实际设计中应严格按照相关要求操作,做好验算,避免出现配筋变形等情况,只有这样才能保证设计合理,满足人们实际需求。
4结语
通过以上研究得知,装配式建筑是现代建筑中应用较多的一种形式,它不仅可以降低劳动强度,还有利于生态环境保护,但不同的装配式建筑在结构体系与设计上的方式并不相同,注意要点也存在差异,因此,本文联系实际情况,分别对框架式装配式建筑与剪力墙装配式建筑的结构设计进行了研究,希望能为相关人士带来有效参考,加大装配式建筑在我国的设计与应用力度。
作者:黎静 单位:青岛博雅置业有限公司
参考文献:
[1]陈秋实.预制装配式建筑结构体系与设计[J].江西建材,2017,(02):50-53.
关键词:装配式建筑;教学方法;土木专业
一、装配式建筑的特点
与传统建造方式相比,装配式建筑建造速度快,构件工厂化制作受环境条件影响小。装配式建筑的大力发展促使原有的部分手工劳动建筑工人转变为机械流水线操作工人,实现施工现场无粉尘作业,节省劳动力,节约时间和降低能耗成本,提高建筑质量与效率。装配式建筑构件通过工厂化生产,产品将更加标准化、规范化,提升建筑构件的精确度,保证建筑整体偏差缩小。预制装配式建筑能够缩短施工现场用时,对建造工期有更高的可控性。通过工业化与信息化集成设计,装配式建筑有利于研究发展绿色、环保、低碳、节能型建筑。装配式建筑的抗震性能、耐火性能、隔音效果可以通过模块化设计与检验得到显著改善。工厂化生产的建筑外墙板不但可以达到质轻、高强与节能,经过引进工艺,可使建筑物的外观像其他工业产品一样美丽多彩。
二、装配式建筑的技术人才需求
装配式建筑将是未来建筑业发展的主流,对手工劳动和劳动技能过分依赖的传统建筑岗位将出现大幅缩减。这给传统的建筑专业技术人员提出新的挑战。为此,高校需要培训建筑工程人员从传统的劳动方式向新的劳动方式的转变。目前,装配式建筑相关产业链的软硬件基础薄弱,工程建设从业人员缺乏工业化的管理思维。对装配式建筑产业化从前期策划管理到技术支撑能力与工程实施经验存在认识不足。构件化的装配式设计流程、装配式的施工过程给设计、施工提出了新的技术挑战。建筑行业BIM技术的应用发展迅速,对于BIM人才的需求愈发急切,加快培养掌握BIM技术、了解装配式建筑的设计、施工工艺技术的技术研发人才迫在眉睫。土木工程专业在装配式建筑的教学内容上,就技术研发、设计、生产、施工及维护方面应加大教学工作量,积极探索优质高效的教学模式,解决我国在这方面专业技术人才短缺问题。
三、房屋建筑学课程应补充的内容
为顺应装配式建筑的发展需要,土木工程专业应推动建筑构造教学内容的改革与补充。为建筑业输送具有装配式建筑方面知识和能力的应用型人才。在房屋建筑学课程教学中,在以下几个方面进行调整,补充相关的教学内容。1.装配式建筑设计原理内容。在房屋建筑学课程教学中,通过对教材内容的补充,以了解装配式建筑设计的基本原理为教学核心,围绕这一核心建构一套课堂教学,与房屋建筑学课程设计相结合,鼓励学生在装配式建筑设计方面进行创新构想,把房屋建筑学课程设计变为第一次装配式建筑设计的起点,着力培养学生装配式建筑的设计能力。2.装配式建筑构造内容。装配式建筑通过形式创想与精细化设计将会出现许多实用的新型构造。从内部结构节点连接到复合多层装修构造等,专业教学一定要紧跟发展需要,及时总结,把成熟、可靠、适宜的内容补充到教学之中。要充分利用国标与地方标准图集中有关装配式建筑构造内容。装配式建筑构造教学中应积极推广三维仿真培训系统的使用,应用三维仿真软件进行教学,为学生提供空间的直观感触。3.装配式建筑工业化与智能化内容。在房屋建筑学课程的教学内容中重新加入关于装配式建筑工业化的教学章节。装配式建筑工业化应包含:设计标准化、构件工厂化、施工机械化与管理科学化。现在被大家热谈的BIM技术在装配式建筑中即将发挥重要作用,利用BIM技术可以实现对设计、构建、施工、运营的全专业全过程的管理,为装配式建筑信息化运作提供数据支撑。装配式建筑适合实现工业化生产,装配式建筑的发展成为我国建筑工业化发展的重要标志。
四、装配式建筑的实践教学
认识实习是学生获得感性认识的主要实践环节,通过参观调查装配式建筑,学生对装配式建筑有一个概况及入门的认识,给学生以具体丰富的感知。在认识实习教学中,教师要引导学生自主搜集材料,鼓励学生带着资料参观建筑。组织学生合作探究装配式建筑构造,提供丰富的辅导资料与教学答疑为学生开阔眼界。在专业教学过程中,适时开展装配式建筑的实地调研,促使学生把课堂学到的概念和实际的建筑实体对应起来,学习被调研建筑中的一些建筑设计策略和装配式建筑技术。
五、专业教师的教学水平提高
1.装配式混凝土结构技术规程(JGJ1-2014)
《规程》较全面地总结了我国近年来装配式混凝土结构的研究成果和全国各地的工程实践经验,同时借鉴了国外先进技术,主要技术指标设置合理。
2.工业化建筑评价标准(GB/T51129-2015)
《标准》首次给出了诸如“工业化建筑”、“预制率”、“装配率”、“建筑部品”等术语和定义。由于经验不多,《标准》暂以单体建筑为评价对象,要求预制率不应低于20%,装配率不应低于50%。
