发布时间:2023-09-21 09:58:00
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇装配式住宅设计,期待它们能激发您的灵感。
中图分类号:TU832文献标识码: A 文章编号:
我国正处在快速城市化的进程之中,住房建设蓬勃发展着,在全球关注可持续发展和环保问题的今天,住宅建设的工业化成为必然的趋势,在不久的未来装配式住宅将成为我国住宅建设的重要组成部分。我国北方冬季采暖地区的采暖管线的设计与施工敷设因结构体系的改变而与传统住宅的做法有所不同。
所谓装配式住宅是指不同于传统的全手工操作建筑的工业化建筑,是建筑工业化的产物。建筑工业化是将建筑设计标准化,构件生产工业化,因此组成建筑的构件都在建筑工厂里完成;然后通过物流运输到施工现场,再根据科学的管理方式进行现场安装,即减少施工现场的作业以降低人力资本和建筑垃圾。目前我国供暖事业也迅速的发展,从节能及供暖质量出发住宅常用的采暖方式有两种,散热器采暖和低温地板辐射采暖。这两种采暖方式在装配式住宅中的设计和敷设方式都有区别于传统住宅。那么对于装配式住宅暖通专业如何将自己专业设计的相关部分加入到装配式住宅的标准构件中成为设计过程中一项新的工作。
首先装配式住宅采用散热器采暖。房间的热负荷计算方法不变,因此散热器片数的计算方法不变。但是采暖管线从分户热计量装置出来后就不能像传统住宅那样敷设于建筑面层内。因为装配式住宅的楼板为叠合楼板。
叠合楼板示意图
叠合楼板分两部分,下部为预制板上部为现浇板,楼板上面只做20mm的找平层,因此采暖管线没有条件敷设于建筑面层内。也因楼板的现浇层内有钢筋,及电器的预留管线,预留管线交叉垂直方向上不能超过两次,所以采暖管线预埋于楼板现浇层内不可行。那么采暖管线从分户热计量装置出来后,对于高层,采暖管线可以在管线位于的暖井内就引至梁下,在公共空间设置吊顶,将采暖管线敷设于公共空间的吊顶内然后引至所需用户户内。用户户内的采暖管线同样不能暗敷,只能明敷采暖管线;因此采暖管线尽量沿墙角,墙根敷设。若要实现管线的暗敷只能通过后期的室内装修。对于多层,采暖管线经过分户热计量装置后直接进入户内,户内做法同高层住宅一样。
在采用散热器采暖时需要遵循一定的原则,做到经济性与安全性的统一,追求热舒适度。一般而言,需要将供水的温度控制在95℃以内,避免热媒的气化,还要计算系统的设计,确保相应条件的传媒温度的降低。要想装配式住宅的采暖达到一定的舒适度,还需要增加散热器的数量。将95/70℃作为基础进行比较,当热媒的平均温度降低10℃,就需要增加20%的散热器。当然热媒的温度不能任意的降低,必须在一定的范围之内。在采暖设计的过程中,必须结合装配式住宅的特点,收集热媒设计的参数,确保同一热源的建筑物的散热器数量差别不大,降低采暖系统的失调度。鉴于
装配式住宅的实际配置的散热器面积大于理论需要的散热器面积,需要留有一定的余地,将实际的散热器面积大于理论面积控制在10%一30%内。
其次装配式住宅采用低温地板辐射采暖。地板辐射采暖已经成为装配式住宅的重要采暖方式之一,具有温度适宜和节约能量的优势。首先,合理控制室内的温度。室内的平均辐射温度决定着人的舒适感,地板辐射采暖的设计中,室内的围护结构的温度较高,导致平均辐射温度加大,在室内的设计温度降低1~3℃,可以有效的提高人的舒适度。研究表明,室内设计温度每降低1℃可节约燃料10%,可见地板辐射采暖在给人带来舒适感的同时,很大程度的节约了能量,节能效果大增。其次,室内温度分布均匀。在地板辐射采暖的设计中,地板表面的温度是控制在30℃,温度在垂直方向上降低,很大程度的减少了上部空间向室外的热损失。另外,地板辐射的采暖可以减少对室内空间的破坏,加热管埋在地下,增加了建筑面积,保护了室内环境,减少了能源与资金的浪费。地板辐射采暖在节约能源,提高舒适度的同时,还简单方便,一方面便于对采暖设计的调节和控制,有效的对采暖进行管理,另一方面,在热计量装置的帮助下,简化了用户热计量的计算,为用户提供了优质的供暖服务。
为了有效的进行地板辐射采暖设计,需要借助一定的材料,金属管道已经逐步被抗老化和耐高温的塑料管取代。利用地板辐射采暖时,对于盘管间距的计算方式按照《地面辐射供暖技术规程》即可。分集水器之前的管道设计及敷设和散热器采暖方式入户前的管道敷设方式是一致的。但是对于只有20mm的建筑面层来说是不可能敷设地热盘管的,因此采用低温地板辐射采暖方式可以根据中国建筑工业出版社2010年10月发行的规范《CSI住宅建设技术导则(试行)》的采暖篇来实施,即在住宅套内楼板上设置架空地板,采暖管线入户后连接分集水器,分集水器的各环地热盘管敷设在架空地板内。但设置架空地板对应的是户内层高的净高会降低。
上述两种采暖方式,在传统住宅建筑中是普及使用的,在设计过程中也较为熟悉,热源系统也不变,仍是主要城市集中供热、锅炉供热或小型燃气锅炉房为其热源,输配系统也是一样的,因此用于装配式住宅是完全可行。但是在做采暖系统的设计时,采暖管线穿墙是无可避免的,而装配式住宅的墙及楼板等构件都是在工厂里完成生产的标准构件,不能再像传统手工操作那样边施工边预留,或着对于非承重的墙可以在设备专业进场施工时根据需要现凿,或是因为修改而重新开洞。构件生产工业化后,暖通专业的洞口不能有现凿的情况,否则破坏构件的完整性,必须在构件上进行预留。因此要配合建筑构件的标准化就需要有构件的工艺设计,在传统的设计结束后暖通专业要配合工艺设计,将采暖所需的洞口或套管的位置及尺寸体现在墙体和楼板的工艺图纸上,以保证工厂生产的各个构件的正确性。且预留洞口尺寸的大小应有合理的富裕量及可施工的操作空间以确保采暖管线现场安装的可行性和准确性。这也变相增加设计人的工作量。因此需要更快捷的制图应用软件。目前热门的三维制图软件Revit就可以在标注平面的同时确定立面,还可以很好的解决管线碰撞问题。
总之,不管是传统的建筑形式,还是工业化的装配式,采暖的方式都可以沿用传统的好的方式。无论改变系统形式,还是使用新的采暖方式都是为了使居住环境更加的舒适。在对装配式住宅进行采暖设计时,需要综合考虑装配式住宅的特点,不仅要考虑供暖的效果,还要考虑采暖设计对住宅整体环境的影响。结合住宅的独特性,根据各个采暖设计的优缺点,进行有效的选择。在装配式住宅采暖设计的发展中,需要不断创新采暖方式,做到采暖方式与建筑结构的结合,将采暖设计和建筑设计紧密的结合。总而言之,对于装配式住宅的采暖设计需要结合住宅的具体情况,抓住问题的关键,综合考虑,优化技术,同时积极的相应国家的政策,减少投资和费用,提高能源的利用率。
参考文献:
1.《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004,中国建筑工业出版社,2004
【关键词】钢结构;装配式; 住宅;优化