3.预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程(JGJ/T258-2011)
此《规程》主要介绍预制带肋底板混凝土叠合楼板结构设计、构造要求、工程施工、工程验收。
4.木结构设计规范(2005年版)(GB50005-2003)
《规范》内容涵盖基本木结构构件计算、木结构连接计算,普通木结构、胶合木结构、轻型木结构、木结构防火、木结构防护等。
5.木结构工程施工规范(GB/T50772-2012)
适用于木结构的制作安装、木结构的防护,以及木结构的防火施工。
6.木结构工程施工质量验收规范(GB50206-2012)
内容主要分为方木和原木结构、胶合木结构、轻型木结构、木结构的防护、木结构子分部工程验收。
7.胶合木结构技术规范(GB/T50708-2012)
主要内容是胶合木基本设计规定、构件设计、连接设计、构件防火设计、构造要求、构件制作与安装、防护与维护。
8.轻型木桁架技术规范(JGJ/T265-2012)
适用于在建筑工程中采用金属齿板进行节点连接的轻型木析架及相关结构体系的设计、制作、安装和维护管理。
9.装配式混凝土结构技术规程(JGJ1-2014)
主要技术内容是装配式混凝土建筑设计、结构设计基本规定、框架结构设计、剪力墙结构设计、多层剪力墙结构设计、外挂墙板设计、构件制作与运输、结构施工、工程验收。
10.木骨架组合墙体技术规范(GB/T50361-2005)
此《规范》对木骨架组合墙体设计、施工和生产、质量和验收、维护管理进行了规定。
国家现行图集
1.装配式混凝土结构表示方法及示例(剪力墙结构)(15G107-1)
2.装配式混凝土结构连接节点构造(15G310-1)
3.装配式混凝土结构连接节点构造(15G310-2)
4.A制混凝土剪力墙外墙板(15G365-1)
5.预制混凝土剪力墙内墙板(15G365-2)
6.桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)(15G366-1)
7.预制钢筋混凝土板式楼梯(15G367-1)
8.预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙(15G368-1)
9.轻型木桁架技术规范(JGJ/T265-2012)
关键词:高层;装配式住宅;立面设计
高层装配式建筑的不断发展,推进高层装配式建筑立面设计的不断发展。现有的立面设计出现一些缺憾,造成装配式住宅功能和外观逐渐下降。设计人员不能掌控设计细节,对于材料的选择失误,导致建筑性能质量下降。设计人员对于当地文化习俗的不了解,影响建筑外观设计。本文通过对现代高层建筑的立面设计进行分析,提出如何完善立面设计技术的改进措施。
1 高层装配式住宅立面设计概述
1.1 装配式住宅概述
装配式住宅是指提前制作好建筑构件,在工地上装配完成的建筑。具有施工建造时间短,不受环境和温度的影响等优势。装配式建筑由于是事前做好构件,能够节省一部分劳动力支出。
装配式住宅随着建筑技术的发展,现代的建筑技术能够实现房屋批量式的建造。在进行建造时,改变传统建造技术,直接将构件组装就能够实现房屋的建造。装配式建筑最早是在美洲出现并使用的,那时的装配式建筑比较简单,就是用木头搭建好的简单房屋。随着技术和设备的不断发展,现在装配式建筑逐渐增加了多种类型。
装配式建筑使用的建筑构件,提前在工厂生产加工好,然后再运输到施工现场进行装配安装。工厂生产的装配构件主要包括墙板,叠合板,阳台和楼梯等,生产好的构件能够减少传统施工过程混凝土浇筑或是砖砌的时间。随着电子信息自动化控制的发展,构件的生产成本会逐渐降低,建筑整体的施工成本会随着降低。随着安装技术的发展和安装设备的更新,建筑的安装成本也会逐渐降低,整体建筑的造价就会降低。未来装配式建筑的发展将会趋向绿色化以及装配装修一体化。
装配式建筑根据材料等因素的不同,有多种不同的形式,例如砌块型装配式建筑,板材型装配式建筑以及盒式装配式建筑等。砌块型建筑是指事前加工完成的块状的建筑材料建造的建筑,分为空心或是实心,材质大多是轻质材质。板材型建筑是指建筑材料使用的是大型墙板等材料,是工业化建筑中最常见的一种建筑类型。盒式建筑结合了板材建筑的特点,进而发展成为能够同时进行装修的装配式建筑。
1.2 立面设计概述以及现状
立面O计是指建筑的功能和结构趋向一体化,结合了建筑结构外观或是功能等因素,使用美术学方法进行美观化处理。立面设计的发展,使建筑能够达到实用美观于一体化。
现有的立面设计大多存在相互模仿的趋势,在设计创意方面不能及时创新。往往会有某个建筑建成之后,出现多个同类型的建筑相继出现。这种盲目跟风的设计现状,阻碍了我国立面设计水平的提高。
一些设计人员在抄袭某种建筑的风格时,对于装配构件的尺寸不能进行很好的控制,导致构件在生产安装时遇到问题。在设计时,将几种不同风格的构件运用在一起,形成的建筑物往往会有混搭风的特点,但这种混搭风完全不在美学的审美范围之内。一些住区在进行设计时,稍微用一些西方的搭配方式,就会号称国外风情建筑小镇。这种混乱的设计,使立面设计鱼龙混杂,阻碍立面设计水平的提高。