装配式住宅诞生于20世纪初期,这种建筑设计标准定型,构件在自动化生产线上加工,现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装,无湿作业,施工安装便捷。近30年来在欧美等国家逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式,而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材,真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工,从而大大降低了施工现场的劳动强度,缩短了施工工期,这种方式已在国外得到了推广。为提高钢结构装配式住宅在我国的利用,本文对钢结构装配式住宅的发展现状进行总结,并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。
1 我国钢结构装配式住宅的现状
1.1设计方法落后
传统式住宅设计和装配式钢结构住宅的设计从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在设计方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍了装配式钢结构住宅的发展。
1.2设计规范缺失
钢结构装配式住宅在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式住宅发展,我国还比较落后,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于钢结构装配式住宅的大规模推广是一个障碍。
1.3部件发展滞后
钢结构体系住宅成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。
1.4环保节能意识落后
一项调查数据显示,我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但是在另外一方面,环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低,根据2012年的统计数据,环保节能的钢材利用率在10%左右,绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。
2 我国钢结构装配式住宅的设计思路
2.1以建筑结构为主导,结构专业为辅助
钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则,以建筑结构为主导,结构专业为辅助。这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的,必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。
2.2户型设计标准化、定型化
目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户住宅户型设计随意,规格多种多样,这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间的深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。
2.3 厨卫设计标准化、定型化
住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对于厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,住宅设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。
2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化
在钢结构装配式住宅设计过程中,以住宅间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。
3我国钢结构装配式住宅的优化方案
3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型
一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,节约钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型,
3.2 环保节能
“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材,可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。
3.3 追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求,钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计,有利于家具摆放,提高使用面积,也符合中国人的消费心理。
3.4 钢结构设计安全性高
装配式住宅钢结构在安全性能方面,要保证结构的钢材、螺栓与螺钉、围护材料、粘接密封材料符合要求。楼盖、墙体和屋盖的结构构造与连接形式、紧固件的选用符合规定。防火性能方面,注意建筑构件燃烧性能和耐火极限、房屋长度、面积、间距、装修材料、管道及其包覆材料、构件内填充材料等方面。耐久性方面,要求钢结构件采用镀锌进行防护。住宅舒适性方面,楼面、外墙和屋面所采取的填充保温棉、喷射液体发泡材料或外贴泡沫隔热板材等保温与隔热措施,以及墙体、楼板和屋顶所采取吸音、隔声(消声)措施,住宅围护结构采取的防结露措施均要满足技术要求指标。
参考文献:
[1] 叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D]. 南昌大学硕士论文. 2012, 11-17
[2]卢俊凡, 王佳, 李玮蒙. 等. 装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J]. 城市住宅. 2014(6):23-26
[3] 陈以一, 王伟, 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业, 2012(12):15-18
关键词:节能减排;装配式住宅;营造体系;标准化;模块化
中图分类号:TU208
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2014)06-0141-06
1 引言
装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构,又简称为预制装配式结构(precast concrete,PC结构),按照此工艺建造的建筑,称为装配式建筑,亦可称为PC建筑。由此体系建造的住宅为装配式混凝土住宅。装配式混凝土住宅是住宅生产方式的变革,住宅产业化是住宅建设的发展趋势,是实现节能减排、发展低碳经济的必然需求。当今世界,能源紧张、节能减排已是全球共同的话题,住宅建筑的工业化和产业化势在必行。
装配式住宅工业化生产,这与国家产业结构改革、节能减排、原材料的循环利用、提升建筑质量等是密切相关的,政府在管理层面上也出台了一系列政策大力支持。装配式混凝土住宅已逐步在全国各地进行推广,各地也初步形成了符合当地特色的装配式混凝土住宅体系,也有相关的地方规范出台。但从目前装配式混凝土住宅的实际情况来看,存在的一个重要的问题是,标准化、模数化没有充分体现;建筑形式与装配式、工业化的关系不紧密。产生此问题的根本原因是缺少一个标准的营造体系。
2 营造体系的标准化需求
国内的PC技术有很多种,各地不尽相同。万科在全国各地推广的PC也有多种体系,北京万科的是预制整体式剪力墙技术(竖向套筒连接),深圳万科是内浇外挂体系,上海万科是PCF体系,上海城建(集团)采用的是框架体系。体系众多,装配式住宅产品的设计标准化、模数化的概念不强,和现浇的住宅产品比没有实质性的变化。标准化、模数化的缺失,导致装配式住宅的建造成本大幅度提升。同时也存在为了预制而预制,或者象征性的采用部分的PC技术。达到此目的很容易,造价也不会太高。然而建立一套成熟的技术体系则需要长时间的实践和坚持,只有不断改进和优化才能进一步降低成本,将技术的推广应用推向成熟。
2.1 装配式建筑的技术策略
基于对装配式建筑多年研究和实践,建议可采用如下技术策略。
2.1.1 向制造业学习
我国建筑行业一直走的是粗放型的发展道路,标准化缺失,模数化没有真正推广开,建筑部品在推广和应用模数协调方面贯彻不力,导致住宅产业化长期形不成,开发成本、效率和效益低下。住宅开发及部品生产标准化概念淡薄,模数协调理论早丢到脑后。部品设备无序化生产,技术引进名目混乱。我们一直号召向制造业学习,像造汽车那样造房子,向机械行业、计算机行业学习,学习什么?首要的就是要学习标准化、模块化思想,用标准化的理论知识武装头脑,结合建筑行业的实际,解决PC技术应用带来的成本居高不下、难以标准化的问题。同时需要建立标准化的一系列标准文件,占据行业发展的高端地位,引领社会化大协作生产模式的技术发展方向。
2.1.2 熟悉各种不同的技术体系,吸取各种技术体系的长处,寻找技术实施和研发的现实条件
技术体系的成熟不是一天两天的事情,各种结构技术体系均存在一定的优缺点,没有完美的技术体系。但可以结合规范的允许范围,促进成熟可靠技术的实施推广;并联合社会各界技术研发力量,搭建尚未成熟的技术的研发平台,熟悉掌握各种可能出现的技术,在有条件时开展试验。
2.1.3 以成本为导向研发、设计产品,同时注意技术体系的延展性
宜家的产品设计有一个特色,那就是“先制订价格,再进行具体设计和生产”,所以出现很多价格低廉、非常具有设计感的家居产品。宜家凭这样的设计理念让宜家的产品走进了干家万户,在激烈的市场竞争中占得一席之地。
做装配式住宅也可以根据售价未开始设计,根据不同的受众群体来设计适合他们的装配式住宅。但同时还要考虑到装配式技术的延展性,纵向是自身技术的发展的脉络要清晰,在质量稳定和成本可控的同时逐步提升预制率,提供更加高质量的产品,横向是将装配式住宅技术向其他领域扩展到办公、商业乃至于各种业态的综合集群建筑。
2.2 关于标准化、模块化的研究
2.2.1 标准化
标准定义为“在一定范围内获得最佳秩序,对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则,导则或特征的文件。该文件经协商一致并经一个公认的机构批准。”标准应该以科学技术和经验的综合成果为技术,以促进最佳社会效益为目的。制定标准的对象是重复性事物或概念;制定标准的对象,包含生产、技术、经济工作和社会活动各个领域,但并不是所有的事物或概念,而是比较稳定的重复性的事物或概念;标准产生的客观基础是“科学、技术和实践经验的综合成果”;标准在产生过程中要“经有关方面协商一致”;标准的本质特征是统一;标准“由标准主管机构批准以特定的形式,作为共同遵守的准则和依据”的统一规定。“标准”是一个广义的概念,有文件标准、实物标准等。
2.2.1.1 标准化的定义
标准化为在一定范围内获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的重复使用的规则活动。上述活动主要是包括制定、及实施标准的过程。标准化的重要意义是改进产品、过程或服务的适用性,防止贸易壁垒,并促进技术合作。标准化的总目的是为了在一定的范围内获得最佳秩序并促进最佳的社会效益。除此之外,标准化还有一个或多个特定目的,以适应某种需要或选择。标准化的方法原理:标准化的基本原理通常是通行的八字原理:“统一、简化、选优、协调”。
2.2.1.2 标准化设计
标准化设计是指标准件的选用和常用件的设计。标准件设计中提高效率的最简便的方法是建立标准件库和常用件库。经过生产实践的检验具有优良的性能才能确立为标准件,其结构和参数都已经标准化,所以无须对其结构合理性进行检验。在标准件库设计中体现了信息传递的单向性,即设计者只能选用不能修改。标准件库的优点如下:采用统一的描述格式,不同系统开发的标准库可以进行信息交换,最大限度地减少重复开发标准件库造成的资源浪费,并提高了系统的可靠性;为设计人员提供尽可能完整的标准件信息,该信息不仅包含尺寸、图形信息,还包括材料、功能信息等。基于事物特性表的标准件库体系是开放的,易于扩充。
2.2.2 模块化
模块的本意就是“组件、预制件或预制住房单元”等,人们采用标准的尺寸的砖、石和黏结剂,通过不同的组合,可建成形状、风格各异的建筑物。砖、石的形状虽然简单,但是他们的组合是多变的。Module的形容词modular则表示有节奏的进行测量,含有积木化或组装式等含义,模块化(modularization)一词就兼有积木化的意义。由若干块“积木”,可以组合成不同形状和风格的建筑物,虽然他们的元素不多,但它具有快速组合和形式多变的特点,这正是人们所需要的优点。模块化是在通用化、系列化、组合化等标准化基础上引入系统工程原理而发展起来的一种标准化的高级形式,表现特征为尺寸模数化、结构典型化、部件通用化、参数系列化,组装积木化。作为组合化发展的高级阶段,模块化的理论基础是系统的分解与组合原理。
2.2.2.1 模块化的涵义
所谓模块化设计,就是在标准化理论的基础上运用系统工程的原理,将一复杂的工程产品分解成层次合理的简化、系列化、标准化单元模块,并用这些标准化模块组合成各种不同产品的过程。它是以功能分析为基础,通过功能、用途不同的各模块的互联组合实现基型产品和变型产品,主要包括模块划分与模块组合两个过程,模块划分是功能模块的结构设计过程,模块组合则是根据具体的功能要求,选择合适的模块组成产品。根据模块化设计思想,产品的构成层次发生了重大的变化。模块成了设计制造单元,要设计并建立标准模块库、专用模块库与相似的零部件库。生产时,查找标准模块库、专用模块库,对无法直接利用的模块可在其基础上进行变性设计形成新的模块,重新拼合模块使之成品化,缩短了设计周期。