在进行装配建筑立面设计时,设计者不能遵循建筑的设计原则。设计出的建筑落后于时代的艺术发展,设计理念的落后导致建筑设计整体质量下降。在设计时,不尊重当地文化传统及生活习惯。设计者由于不理解当地文化习俗,设计出的建筑只是新颖,与当地民俗格格不入,这样建筑的整体效果也会大打折扣。
1.3 对设计方案进行分析
装配式建筑的立面设计,不仅要考虑功能和美观性,设计方案的细节同样对建筑质量有直接影响。设计细节包括建筑立面线条的选用,或是立面材料的选用等多个方面。现有的装配式建筑立面设计不能考虑建筑线条或是色彩过渡的设计,对于门窗等细节的设计不重视。导致建筑外观看似是一种风格,内里装修和搭配却是多种不同的风格。混乱的风格使建筑整体艺术性下降,居民们的居住满意度下降。
立面设计时,对于建筑装配材料的使用不恰当,使得建筑整体性能降低。如图是装配式建筑常使用的建筑材料。
在进行建筑材料的选用时,设计者没有考虑到地区温度的差异对材料造成的影响,只考虑材料对建筑外观的作用。但建筑主要需要考虑的是性能和稳定性,在满足性能和稳定性的基础上才会考虑外观审美。例如北方建筑使用的材料抗寒性较差,就会出现建筑物质量下降的情况。对于材料细节的搭配,设计者应考虑地理位置因素的存在。例如冷色调的建筑会使人感觉寒冷,在北方的装配建筑中如果使用冷色调,会加重居住者不舒服的视觉感。设计时还要考虑建筑的功能和用途,例如用于工业生产的建筑,不适合用浅色调进行装饰,防止建筑外观给人脏乱的感觉。
对于装修和建造组装能够一体化进行的建筑,设计者没有考虑装修的风格以及装修需要的材料质量,对建筑整体质量造成影响。
2 高层装配式住宅立面设计技术改进措施
2.1 从立面设计细节进行改进
从立面设计细节方面进行改进,能够完善高层装配式住宅立面设计技术改进措施。立面细节的设计,需要考虑色彩以及材料等多方面因素。在进行色彩设计时,需要考虑建筑整体的风格。建筑外观和风格能够决定建筑主体使用的颜色,但建筑的细节颜色却还是需要设计者进行考虑。例如大面积色彩过渡颜色的使用,颜色和线条搭配的使用等。
建筑材料的选用,同样需要进行考虑。因为建筑是装配式建筑,在选择材料时要考虑使用轻质材料,方便施工和装配。建筑结构的材料选择,对建筑整体的清洁度相关,重工业重污染的工厂避免使用抗污染能力较差的材料。南方地区在选择材料方面,要考虑南方多雨潮湿的气候情况。北方地区气候比较干燥,冬天的时候温度较低,因此在材料的选用上面更多的考虑建筑材料抗寒性能。
随着节能环保理念的发展,对于建筑工程方面也有了更高的要求。要求建筑物在施工建造阶段,符合节能理念,使用节能材料。一些建筑物在设计时,使用玻璃作为美观装饰。玻璃反光对城市会造成严重的光污染,不利于城市整体建筑效果,和城市节能发展。从建造成本上考虑立面的重复性元素运用,提高工业化程度,同时也能节约造价,减少污染。
2.2 从设计原则方面进行改进
从设计原则方面考虑,能够完善高层装配式住宅立面设计技术改进措施。装配式建筑在设计时,需要遵循规范的设计原则,但现有的设计原则存在不完善的特点。对现有的设计原则进行补充,能够完善建筑整体效果。
原有的设计原则包括设计理念符合时展等,但在设计中还要考虑当地传统文化。例如一些公园和雕塑的建筑,结合了当地文化特点进行设计。建筑物的设计同样需要结合当地文化,一般具有当地文化鲜明特点的建筑,能够成为当地地标性建筑物。例如斗兽场等建筑物,就符合古罗马英勇好斗的精神特点,而斗兽场也称为古罗马标志性的建筑物之一。
对于建筑形体的设计,需要考虑建筑的功能以及地理特点。现代的建筑具有封闭性的特点,不利于人们之间的整体交流。对房子整体进行改进,使人们之间的交流增加。避免社会的发展,逐渐趋向无交流的模式中,因此建筑立面设计还遵循方便交流化的原则。
装配式建筑的建造流程也是设计师需要关注的设计要点,只有熟悉构件的生产安装过程,才能在设计中及早改进,避免出现不适用或无法实现的问题。
2.3 从设计人员方面进行改进
从设计人员方面进行改进,能够完善高层装配式住宅立面设计技术改进措施。设计人员的设计理念以及价值观,对建筑外观设计有直接重要的影响作用。提高设计人员对不同地区传统文化的理解,学习当地风俗习惯。这样在当地进行建筑设计时,才不会设计出与地区格格不入的建筑。
对于建筑整体空间的设计,要考虑最大限度的发挥空间利用率。例如一些阳台的建造可以设置成开放性的空间,增加空间的使用面积。对于装修的设计同样可以增加空间利用率,实行掏空装修或是重复利用空间和物体的装修,能够增加建筑物可以使用的面积。发挥单位建筑面积最大的使用效果,提高建筑物的使用效率。
3 结束语
对高层装配置建筑立面设计进行改进,可以从设计细节和原则方面进行,完善设计人员的设计理念。高幼芭涫阶≌立面设计的改进,能够促进装配式建筑的发展,促进建筑行业的发展。同时建筑行业的发展,需要各个行业共同的技术支持,能够促进社会的可持续发展。
参考文献
[1]崔文贤,谢浩.高层装配式住宅立面设计技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2016(13):498.