2.2.2.2 模块化设计
模块化设计的关键是模块化标准化和通用化。它是指结构标准化,尤其是模块接口标准化和通用化。模块化设计所依赖的模块化的组合,即连接或接口。显然,为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块化应具有可组合性和互换性两个特征,而这两个特征出现在接口上,必须提高其标准化、通用化、规格化的程度。例如,具有相同的功能,不同性质的单元一定要具有相同的安装基面和相同的安装尺寸,才能保证模块化的有效组合。计算机行业中,由于采用了标准通用的总线结构,来自不同国家和地区厂家的模块均能组成计算机系统并协调工作,使这些厂家可以集中精力、大量生辰某些特定的模块,并不断进行精心改良和研究,促使计算机技术达到空前的发展。
2.2.2.3 模块化与模数协调
关于模块化与模数协调,模块化是复杂产品标准化的高级形式,无论是组合式的单元模块还是结构模块都贯穿一个基本原则,这就是用型式和型式尺寸数目很少且有经济合理的统一化单元一模块,组合成大量具有各种不同性能的各种复杂的非标准综合体,这一原则成为模块化原则。为了实现模块化原则,保证模块是由模块组成的产品在尺寸上的协调,必须建立一套模数系统对产品的主尺度、性能参数以及模块化的外形尺寸进行约束,这就是建筑中的模数协调。
模数协调工作是各行各业生产活动中最基本的技术工作,遵循模数协调原则,全面实现尺寸配合,可保证在住宅建设过程中,在功能、质量和经济效益方面获得优化,促使住宅建设从粗放型生产转化为集约型的社会化协作生产。
2.2.2.4 模数协调技术在装配式混凝土住宅设计的目的
模数协调技术在装配式混凝土住宅设计的目的主要表现在以下几方面:实现住宅建筑的设计者、制造业者、经销商、建筑业者和业主等人员之间的生产活动互相协调;能从建筑各部位尺寸进行分割,并确定各部件(模块)的尺寸和边界条件,是部件(模块)规格化,又不限制设计自由;优选某种类型的标准化方式,达到使用数量不多的标准化部件(模块),建造不同类型的住宅建筑;能使建筑部件(模块)尺寸的数量达到优先化;促进部件(模块)的互换性,使部件(模块)的互换与其材料、外形或生产方式无关;采用合理化的方法定位,吊装和组装部件(模块),以简化施工现场作业。
2.2.3 PC技术体系选定要诀
PC技术体系选定的过程中一定要做到“六化”,即简化、统一化、通用化、组合化、系列化、模块化。具体可表现为以下九点:
1)结构布置尽可能的简单,构件的规格尽可能的简化;
2)相同通用构件体系的住宅产品可以实现多种户型和楼型,但是具有相同的“基因”,实现一种统一外部表现,个性化的表现通过外表面颜色、附加构件如阳台板、空调板等的设置实现个性化;
3)构件、户型应该形成事实上的通用化体系,并具有互换的特性,促进产品和部件的标准化;通用构件应具有很灵活的组合性特点;
4)按照建筑模数,形成构件、部品的系列化分布,以适应更加多样的需求;
5)PC建筑首先拆分为标准模块,然后是标准构件,形成一定的系统层次关系;某些非标部位形成非标模块,以适应部分特殊需求;
6)标准化需要形成一定的标准化构件和部品库,且这是一个开放的系统,易于扩充;
7)拆分构件时应注意构件在整个系统中的作用及其更换性的可能性以及必要性,并保持构件在功能及结构方面有一定的独立性和完整性,构件问的结合要素便于连接与分离;
8)构件的标准化背后其实就是模板的标准化,目的就是提升钢模的利用效率,标准的构件可以由可变模板技术实现系列化的构件系统;
9)模块化数理方面的支撑就是模数协调技术,模数协调技术首先利用基本模数网格控制建筑物的平立剖面,以利于拆分成单元模块或构件,并利用构件定位技术、公差与配合等技术实现部件安装接口的模数协调。
3 装配式混凝土住宅相关体系
根据近年未装配式混凝土住宅按结构体系体可分为预制框架体系、预制剪力墙体系、预制叠合剪力墙结构体系、内浇外挂体系(各体系综合比较见表1)。
3.1 预制框架体系
预制框架结构体系(如图1)的主要特征是将框架结构的构件拆分成梁、柱、楼板等基本预制结构体,单个构件重量较小,有利于预制和运输。连接处可以选择在梁柱节点,也可选择在梁柱节点以外,垂直构件连接一般采用套筒灌浆连接,可以实现高可靠性的连接。节点区或分段连接区现浇,楼板叠合层一般现浇,形成整体的刚度,达到等同现浇、抗震的目的。目前上海地区现行规范规定,装配整体式混凝土框架结构总高度不应大于50m。
外墙作为结构体的荷载,不作为主要受力构件,根据建筑物的性质,可以选择预制混凝土墙板或者玻璃幕墙。预制墙板与结构体的连接采用干法或湿法连接,必定有一个方向与结构体铰接。结构体遇到外部荷载发生形变时,墙板之间可以发生变形,但墙体本身不发生破坏。
预制框架可以结合现浇剪力墙或者预制剪力墙同时使用形成框架剪力墙结构体系。预制框架结构体系在上海、南京、沈阳有部分项目应用。
3.2 预制剪力墙体系
预制剪力墙结构体系将剪力墙结构体系的建筑拆分成剪力墙、楼板等构件,构件类型较少,但单个构件重量较大,剪力墙板竖向采用套筒或者浆锚连接,套筒可靠度高但是造价比较高,浆锚连接理论可行、造价较低,但施工质量保证难度较大;墙板水平向采用预留现浇段连接。预制剪力墙的平面布置与现浇结构区别不大,用于住宅比较容易适合传统的高层住宅的消费习惯。现行上海地区没有规范出台支持本系统。目前在国内预制剪力墙技术北京、沈阳、哈尔滨有部分项目应用(如图2、图3)。
3.3 预制叠合剪力墙结构体系
预制叠合剪力墙是为了实现住宅产业化而生产的一种介于全现浇钢筋混凝土剪力墙和全预制剪力墙之间的一种剪力墙结构构件。预制墙板工法又称为PCF工法,日本是较早推广、应用这种剪力墙的国家,技术也相对成熟。目前,预制叠合剪力墙在日本作为框架填充墙或框架结构中的抗震墙使用,真正作为受力构件用于纯剪力墙结构的工程实例不多见,同时日本工程界对于结构高度超过60m的建筑中采用预制叠合剪力墙态度谨慎。现行上海地区规范规定预制叠合剪力墙结构只适用于结构总高度不大于60m,层高不大于5.5m,抗震等级为三级以及以下的小高层、高层剪力墙结构住宅外墙。目前在国内预制叠合剪力墙技术上海有部分项目应用。
3.4 其他体系
在国内展开应用的其他体系还有NPC体系、预制叠合墙板体系等,这些体系与前述介绍的三种体系之一无本质区别。内浇外挂体系本质上是将部分外墙板当成荷载,受力结构采用现浇结构的形式,两者利用现浇连接在一起,本质上不属于结构受力构件采用PC技术的范畴,不具备技术延展性,属于为了预制而预制。预制异形柱结构体系也是一种适合于预制构件标准化的结构体系,由于本体系现浇结构的适用范围(上海地区异性柱框架结构适用的高度为21m,异形柱框架剪力墙结构技术体系适用的高度为40m)不算大,且尚未开展相应预制工法的研究,预计未来可以作为一种比较有特点的预制技术体系加以应用。
4 基于标准营造的技术体系研究
基于装配式混凝土住宅标准营造可以从标准构配件、标准户型和标准立面三方面人手形成一套完善的技术标准体系。
4.1 标准构配件
标准构配件有立柱、叠合梁、墙板、叠合板,楼梯,阳台六种构件(如图4),每种构件的规格控制在2种以内,可以提高模板的重复利用率,降低模板的摊销费用,从而降低生产成本。
4.1.1 标准立柱
规格600x600,可采用预制柱或现浇柱。
方柱VS扁柱(见图5):方柱形状和受力性能I-IN个方向完全相同,更有利于构件梁、墙体的标准化,提高模板的利用率;扁柱在角部设置带来了多种非标准构件,处理难度较大。
4.1.2 标准墙板
150厚预制混凝土外墙板或200厚预制夹心保温墙板,造价要求高时采用单板,造价允许时可采用夹心墙板(见图6)。
4.1.3 标准楼板
采用叠合楼板,板厚140(60预制+80现浇)(见图7)。
4.1.4 标准楼梯
采用预制楼梯(见图8)。
4.1.5 标准阳台板
采用悬挑叠合阳台板(见图9)。
4.2 标准户型设计
4.2.1 户型设计原则
装配式混凝土住宅设计应该充分体现标准化、模数化的设计理念。笔者结合实际情况,对户型的设计总结出若干原则:
1)装配式框架一剪力墙体系的预制率的高低可调节性大,且此体系还可以用于办公、商业、学校等一系列的公共建筑中,市场前景广阔。因此,新的户型设计依旧选用装配式框架一剪力墙体系;
2)针对中小户型设计,提出将梁柱外凸到室外,以减弱凸梁凸柱对室内的影响;
3)建筑尺寸尽量统一,从而可以较少预制构件的种类和规格。通过构件之间不同的组合来达到各种户型的使用要求;
4)厨房、卫生间、阳台等小构件尺寸尽可能一致。
4.2.2 标准户型设计
在上述原则的指导下,提出了如图10所示的标准户型设计。
此户型构件的种类少,大部分的构建是以6.6m和3.3m为基本尺寸。平面规则,基本没有凹凸,体形系数小,对节能有利。柱网规则,纵横两个方向均能对齐,对结构受力有利。没有凹口,对房间采光有利。梁柱外凸,减少了结构构件对平面的影响。此户型设计成一房、二房、三房,三种不同户型的组合形式,可满足中小户型的住房基本功能需求。户型单元之间可分可合(如图11)。
此户型的建筑构(部)件可拆分为:交通核剪力墙部分、楼梯、框架柱、框架梁、护墙体、阳台、楼板、空调板等(如图12)。剪力墙为现浇构件、楼板和阳台为叠合构件、其它的均可做成预制构件(如图13)。可根据工程实际情况,自主选择预制构件。
4.2.3 户型的可延展性设计
仅一种户型是不可能满足市场的需求。在上述对装配式建筑的认识、实践和设计原则的指导下,提出了一系列的户型设计方案。同样的建筑构件,通过不同的组合,再配以不同的现浇的交通核,未满足不同住宅需求,实现简化、统一化、通用化、组合化、系列化、模块化设计,衍生出三种系列的户型平面。
4.2.3 1A系列
由三户组成一个单元,开间模数3300,进深模数4500。通过现浇交通核的不同,来满足11-24层的户型要求(如图14、15)。
4.2.3.2 B系列
由四户组成一个单元,开口按摩模数3300,进深模数3300和3600。通过现浇交通核的不同,未满足11-24层的户型要求(如图16、17)。
4.2.3 3C系列
由四户组成一个单元,开间模数3300,进深模数由三种。通过内天井来实现中间户型厨卫等房间的通风和采光。此设计建筑进深大,有利于节约用地(如图18、19)。
4.2.3.4 通廊式户型(如图20)
上述系列的房型都体现了标准化、模数化、系列化的概念。户型平面规整,有利于建筑节能。但建筑的进深不大,对节约土地不利。如果能逐步采用暗卫生间,对装配式建筑的户型设计是非常有利的。既可以减少凹凸和内天井,又能加大建筑进深。小面宽、大进深的建筑可以节约土地。
4.3 标准立面设计
装配式建筑的立面设计同样应体现标准化、模数化的理念。在二进制的计算机领域里“0”和“1”创造了数字世界,简单却拥有无限可能。在做立面设计时可以借鉴这个概念。“0”可以看做装配整体式混凝土结构,“1”可以看做标准化、模数化的通用部件。两者相结合,并以不同的排列和组合未达到立面设计的变化与同一性。
上述建筑户型的立面上已经存在有四种元素――柱、梁、板、阳台(栏杆)。此四种元素是建筑的基本构件。现代住宅建筑中通常会在空调板外加百叶,来隐蔽空调室外机。因此,立面上总共有柱、梁、板、阳台(栏杆)、百叶共五种元素。通过五种元素的不同组合方式、柱和墙面的颜色和材质的变化,来到达立面设计的标准化、模数化、多样化(如图21)。
5 标准营造体系控制造价的基本心思路
装配式混凝土住宅控制造价的总体思路是:大力推广标准化工作,促进预制构件的社会化大生产和加强施工操作人员的培训,降低预制构件的造价和安装价格;部分简易构件,比如叠合楼板推行工地现场就地预制,减少运输费用。而在采用较低PC率的时候,比如立柱不采用预制,内隔墙全部采用传统砌块等灵活措施。
下面参照已有项目,根据标准营造体系进行不同PC率的造价分析(见表2―5,表内数据基于笔者部分工程实践,按照上海市相关技术规程和定额计算标准)。
1住宅小区电力配电的现状
由于一些旧的小区电线、电缆及设配电设施的老化,以及空调等用电设备增多,使得用电功率增大,有些是因为开发商或物业公司缺乏对电力配电设备设施的检查、维修和保养,使得很多小区频频出现停电现象。比如:2012年10月8日,惠州市惠阳区中天彩虹城4栋,一条电梯电缆起火,造成1座32层的高楼整栋停电7天,致使整栋小区居民无法回家生活;2015年3月14日晚11时,惠州市博罗县园洲镇中心花园小区,因小区配电设备故障,400余户居民停电4天;2015年5月2日晚11点多,惠州市“名流印象”小区因高压开关故障,突然停电,至次日下午17时小区才恢复供电。以上停电故障后,为什么要持续几天才能恢复供电?这里面存在一个管理上比较混乱的问题。一是有些物业公司不作为,没有做到对电力配电线路及配电设备设施进行巡查、维修和养护的责任,二是电力配电设备产权不清,谁来承担抢修费用,责任不明确,开发商与供电部门相互推诿,所以导致几天后才能恢复供电,可是苦了那些停电的居民。
2住宅小区机电设备设施的现状
2.1发电机的现状:
2.1.1部分发电机保养不到位,平时每个月两次的例行启动运行没有落实,在应急启动时,发电机不工作。
2.1.2发电机自启动装置失控,即在市停电或故障停电时,发电机应在7秒钟之内自启动供电,可是相当部分的小区特别是以前开发的一些旧小区,发电机连锁启动功能早就坏掉,只能用人工发电。
2.1.3有部分旧小区的发电机,因为设备老化、缺乏保养和未更换零配件等原因,发电机早已在那里睡大觉了,每次停电小区都只能是漆黑一遍。
2.2消防泵、消防风机及其设备设施的现状:
2.2.1部分小区消防泵及消防设施缺乏维护和保养,有些消防管道、消防闸阀、消防栓已经大部分面积生了铁锈,这种情况下消防系统又怎样能正常的工作呢?