关键词:装配式结构;变电站;节约
1.装配式建筑简介
装配式建筑体系是多年来国外开发成功的建筑科技成果。目前这种建筑体系在国外得到了迅速发展,例如德国、英国、美国、日本等广泛采用装配式建筑体系中预制混凝土构件。作为一套完整的建筑技术正是因为适应建筑产业化的要求,以其独特的优势受到建筑业的关注和重视。万科在中国住宅建造方式上,采用“预制装配式混凝土结构”的建造形式,进行了尝试性的革命。如万科已在全国推广使用新里程预制装配式产业化住宅楼,作为新兴的绿色环保节能型建筑。随着建筑工业化的要求,世界发达国家都把建筑部件工厂化预制和装配化施工作为住宅产业现代化的重要标致。
那么,什么是装配式建筑呢?工地现场的建筑材料完全是由工厂半成品(预制构件),施工队在现场对地基做一定处理后,对半成品进行房屋的组装。建筑工地不再把瓦工、木工、钢筋工等工种分得那么细,建筑工人由过去那种复杂的多工种角色,转变为单一的背着射钉枪,电钻等专用工具的装配工角色。这种装配化制造房屋完全避免了传统建房的缺点,施工速度非常快,可在短期内竣工。房屋制造对企业来说,工作劳动强度大幅度减少,交叉作业方便有序;房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度,以确保房屋制造的质量;施工时的噪音降低,物料堆放场地减少,有利于环境的保护;由于工厂化的生产和现场的标准化装配,使房屋制造成本降低,并容易满足室内设备安装和装饰装修的要求。因此,装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。
2007年12月国家电网公司下达文件,要求变电站在通用设计的基础上,全面推行“资源节约型、环境友好型、工业化”(简称“两型一化”)变电站建设工作。装配式变电站的建设符合了“两型一化”变电站建设的要求。装配式变电站的建设采用可回收利用材料,减少了混凝土、水泥砂浆等材料用量,节水、节材,减少变电站施工对环境的影响。装配式变电站大部分构件采用工厂加工、现场组装,减少了现场湿作业,简化施工、规范施工工艺、保障施工质量。基础施工与建筑构件加工可同时进行,有效缩短了变电站的建设周期。2007年装配式变电站在江苏省电网公司建设试点,2008年各省市电力公司陆续开展装配式变电站试点建设。
2.装配式结构变电站特点
装配式变电站改变了变电站传统的电气系统布局、土建设计和施工模式,通过工厂生产预制、现场安装两大阶段来建设变电站。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工,使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建设的道路。
1)在土建方面:改变传统的电气系统布局,贯彻建筑节能、节材、节水、节地方针,力求使建筑结构轻型化,利用现场快速拼装工艺,变施工串联流程为并联流程来缩短施工周期。
2)电气方面:划分为进线模块、主变压器模块、出线模块、综合自动化模块、无功补偿和消弧线圈模块。其中各模块之间的现场连接、不同设备厂家控制软件互相兼容是技术难点。此外,需制定变电站通用设计、部件加工详图、工厂生产工艺、现场拼装工艺、建筑取费定额、装配式建造管控六大标准体系。
3)装配式变电站建造模式需要现代预制件、钢构件工厂作支撑,需要对传统土建工程招标及标段划分作调整,需要对采购方式与施工组织重新定义。
3.500kV祯州变电站装配式变电站实施情况
3.1工程概况
500kV祯州变电站站址位于广东省惠州市惠东县稔山镇园岗村东北面的台地上,距离惠东县城约16.6km,距离稔山镇约3.4km。围墙内占地面积42530m3,站内总建筑面积1367.48m2。本期变电站新建1*1000MVA主变压器,500kV出线6回、220kV出线6回、电容器组3*60Mvar、电抗器组2*60Mvar。最终建设规模4*1000MVA主变压器,500kV出线10回、220KV出线14回、电容器组4*(3*60Mvar)、电抗器组4*(2*60Mvar)。
主要的土建工程项目:主控通信楼;中央配电室;警传室;消防泵房及水池;围墙及大门;主变及500kV高抗基础及防火墙;500kV、220kV及35kV构支架基础;500kVHGIS、200kVGIS基础;防雷接地;电缆沟道;站区供排水管道;站区道路;消防;照明、通风、空调、绿化等。本工程主要特点:根据省公司要求,突出新工艺特点,500kV祯州变电站工程主控通信楼、380V中央配电室、泵房、防火墙和围墙均改为装配式结构,也是首次广东省内500kV变电站的一个创新。
3.2装配式工程施工
3.2.1施工工艺
本工程NALC板材均采用150mm厚度板,由墙板生产厂家根据设计院提供的图纸进行专门排版设计和生产,并由厂家提供专用加固配件(管板和钩头螺栓等)和接缝材料。水平运输:到货材料按使用部位就近堆放;如需搬运,现场运输采用一个手推定制滑轮车,将板平放在滑轮车上,每头一人扶稳推运到吊装点。安装形式:NALC板安装分为竖向安装法(主控通信楼)和横向安装法(防火墙及围墙)。吊装方式:可采用移动式脚手架加卷扬机、或采用汽车吊吊装安装。
NALC板是采用水泥、石灰、砂为原料制作的高性能蒸压轻质加气混凝土板,板内配置防腐处理的钢筋网,板面可根据设计要求做刮腻子、涂墙漆、贴瓷砖等装饰;NALC板可锯、切、刨、钻,板上可以开槽,动力照明管线可以暗敷于板内,配电箱可以部分嵌入板内(配电箱厚度超过50时)。纵向开槽深度不大于1/3板厚(即50);横向开槽时,内墙板深度不大于1/3板厚,外墙板横向开槽深度不大于20mm,槽长不大于1/2板宽,槽宽不大于30mm。
3.2.2采用装配式建筑物
建筑物采用现场装配。除基础采用现浇混凝土条基外,上部结构都由工厂制作,运到现场装配。建筑物的结构形式是门式钢架结构,工字型钢梁柱;屋面采用预制大型发泡水泥复合板,屋面防水采用平屋面上做卷材防水层,外檐沟排水;外墙板采用工厂预制木纤维混凝土复合墙体。所用的材料都是建筑市场上的成熟产品,并有公开出版的标准图集供设计选用。