2.2.2甚至有些旧的小区消防栓都已经被拆了,有的消防通道的消防栓箱只是一个空壳的了,这是一个可怕的事情,如果一当产生火灾,将会很被动,只能等待消防队员来援救。
2.2.3消防自动报警系统。地下室和消防通道的温感器、烟感器、消防报警按纽等都是消防控制主机的信号源,然而部分小区的烟感、温感等根本就无法工作。
2.2.4消防风机。消防风机是在紧急情况下,一方面向消防通道及避难层输送氧气,一方面向室外排烟、排出一氧化碳有毒气体等功能,以尽可能的最大限度的为被困人员创造逃生的机会。然而目前部分小区的消防风机缺乏管理,没有做到定期试运行或更换损坏的零配件,我遇到过在日常检查时,消防风机就转不起来的。如果在这种情况下,一当遇到有火灾危害时,也是一件很可怕的事情。
2.2.5发电机与消防连动。发电机是备用电源,一般情况下是停市电后发电机自启动投入运行。然而在目前的现状,有部分小区的发电机不能正常的自启动,每次停电后必须人工发电才能送电上去。这样是不能满足消防要求的。建议开发商和物业公司完善这种用手工发电的情况,不论是什么原因,我觉得应该投入一定的资金把发电机自启动功能完善或恢复起来,以便为消防应急时打下良好的基础。
2.2.6消防控制柜与电梯迫降。消防控制柜的迫降按纽与电迫降开关连通,在发生火灾或紧急情况下,在消防控制柜上操作能迅速将电梯迫降到一楼或首层。这种功能是在遇到火灾等非常情况下,迅速将电梯停在一楼或首层,以便将电梯里的人员运送到一楼安全地带,同时也可避免各楼层的其他人员再次乘梯而遇到危险。然而目前有相当部分的小区消防控制柜没有派上用场,甚至连消防监控中心的人员都撤走了。比如我所见过的一个叫金茂的什么小区,监控中心根本就没人在的。建议消防局、开发商及物业公司等对电梯迫降消防连动进行监管,监督、检查并落实小区的电梯迫降功能是否正常,落实在消防控制柜上操作迫降开关时,电梯是否能正常迫降到一楼或首层,只有靠消防管理单位、开发商和物业公司各施其责,齐抓共管,才能将消防连动、电梯迫降等功能落实到位,才能为非常状态下紧急救援创造良好的条件。
2.3电梯的运行及维保的现状:
2.3.1部分电梯运行不稳定,运行噪音大,特别是一些老式的电梯,运行起来晃动很大,乘坐电梯会有些恐惧感。
2.3.2电梯保养不到位。每个月例行的2次保养,有些维保单位只是走一个表面的形式,走一个过场,而没有真正的尽到责任。比如对地坑的检查,对门锁、门刀的检查,以及对油杯的检查都是很缺乏的,比如我有检查发现保养过的电梯油杯里严重缺油,电梯却还是在正常的运行。油杯缺油是一个很可怕的事情,当轿厢与运行轨道干摩擦的时候会产生高,时间长了就会引起一些故障。电梯层站门地坎里的杂物通常比较多,容易对电梯开、关门造成影响,因为这种原因导至电梯轿厢门不能正常的打开或关闭,所以电梯也就不能正常的运行,严重影响小区居民的正常出行。
2.3.3五方通话对讲,确实有部分电梯五方通话对讲存问题,有些电梯在年检的时候把五方通话对讲功能恢复好,质检过关后就不理了,甚至有时电梯困人在里面,不能及时的呼叫监控中心,给被困人员造成极大恐慌,也存在极大的安全隐患。
2.3.4电梯维修和解救被困人员不及时。电梯固障或电梯困人时,维保公司维修或解救被困人员不及时,通常打电话给维保公司的维修人员,他们总会说在其它地方很忙,或者半小时以上不能赶到现场进行维修或解救被困人员,这样给小区居民日常乘梯出行带来不便。
3结语
关键词:装配式住宅;绿色建筑;四节一保
绿色建筑具有能耗低、污染少、保护环境等特点,可为建筑用户提供自然、高效、安全、舒适的建筑空间。装配式住宅是绿色住宅建筑产业化发展的核心技术,可降低绿色建筑建设成本,与绿色建筑的“四节一保”(节能、节材、节水、节地和环境保护)发展要求相符,建筑企业应在绿色建筑中推广应用装配式住宅。
1装配式住宅在绿色建筑中的应用优势
在绿色建筑工程建设中,装配式住宅的优势体现在以下五个方面:①节能。装配式住宅在施工过程中,可减少人力、物力,在使用过程中,构件性能优于传统建筑结构,可减少建筑运行能耗,节能效果显著;②节材。装配式住宅建筑使用的施工材料可循环使用,材料浪费现象得到有效遏制,材料使用率显著提升;③节水。装配式住宅统一生产构件,运输至施工现场进行装配,施工现场配置的施工人员、施工材料都较少,生活用水与生产用水大大减少,节约水资源;④节地。装配式住宅在工厂生产建筑结构构件,无须单独设置场地进行混凝土生产,可节约土地资源;⑤环保。在装配式住宅建筑中,施工现场以装配施工为主,无须运输水泥、砂石等材料,施工现场粉尘污染大大减少,且无需进行夜间施工,不会产生光污染、噪声污染,不会影响施工现场周边居民正常生活。
2装配式住宅在绿色建筑中的应用策略
基于装配式住宅在绿色建筑中的应用优势,建筑企业应根据住宅建筑特点,选择合适施工技术,开展装配式住宅建设工作,做到“四节一保”,实现绿色建筑建设目标。以某建筑企业的小区工程项目为例,总结装配式住宅在绿色建筑中的应用策略。该小区工程项目用地面积约8万m2,住宅可建设用地面积69858.88m2,均为装配式住宅,要求预制率超过30%,其中装配式住宅中“三板”占比超过60%。设计人员根据该小区工程项目施工现场地理条件与工程建设要求,进行装配式住宅建筑、结构等专业方案设计,通过设计施工一体化工作,为装配式住宅施工提供详细指导,切实发挥装配式住宅优势。
2.1预制结构设计
在装配式住宅施工中,预制结构部件是基础环节,建筑企业应结合建筑工程的结构特点,将建筑划分为预制柱、预制桩、预制剪力墙、内外墙板、楼板、屋面板、楼梯、阳台等结构构件,在工厂完成各个结构构件的制作,将其与施工现场浇筑的部分柱与梁进行拼接,或到现场拼接各种预制构件,实现节约能源、保护环境的建设目标。为此,为保障装配式住宅建设质量,设计人员应按照规范流程与要求实施预制结构设计工作。
2.1.1方案设计
在装配式住宅的方案设计阶段,设计人员应对装配式住宅的平面布局、立面、结构、建筑空间等模块进行设计。结合装配式住宅的平面布局与立面结构,选择合适的预制构件类型,在满足建筑工程对建筑空间要求的基础上,选择合适的预制构件连接技术,再结合预制构件类型与连接技术,完成预制结构方案设计。在该小区工程项目中,设计人员引进BIM技术,基于BIM软件的模拟功能,将装配式住宅进行结构拆分,计算装配式住宅的预制率,明确预制的建筑构件及相关参数要求。结合参数要求,在BIM软件中构建各个预制构件族库,遵循“少规格、多组合”的原则,将重复利用率偏低的结构从预制构件族库内删除,改为现场浇筑施工,以此明确工程项目中预制结构的范围。在确保建筑工程预制率符合要求的基础上,协调预制构件与现场浇筑施工,避免二者占比不合理,加大工程建设能耗,实现绿色建筑设计目标。
2.1.2初步设计
首先,结合方案设计成果,设计人员依托于BIM协同设计平台,整合各项工程项目数据信息,计算方案设计后的预制装配率等指标,准确拆分装配式住宅的预制构件,实施标准化设计,确保预制构件符合工程项目建设要求,为后续预制构件生产提供详细指导;其次,结合预制构件的设计成果,计算装配式住宅建设成本,优化改进装配式住宅的预制构件规格,提高装配式住宅建设效益;最后,明确设备管线的预留预埋要求,完成装配式住宅结构方案设计。在该小区工程项目中,设计人员的设计方案为:25个单体预制叠合板、13个预制剪力墙与3个预制空调板;通过初步设计的成本分析,调整预制构件的规格,转变为19个单体预制叠合板、9个预制剪力墙与1个预制空调板,减少了种类数量,节约预制构件施工所用的模板、人工等,提高了制作运输安装效率,每平方米节约成本近30元,并显著提高了装配式住宅建设的环保效益与经济效益。
2.1.3施工图设计
在完成初步设计后,设计人员开展施工图设计,绘制装配式住宅的结构施工图,明确装配式住宅的装配构件拼接要点,为装配式住宅的施工提供依据。为保障施工图的准确性与指导性,设计人员利用BIM技术的碰撞检查功能,对预制构件拼接的空间实施管线碰撞检测,分析机电管线是否存在交叉、重叠等问题,重新调整管线布局,通过翻弯、改道等措施,优化改进装配式住宅的空间布局,确保预制构件的装配更为科学合理,避免施工设计不合理导致返工,避免进一步影响绿色建筑建设目标的达成。
2.1.4深化设计
在装配式住宅深化设计中,设计工作分为土建与机电两个部分:第一,在土建深化设计中,主要对预制构件和装配式建筑的现浇部分进行结合设计,保障装配式建筑的整体性。设计工作涵盖结构设计、参数检测、参数统计三部分。在结构设计中,设计人员要结合预制构件拆分结果,计算预制构件与现浇结合点,完成构造节点设计,并明确预留、预埋要求;在参数检测中,从装配式住宅建筑整体(即预制构件与现浇结构)入手,分析预制构件之间是否存在碰撞问题、预制构件与现浇结构是否存在碰撞问题;在参数统计中,设计人员须要计算预制构件生产所需的混凝土体积与重量,明确预制构件的生产工程量,并统计预埋钢筋的规格要求与所需长度,为工厂原材料采购提供参考,避免出现材料浪费现象。结合上述深化设计成果,设计人员利用BIM软件自动输出预制构件拆分图、预制构件装配图及深化设计图等图纸。第二,在机电深化设计中,设计人员根据装配式住宅的土建设计成果、图纸等,选择合适的机电设备类型,综合部署机电设备管线,实施净空控制、支架吊架设计及荷载验算等工作,明确土建工程中应预留的机电管线孔洞,并通过BIM软件自动输出机电深化设计图。
2.2施工方案设计
在完成装配式住宅的预制结构设计后,根据预制构件生产要求、建筑工程设计要求,实施预制构件施工方案与建筑施工方案设计,指导装配式住宅施工,实现设计施工一体化建设,提高装配式住宅工程建设质量和效率。
2.2.1预制构件施工设计
在该小区工程项目中,建筑企业根椐设计好的装配式施工图纸设计预制构件生产方案,确保工厂生产的预制构件在质量、规格等方面符合建设要求。预制构件均采用装配整体式预制钢筋混凝土结构,通过工厂定制的钢模板,完成各个钢筋混凝土结构的施工,钢筋混凝土结构浇筑完成后,通过浇水与蒸汽进行养护,确保预制结构构件的质量与精度符合工程建设要求。同时,设计人员考虑装配式住宅的可持续性,将外墙结构与面砖的施工工艺设计为一次浇筑成型工艺,避免外墙面砖脱落,以提高外墙结构的密实性,预防出现开裂渗水等质量问题。在该小区工程项目中,设计人员应严格遵循工程精度要求,设计规范的施工流程,将预制结构构件的精度控制在5mm内。以外墙板为例,设计的预制施工流程为:①制作钢模,根据小区住宅的外墙板大小,选择钢材制作模板,可循环利用约200次,且钢模板报废后可回炉重制,节约材料;②绑扎钢筋,根据设计方案要求进行钢筋绑扎;③铺贴面砖,选择节能环保性能优异的面砖材料,按照反打工艺的规范要求及流程铺贴;④安装窗框与预埋件,选择隔热性能优异的窗框材料,按照设计方案规定的位置安装窗框与预埋件;⑤浇筑混凝土,一次性浇筑成型;⑥养护脱模,选择蒸汽养护方案,循环利用养护用水,节约水资源,待混凝土结构强度符合要求后,再进行脱模;⑦全面清洗钢模板,以便后续重复利用;⑧将制作完成的外墙板运输至施工现场。