建筑物材料选择环保节能产品,有较好的防水隔热性能。墙上开设的固定窗采用断桥隔热铝合金窗框,玻璃采用中空玻璃。
变电站的建筑物所用材料为不燃体,钢结构涂刷防火涂料。室内布置有火灾报警系统和监视器。主变压器和建筑物之间墙体按防火墙设计,中间加设蒸压轻质加气混凝土墙板(NALC板),整体耐火超过4 h。
变电站采用装配式的建筑是缩短工期的关键。该工程的主控楼承重采用钢框架结构,主要受力构件梁柱为钢结构,现场直接吊装,楼屋面板采用钢桁架支撑体系,减去模板支撑及拆模占用的周期。墙体采用NALC板围护,大大缩短施工工期,同时保证施工质量。因为如常规采用砌体结构,砂浆需要沉实时间才能批挡。
3.2.3采用装配式构架、围墙
配电装置的构架采用工厂预制钢结构,构支架梁和柱采用法兰螺栓连接,安装现场无焊接作业。围墙柱采用混凝土工厂预制,围墙板采用ALC板。现场施工时将预制柱吊装插入柱基础固定,围墙板插入柱间。整个变电站施工零米以上均直接装配完成。
3.3装配式施工效益
变电站的设备、材料按施工进度要求实现定时、定点配送,有效地解决了以往设备、材料占用非建设场地的问题。该施工方式节约了水资源以及污水、废水的排放。整个变电站承重结构采用螺栓连接的钢结构,减少了施工现场的噪声、废气的排放,减少了对施工作业人员健康的不良影响。
同等规模的常规变电站建筑主体施工工期约为180 d(不包括地基处理)。祯州变电站建筑主体施工工期仅为90 d,工期仅为同等规模常规变电站工期的50%。减少管理费用,可提前投产多送出电量,:该变电站社会经济效益与同等规模的常规变电站相比均大幅提高。
4工程经验总结
装配式建筑物的耐久性能。传统变电站的建筑设计使用年限为50 a,而装配式变电站的
建筑设计使用年限能否达到传统建筑水平,使用周期中维护费用是否经济等问题缺少实践验证。为此,装配式变电站在设计时,采用了建筑行业已广泛应用的材料,材料本身的耐用性能超过50 a,计算的标准也是按50 a标准规范设计;其使用周期中维护费用仅为屋面卷材的更新和钢结构表面的防锈漆更新处理。
装配式变电站在设计时,采用可回收利用材料,且复合材料的防水、保温等各项性能都优于普通的混凝土建筑。
从500kV祯州变电站运行至今的情况看,建筑物保温、防水、防潮效果较好,屋内恒温干燥,屋面没有渗漏水。
由于本站在广东省内第一个采用NALC板,省内还没有厂家生产,相应增加运输成本和造价。此站作了一个造价对比(未考虑环境、社会成本以及后期维护费用等),装配式造价高于标准常规设计20%。综合考虑构造措施、材料、半成品加工能力等因素,建议拓宽设计思路,推广新材料、新工艺的使用,做到广东本地配套材料供应和技术工艺水平提高运用,以降低工程造价。
总之,通过500kV祯州变电站装配式结构的实践探索,有效验证了其特点和优越性,明显缩短了施工工期,节约了资源,填补了广东电网在装配式变电站建设方面的空白,在同类工程的推广运用中具有重要指导意义,同时为广东电网公司深入贯彻南方电网建设“3C绿色”电网指引方向。
装配式建筑的应用与推广,使建筑科技进步对建筑产业发展的贡献率取得新成效,技术创新体系和工业化生产方式达到新水平,新型工业化建筑体系和通用部品体系实现新突破,建筑产业结构实现全面升级,争取到2020年基本实现系统完备和技术领先的现代建筑产业体系,全面实现现代建筑产业化。
参考文献:
关键词:集成化产品;节能环保;保障性住房
中图分类号: TU113.5+41 文献标识码: A 文章编号:
一、保障性住房建设的意义
保障性住房政策的提出和实施在我国具有特殊而重大的意义。由于特殊的国情,经过多年的经济发展,我国仍然处于发展中国家的行列,城镇居民的居住条件虽有了大幅度的提高,但还有一部分经济贫困的居民生活艰难,发展保障性住房不仅使经济困难的居民改善了生活条件,同时也带来了消费往来的增多,带动了经济的发展,首先,改善了生活条件艰苦的居民的生活条件,为他们彻底的解决了住房问题,这是国家政策中重要的民生问题,同时,保障性住房的快速建设,也为社会带来了安定、和谐的局面,是社会能够快速发展的重要基础和保证。其次,保障性住房的建设,给其他相关产业带来比较客观的效益。第三,此项住房的建设,为扩大消费,拉动内需奠定了坚实的基础。我国计划在“十二五”期间建设保障性安居工程3600万套,覆盖面达到20%左右,可以基本解决城镇低收入家庭的住房困难问题,改善中等偏下收入家庭的住房条件,保障性住房建设已经成为各级政府工作的头等大事。“十二五”期间公共租赁房建设将成为保障性住房底建设主体,因此公共租赁房建设不仅规模较大,而且作为一项重要的民生工程,任务非常之重。我国公共住房建设中面临的众多问题都难以用传统住宅建造方式解决,需要大力推行集成化产品用于公共租赁房建设,转变住宅产业的发展方式,提高公租房的建设品质。
二、在保障性住房中应用集成化产品的可行性
1、介绍集成化产品-预制装配式住宅
预制装配式住宅是在预制构件厂将组成结构的所有结构构件进行分解,完成之后进行浇注成型,最后运送至施工现场直接进行定位安装而形成的整体式的住宅。这种住宅与传统住宅的优势有:首先,装配式住宅采用的构件是标准和通用化的,降低了模板使用的次数,同时也提高了结构的质量。其次,施工中对模板和混凝土的施工作业次数少,减少了施工中的潮湿环境作业,对施工周围环境影响小,降低了对周围居民生活的干扰,更有利对能源的消耗。第三,使用预制装配式住宅可以明显的缩短工期,使项目产品能够提前投入到生产生活当中。第四、此种构件具有表面平整度好、外观质量好的优点,且能将保温、隔热、水电管线布置等多方面功能要求结合起来, 有良好的技术经济效益。
2、预制装配式住宅在我国的发展历史
我国香港于1953年开始引入了的预制装配式概念并启动了第一个公屋计划,经过几十年的发展,我国大陆于1999年正式推出了住宅产业化的概念并下发72号文件“关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见”, 该文要求运用现代科技对传统住宅产业进行系统、全面的改造。 可在当时,大家只是一味的观望,很少有人具体的去实施。伴随着我国经济的发展和建筑行业的兴起,深圳在2009年9月颁布了“预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范(SJG 18一2009 )” , 对当地预制装配式住宅的设计、施工和验收要求进行确定。而北京作为全国经济和文化发展的中心也在2010年2月首次颁布了“关于推进本市住宅产业化的指导意见”, 意见中提出了三个基本原则。第一,是住宅化产业要以政府的引导和市场的主导作为发展方向。其次,住宅化产业要提升住宅的舒适度,要以人的需要作为住宅产业化的根本。第三,是科技进步, 产业升级。
3、建筑设计方面的可行性
保障性住房绝大多数的建筑设计和户型设计变化少,比较单一。预制装配式住宅也存在这方面的特点,所以,将预制装配式住宅引入到保障性住房中,会使这个特点更好的结合。
4、建筑质量方面的可行性
无论是怎样的住宅,都不可能避免开裂、渗漏等质量通病,那么,怎样在保障性住房中降低这些质量通病发生的概率就成为非常重要的一项任务,经过大量的实验得出结论,在工程中使用集成化的预制装配式的住宅产品可以有效的降低质量通病中开裂和渗漏,是保障性住房改善民生的重要措施。
三、保障性住房建设推行集成化产品的意义
1、建筑业应强调技术创新
建筑行业的发展初期,建筑成本的降低是通过降低原材料和劳动力的成本而获得,而在当今,以这种方式来提高建筑产品竞争力的发展空间越来越小,那么,只有通过先进的技术创新,才能提高产品的竞争力,才会提高产品的综合水平,只有形成独具特色的建筑产品,才能在建筑市场获得一席之地。因此,目前建筑行业的粗放型生产方式急需转变为集约型的生产方式,在保障性住房中大力推广装配式住宅,对产业进行重点调整,以稳固我国的建筑业。
2、有利缩短建设周期
在有限的时间内大量建设保障性住房,最大限度的短建设周期,需要大量部件生产加工工业化、施工现场装配化,采取机械化的生产方式将大幅提高公租房的建设速度,实现生产高度的机械化、自动化及规模化提高生存率,缩短建设工期。
3、政府落实节能环保措施的需要
建造过程中使用预制装配式住宅,不仅节省了大部分模板,同时由于预制构件在预制厂中已安装完毕,减少了在施工现场的混凝土浇注过程的作业,扬尘少,对施工期间造成的扰民现象有所降低。并且,在住宅的建设过程中,为了符合建筑节能标准,可以选用预制节能复合墙体,这种墙体区别于外墙外保温或者外墙内保温两种的做法的特点是既能够响应国家建筑节能的标准,又能够节能保温材料与建筑物同寿命。
结论:
预制装配式住宅经过几年的发展,无论是在住宅的节点连接控制、构件的质量、施工工艺、抗震性能方面都有了很大幅度的提高和改善,并且根据装配式住宅自身的特点,国家相继编制了相关的技术标准,为装配式住宅的建设提供了技术支撑。另外一方面,社会经济迅猛发展,保障性住房的需求量也逐渐提高,传统方式建造的住宅不能满足这种快速发展的需要,为推进预制装配式住宅提供了机遇。因此,发展装配式住宅所需要的大部分条件已基本具备,我们应该以保障性住房建设作为典范,将装配式住宅进行大力推进,以提高住宅质量,改善居住环境
参考文献:
[1]刘名瑞;我国集成住宅发展和生产模式初探[D];清华大学;2004
摘要:根据国家有关产业政策和发展规划,国家将加快推进预制装配式住宅发展。本文从国内外工业化住宅发展现状,着重提出装配式住宅的设计研究工作和示范工程的推广应用。笔者通过中兴建设有限公司(国家房屋建筑工程总承包特级资质)从事预制装配式住宅研究的经典实例,较为详细的向读者介绍了当前国内工业化住宅设计研究的现状。
关键词:工业化住宅、装配式、预制构件、住宅产业化
中图分类号:F287文献标识码: A
近年来,我国住宅建筑飞速发展,其建造和使用对资源占用和消耗都非常巨大。与国外发达国家相比存在住宅建造周期长、施工质量差、能源及原材料消耗大、产业化程度尤其工业化程度低等问题,迫切需要采取工业化手段来提高住宅建设的质量和效率。开发符合产业化发展要求,工厂化、标准化程度高,施工速度快,节能省地、经济性好的新型工业化住宅体系,已经成为我国目前推进建筑工业化发展的一项重要工作。 一 、工业化住宅建造关键技术研究课题背景 1、立项必要性 我国“十五”以来,对住宅产业化问题进行过研究和推广,取得了一定成效。但对预制装配整体式混凝土住宅建筑的关键技术没有进行过系统、深入的研究,至今没有形成配套的工业化技术政策和标准规范体系,已建成的示范小区工程多是现浇混凝土结构,不具有高效环保的工业化节能减排特征。研究实施装配整体式工业化住宅建筑体系,符合目前我国正在推行实施的住宅产业化政策要求,不但可以提高住宅工程质量和装修品质;而且可以最大限度满足我国倡导地 “四节一环保”的绿色建筑设计与施工要求。 2、目前存在问题分析 我国二十世纪七八十年代开发建设的预制装配式住宅建筑存在许多问题,照搬过去的经验已经不适应现时期我国住宅建设的实际需求。目前开始进行的新型工业化住宅建筑的基础性研究工作和工程试点,主要从性能和功能两方面完善提高工业化住宅的技术经济性。由于多年来我国缺乏工业化住宅的研究积累和工程实践,结构构件和部品的工业化率仍然很低。 3、主要研究内容:1) 预制装配式混凝土住宅建筑的结构性能、抗震性能等关键技术研究。2)建筑配套部品的系统研究、产品开发、设计配套技术研究。3)构配件生产、施工安装关键技术研究与开发。4)技术标准的研究与编制。5)较大规模的示范工程。 