2.2.2装配式住宅施工设计
就目前的建筑施工技术而言,装配式住宅常用的施工技术包括单元吊装组拼技术、BIM技术与产品保护技术等。在预制剪力墙施工流程设计中,设计人员考虑到剪力墙为装配式住宅的核心承重结构,在剪力墙内部设置钢筋大网片,以此提高结构强度;将预制剪力墙板运输到施工现场后,要求施工人员以剪力墙内部的定位件作为吊装设备的附着点,指导施工人员规范操作预制构件的拼装施工,保障装配式住宅施工质量。在上述施工流程设计中,装配式住宅施工配置的人员较少,且无需进行水泥砂石运输或搅拌等操作,可节约资源,降低施工现场噪声,减少环境污染。在该小区工程项目中,设计方案中的施工流程为:预制剪力墙吊装→预制柱吊装→预制梁、预制楼梯吊装→预制楼板吊装→预制外墙、预制阳台板吊装→楼板上部钢筋绑扎→楼板上部混凝土浇筑。
2.3内部装修设计
在装配式住宅的结构施工方案设计完成后,建筑企业可遵循绿色建筑的建设特点,将装配式住宅的建设理念应用于内部装修中,优化改进内部装修设计,进一步提升绿色建筑的“四节一保”效果,提高装配式住宅的环保效益。在装配式住宅建筑工程中,内部装修通常采用工业化装修技术,并遵循装配式住宅的建设理念。在工厂进行装配式住宅装修材料及所需物品的生产,再运输至施工现场,通过集成化装配完成内部装修。具体来说,工业化装修分为菜单式设计、工厂化生产和集成化供应三个环节,这符合装配式住宅的设计施工一体化建设理念。在装配式住宅的内部装修中,工业化装修落实的重点在于建筑内部分隔、厨卫系统、给排水系统等模块的技术材料创新。因此,在装配式住宅的内部装修设计中,设计人员应注重绿色建材的应用,以落实绿色建筑建设目标。例如在分隔墙系统中,设计人员可通过绿色建材的选择与合理应用,发挥装配式住宅的优势。在该小区工程项目中,设计人员设计的内部装修方案为:在吊顶体系设计中,选用薄型轻钢龙骨材料,减轻吊顶结构重量,延长使用寿命;在卧室装修设计中,选用双面双层轻钢龙骨石膏板隔墙,并在墙体内配置隔音材料,以提高卧室的隔音效果,为用户创造安静舒适的环境;在浴室装修设计中,选用蒸压轻质加气混凝土隔墙板(ALC)预制板作为墙体材料,可减轻墙体重量,且该材料具有较强的保温性能、防火性能与抗渗性能,具有减少建筑物能耗、提高建筑安全性的作用;在架空地板设计中,将地板设计为干式隔音双层架空地板系统,提高地板稳定性,减少噪声;在厨卫系统设计中,设计人员实施整体厨房与卫生间设计。在整体厨房设计中,设计人员整合建筑空间模数、厨房空间模数与厨房内各个构件的模数,如橱柜尺寸系数、配套设施(如电冰箱、烤箱等)尺寸系数,利用BIM软件构建建筑空间与厨房空间的模型,设计厨房开间与进深,再根据确定的厨房空间模型,部署橱柜与配套设施。在整体厨房施工时,按照设计方案逐一安装橱柜与配套设施,这能够最大限度利用建筑空间来建设绿色建筑。在整体卫生间设计中,设计人员将卫生间划分为防水盘、壁板、顶板及支撑龙骨等部分,在工厂进行构件生产,与卫生间配置的洁具共同拼装,完成卫生间模块的设计与施工,现场无须进行湿作业,且构件标准化生产,提高材料利用率,节能环保。
2.4工程建设成效
在该小区工程项目中,设计人员结合绿色建筑建设特点与要求,优化设计装配式住宅的预制结构、施工方案以及内部装修,发挥装配式住宅的优势,显著提升建筑工程的性能,提高绿色建筑施工的效率。具体来说,该小区工程项目的装配式住宅应用效果如下:①在材料方面,从环保性、经济性与耐久性三个角度评估该小区工程项目应用的材料。其评估结果显示,施工材料的环保性评级与经济性评级均为b级,说明该装配式住宅所用材料属于绿色建材,碳排量相对较少,部分材料可降解,且材料生产成本相对较低;耐久性评级为c级,该装配式住宅所用材料可用年限为20年。②在生产方面,该小区工程项目使用装配式住宅施工,人工成本投入较少,施工人员培训工作简单,施工工艺简洁高效,生产性能优异,被评为b级。③在施工管理运维方面,装配式住宅可通过预制、吊装、组拼、连接等方式施工,施工效率与质量有保障,施工性能评级为a级;施工工艺流程简单,集成施工与精益施工管理有序,管理性能评级为a级;在装配式住宅投入使用后,结构构件质量有保障,内部装修材料技术先进,运维工作成本相对较少,运维性能评级为b级。④在综合性能方面,装配式住宅的适用性、安全性及耐久性相对较高,被评为b级。综合上述评级结果,根据《工业化住宅建筑性能综合等级评定表》,该小区工程项目的评级为Ⅱ级,整体水平较高,值得其他建筑企业借鉴学习。
3结语
综上所述,装配式住宅可节约能源,保护环境,有助于绿色建筑行业发展。通过以上分析,设计人员应做好装配式住宅的预制结构设计、施工方案设计与内部装修设计,实现设计施工一体化建设,提高绿色建筑建造效率与质量,提升建筑环保效益。
参考文献:
[1]赵青.装配式住宅在绿色建筑中的应用[J].居业,2020(4).