二 、住宅工业化关键技术研究 1、基础理论与试验研究:1)装配式混凝土建筑结构体系研究:包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等;主要研究装配式叠合楼盖结构性能;装配式框架节点受力性能、抗震性能;装配式剪力墙节点受力性能、抗震性能;构件承载与变形性能,装配节点大直径钢筋浆锚连接构造的承载及连接整体性能等。2)装配式混凝土工业化住宅的建筑性能研究:包括墙体保温隔热性能、接缝防水性能、建筑防火性能、外墙装饰性能、墙体耐久性能及隔声性能等。3)装配式混凝土工业化住宅经济性能研究:包括设计与施工总体策划管理,标准化设计与施工技术,项目实施的时效性与规模效应对比等。 2、工业化建筑设计技术 重点研究开发三点技术:1)结构体系选择与模数化、标准化设计:我国的住宅建筑工业化结构体系还没有完全确立,通用结构体系和专用结构体系的协调配合还没有解决,标准化概念和设计技术还没有得到足够重视。导致目前工业化住宅设计方案实施成本高、周期长,最大的原因是缺乏有经验的设计咨询人员。2)构件及装配节点的深化设计:工业化住宅的关键是要解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计。3)工业化专用三维设计软件开发:由于装配式混凝土结构设计构造的自身特点,要求设计方案必须在施工前检查复核,确保各专业的交叉重复在设计阶段解决,提高工业化设计的准确性。 3、构配件优质高效加工制作技术应制定采用机械化水平较高、具有一定规模的专业预制工厂取代目前无质量保证的分散的小厂认证管理办法,鼓励预制工厂采用先进的生产工艺和流水线、提高生产效率和产品质量、完善运输安装过程服务。实现节能减排和清洁生产。主要研究开发三点关键技术:1)构配件高效生产技术:采用机械化生产线可以减少工人劳动强度,提高产品质量和生产效率。2)构配件清洁生产技术:采用工厂化定点批量生产,最大限度减少建筑垃圾及废弃物排放,满足国家环境保护政策对建筑业推广绿色施工要求。3)构配件节能生产技术:采用自动控温的节能养护窑可有效降低能耗,加速模板周转,缩短工期,降低成本。 4、专业化施工安装技术:1)工业化施工安装软件管理系统开发:应针对工业化住宅结构体系开发施工安装管理软件,规范指导预制构件的施工装配。2)安装设备及配套机具开发:结合具体工程示范开发标准化定型化住宅配套设备安装机具。3)工业化定型模板配件及支撑系统开发:配套模板及支撑固定用脚手架的开发与完善。4)装配节点专业化施工及配套材料开发:连接套筒及高强无收缩灌浆材料的开发与应用。 三、住宅工业化实施方案1、政策引导与行业管理 充分发挥政府的指导作用,研究、建立或完善有关技术经济政策;针对装配式工业化建筑的特点,建立推广装配式建筑体系的构配件工业化生产、专业化施工安装的管理体系;建立设计研究、构配件生产、安装施工队伍的培训体系;走专业化、集成化、标准化、产业化发展道路。 2、预制工程标准规范体系建立与完善 建立以科研院所、高校、设计单位、大型房地产开发企业、构配件生产企业、施工企业组成的“产学研”团队;建立符合受力性能和抗震性能要求的预制装配式混凝土住宅结构体系,并建立相关技术标准体系;建立适用于装配式住宅建筑体系的节能配套技术,保证装配式建筑的能耗低于现浇混凝土结构。 3、设计、制作与施工的专业一体化公司模式 确立以企业为中心,形成一套完整的建筑产业化链条,建立“研究―设计―预制―施工”一体化的专业化房屋工厂模式,带动一批传统建筑企业向专业化房屋工厂企业的转型,长期从事住宅工业化的设计与施工业务。进而推动我国住宅产业化整体水平的提升。通过大规模试点工程的推广应用,形成专业一体化管理模式为主,预制构件专业化加工为辅的管理模式和运作方式,培训出一批新型建筑工业化企业,为新农村建设、城镇化建设和政府保障性住房建设提供良好的住宅体系。
结束语目前,根据我公司对于工业化住宅的研究,一方面预制装配式住宅的设计节点控制、抗震性能已有很大改善,并且我单位也参与编制了《预制装配式混凝土技术规程》和预制构件相关的标准规范,从技术体系上具备了推广的基础。随着国家鼓励政策日益明朗,工业化住宅建筑的法规和规程逐步健全和完善,政府也积极的推广工业化住宅的房屋,大面积搞试点工程,工业化住宅设计作为产业化的重要环节,仍然需要在实践中不断的积累经验,总结提高,为推动工业化住宅更快,更好的发展持续助力。参考文献[1]纪颖波.建筑工业化发展研究.中国建筑工业出版社社.2011.[2]吴东航、小见康夫.日本住宅建设与产业化.中国建筑工业出版社社.2011.[3]李忠富.工业化住宅及其生产过程.住宅科技.1999.[4]钱志峰.对我国建筑工业化发展的思考.江苏建筑.2008.
关键词:装配式施工工艺;装配率;工程造价;降低造价的相关措施
1装配式施工工艺的概念
装配式施工工艺是指建筑物或构筑物所需的预制构件在专业工厂预先加工制作而成,再运输到施工现场进行吊装的一种施工工艺。采用装配式工艺进行装配化施工,其具有节约劳动力、对环境造成的污染小、不受季节条件影响、有利于工期较长施工等优点。所以说实现建筑产业的工业化,装配式施工工艺是一条适合的路线。从结构形式来考虑,可以将装配式施工工艺划分为三种,其中包括装配式混凝土工艺、装配式钢结构工艺以及装配式木结构工艺。上海上钢社区租赁住房项目,整体采用装配式预制剪力墙结构。杭州来福士广场,采用的是装配式钢结构工艺,结构类型为钢管柱、钢框梁以及钢筋混凝土楼面梁等。国外某木结构住宅,采用的是装配式木结构工艺,这种建造方式在我国运用较少,主要建造材料为胶合圆柱、胶合直梁、胶合异形梁等。
2装配式施工工艺的优势
2.1绿色环保、减少污染排放。装配式工艺是一种新型建筑体系,使用的也是绿色环保材料,其主要使用的是水泥、陶粒、砂等轻型建筑材料,这样生产的成型的构件质量较轻而强度较高,填充材料的不同可以满足保温隔热和隔音等要求,适宜居住。2.2施工方便,解决了季节性施工的难题。装配式施工工艺是根据需要来生产构件的,运输到施工现场再直接进行组合安装,不仅减少了现场现浇的作业量,而且大大降低了施工周期。由于装配式工艺是将建筑构件在工厂进行加工生产的,所以没有季节性的限制,在雨季或者冬季也可以实现继续作业,解决了全国季节性施工的难题。2.3质量小、耐火性强、经济效益高。装配式施工工艺与传统式现浇工艺相比,装配式工艺构件的重量要比传统式工艺降低30%左右,这使得建筑物本身的重量大大减轻。装配式工艺建筑同时具有极高的耐火性能,耐火等级达到一级。装配式工艺建筑是由自动化生产的构件组合安装而成的,工艺极为先进,具有很高的经济效益。
3装配式工艺的发展面临的问题
3.1工程造价问题未得到解决。现阶段装配式工艺的设备、模具、运输等费用还呈现出上升的趋势。我国装配式工艺的市场规模比较小,工业化、现代化、标准化的程度也达不到高要求,施工队伍的相关技术也不成熟。与传统现浇工艺相比,装配式工艺施工会增加10%~25%的成本,有数据表明,当装配率达到15%时,装配式建筑的成本每平方米要增加200~500元[1]。3.2专业人才问题没有得到解决。从设计的角度来讲,大量的设计人员根本没有深刻认识到装配式施工工艺的内涵,从而缺少对整体设计的考虑,没有全面地将基础的模具制作、构件的加工生产以及现场组合安装相结合,导致构件在生产制作阶段出现大量问题,进而导致整个项目的工程造价增加。3.3关键技术不成熟问题没有得到解决。在住建部没有颁布《装配式混凝土建筑设计标准》以前,全国各地结合自身条件也曾制定了各自关于装配式工艺建筑的设计规范,也正是因为没有形成统一的装配式建筑标准,所以各地区对于装配式工艺建筑存在着一定的差异。
4传统式现浇工艺剪力墙结构与装配式工艺剪力墙结构住宅工程造价对比
4.1工程造价比较。本文采用国内某房地产公司开发项目的6#楼作为研究对象,该建筑整体采用装配式工艺剪力墙结构,建筑面积为23608.32m2,建筑高度达到63.2m,地上23层,地下1层。该项目与国内某房地产公司开发项目的3号楼进行对比,3号楼以传统式现浇框架剪力墙结构为主,建筑面积为11918.36m2,建筑高度50.5m,地上建筑17层。将两个项目地上部分的造价进行分析,从表3-1可以看出,使用装配式工艺建筑的6#楼要比使用传统现浇工艺的3#楼工程造价每平方米高出346.15元,造价增幅达到了29.1%。表3-2是两个项目土建部分和装饰装修部分造价对比。从表中数据可以得出,6号楼的土建部分中的材料费是远远高于3号楼的,其根本原因就是6号楼使用的是装配式工艺,需要大量的预制构件,由于预制构件工艺尚处于初级发展阶段,没有形成模数化的生产方式,所以在材料的价格上实现不了有效的管理和控制。4.2不同装配率的装配式工艺建筑对工程造价增幅的影响装配率是指工业化建筑中预制构件、建筑部品的数量(或面积)占同类构件或部品总数量(或面积)的比率,衡量装配式工艺建筑的一大准则[2]。装配率的高低也将直接影响整个项目的工程造价。根据装配率由低到高,将其分为10%、40%、70%,将三个不同装配率的项目进行总造价对比分析。4.2.1装配率为10%的案例分析选用项目是德州市某开发区住宅项目,将其采用装配式剪力墙结构的2号楼与传统式现浇剪力墙结构的5号楼进行比较分析,得出两者之间工程造价的差异。2号楼建筑面积13657.32m2,建筑高度为69.3m,地上建筑25层,地下建筑2层,地上建筑使用混凝土5360.12m3,预制楼板和楼梯混凝土用量为522.3m3,2号楼地总造价为20002389.14元,每平方米造价均为1464.59元。根据以上信息得出,该项目的装配率为9.27%。5号楼建筑面积13100.25m2,建筑高度为68.3m,地上建筑23层,地下建筑2层,使用混凝土5026.12m3,总造价为15326851.28元,每平方米造价均为1169.96元。通过对比可以得出,2号楼的造价比5号楼的造价每平方米高出了296.96元,超出传统现浇工艺造价的25.39%4.2.2装配率为40%、70%的案例分析选用项目位于济南市某县的住宅楼,小区的1号楼、2号楼以及7号楼均采用剪力墙结构,其中7号楼采用装配式施工工艺,建筑面积8023.63m2,建筑高度63.21m,地上建筑21层,地下建筑1层,使用混凝土总量为4205.84m3,预制楼梯、叠合板以及外墙等预制构件的混凝土使用量为1715.95m3,总工程造价为13585924.26元。由此得出装配率为40.8%,每平方米造价均为1693.24元。2号楼同样采用装配式工艺,地上结构20层,地下结构1层,建筑高度为61.6m,建筑面积为9552.3m2,共计使用混凝土量为4156.3m3,预制空调板、楼梯、剪力墙以及内外墙板混凝土使用量为2919.35m3,总工程造价为16821236.59元,装配率为70.24%,每平方米工程造价为1760.96元。1号楼则采用的是传统现浇工艺,地上建筑25层,地下建筑2层,建筑面积为11986.21m2,混凝土使用量为4723.56m3,总工程造价为15262113.51元。每平方米造价均为1273.31元。根据以上信息可以得出,采用装配式工艺的7号楼比采用传统现浇工艺的1号楼造价每平方米高出419.93元,相对于传统现浇工艺增加32.98%。
5结语
经过以上分析得出,装配式施工工艺适合我国建筑行业的革新升级,其具有绿色环保、质量提升以及节省工期等优势,缺点是相对于传统现浇工艺造价偏高。通过对装配饰工艺建筑和传统现浇工艺建筑工程造价的对比,可以看出在建造过程中,导致成本增加的重要因素是建筑材料,大量的预制构件的使用,增大了项目的建造成本。由于预制构件的使用,施工工人也大量减少,所以人工费相对传统现浇工艺会出现降低,而装配式工艺建筑需要构件的运输以及吊装,所以在机械费方面,会造成成本增加。
参考文献:
[1]皮晓红.预制装配式住宅与现浇混凝土结构住宅造价对比研究[J].建材与装饰,2016,(6):158-159
[2]王爽,王春艳.装配式建筑与传统现浇建筑造价对比浅析[J].建筑与预算,2014,(7):26-29