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装配式住宅设计范文

发布时间:2023-09-22 10:39:13

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装配式住宅设计

篇1

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

篇2

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.097

传统的混凝土建筑大都采用现浇模式,此种施工方法有能耗大、污染高、材料利用率低、施工技术落后、成本大等诸多方面的问题,而且在工程建筑中如果调度不当会影响工程进度,因此与当前经济环境下的发展理念逐渐偏离,为此,预制装配式混凝土住宅逐渐成为当前发展的必然趋势。

1 预制装配式混凝土住宅设计

1.1 结构设计

要进行装配式混凝土住宅结构设计首先要根据实际环境、使用需求、还有设计要求进行构件拆分,因此对构件的数量、质量、型号、受力强度以及使用性能要进行合理的分析,必要的时候要进行力学的试验性确定,以保证选择的科学性,构件拆分不但影响着后续的设计还影响着工程的施工,一定要科学合理。完成构件拆分之后,我们进行装配构件节点设计,把装配构件之间、装配构件与现浇结构之间通过装配节点实现连接形成结构整体。

1.2 建筑设计

预制装配式住宅在建筑设计上要根据实际情况配合结构设计进行。设计要保证结构设计的外立面美观统一,尽可能的将结构设计中存在的PC构件产生的不匀称性消除掉,遵循原则如下:

(1)保证平面功能,采用线条进行划分、颜色上的对比、凹凸韵律的变化、纹理细节上的弥补等手段对 PC 构件进行划分,塑造出富有一定变化韵律的立面效果。

(2)满足立面变化的同时要保证PC 构件的使用性能、成本可控、施工技术可行。

(3)线条要布置合理,最好层层布置,防止因布置不合理产生PC 构件种类多变,增加工作难度。

2 预制装配式混凝土住宅施工

2.1 整体施工前准备

预制装配式混凝土在结构施工中,要根据设计需要提前做好模具生产厂家、预制构件生产厂家的选择,确定构件临时支撑体系、预埋件和窗框的选定等相关准备,除此之外就是常规的施工准备,务必做到精细到位。

2.2 进行构件运输车辆选择、堆放场地和运输道路修整

构件运输车辆要根据构件的长度、宽度、高度、重量进行合理选择,除此还要根据安全运输的相关规定和现场的实际情况确定,一般情况下所运输构件的装载长度不得超出车厢 2m 以上;构件的装载宽度不得超出车身宽度;构件的高度从地面起不超过 4m;运输构件的重量不得超过汽车最大载重量。在进行场地道路布置时必须明确构件的进场路线,道路净宽不得小于 6m,运输车辆通过时距道路边缘不小于 0.5m,并且要根据运输车辆的回转半径在道路转弯处的内侧铺设钢板,如果遇到特殊情况要和道路管理的有关部门进行协商解决。

2.3 起重机的确定

装配式混凝土构件的吊装需要特有的施工流程和现场平面布置。施工流程有构件吊装、支撑体系安装拆卸及关于构件间如何结合的施工,在施工中尽量最大限度地发挥起重机械的工效。起重机械选择依据构件的数量、重量、施工过程、施工环境、施工半径、构件位置、吊具重量、塔吊位置等因素确定。

2.4 合理进行施工阶段划分、节点控制、构件安装顺序确定

装配式混凝土结构施工阶段划分根据1d 内构件可能安装的数量确定,还要考虑实际的环境影响和浇筑量是否满足施工使用量以及建筑间是否有伸缩缝,控制好时间节点,明确预制构件的安装顺序,结合工作人员的工作效率和设计时对施工的特殊要求进行确定。

2.5 标准层施工步骤的确定

合理确定施工顺序和标准层工期,以 7d 一个标准层为例:第 1 天,进行放线和外脚手架的加高;第 1~3 天,剪力墙配筋、模板;第2 天,进行墙体部位装配式混凝土安装;第 2~3 天,梁、楼板进行支撑、支模;第 2~4天,梁配筋;第 3天,进行装配式混凝土楼梯部位安装(1 层楼下);第 4~6天,楼板配筋施工;第 5 天,进行装配式混凝土阳台部位安装;第 6 天,根据实际情况进行塔吊提升,同时进行浇筑前检查;第 7天,混凝土浇筑。

2.6 预制构件的支撑

预制构件和现浇结合部在形成的初期对外力荷载的承受能力较低,为了防止构件位置在侧压力的作用下出现偏移而影响整体结构的稳定性,我们要对其结构进行支撑。现浇混凝土的最大侧压力=混凝土密度×新浇筑混凝土高度,可以用对拉螺栓承担该侧压力。

2.7 预制构件的预制施工

按设计要求对预埋件在预埋安装前进行抗拉拔试验;预制施工时要保证预埋件的位置要求,如果钢筋与预埋件定位发生冲突,可适当挪动墙体配筋,范围在-10~+10 mm;要保证预制构件施工后,表面光滑无破损;对内侧与结构相接面做均匀拉毛处理,拉深4~5 mm;预制构件脱模标准是达到混凝土抗压强度设计值的75%且不小于15 MPa;要防止预埋螺栓孔灌入混凝土,并在成型后填塞柔性泡沫棒;在预制叠合板与现浇层接合面做成凹凸差不小于4 mm的人工毛面。

2.8 预制构件的安装工艺

预制件的安装工艺为:放线抄平铺找平灰饼,准备工具铺灰起吊、就位临时固定脱钩、矫正塞水平缝(预制件下)梳整预埋钢筋焊接竖缝支模整体浇筑与预制件相连的梁、柱预制件顶部抄平预制件顶部铺找平灰饼铺灰预制件上部梁及柱浇筑。

3 结束语

预制装配式混凝土住宅设计美观,注重品质,施工过程环保节能,高效优质,是当代住宅产业化和建筑工业化形势下的创新产物,发展预制装配式住宅是大势所趋。结合实际情况将预制混凝土住宅从设计到施工全方位优化,形成产业化的纵深化发展,刻不容缓。

参考文献:

[1]段凯元,张季超.预制装配式混凝土住宅设计施工一体化研究[J].施工技术,2014(11):45-47.

篇3

引言:

在房屋建筑工程中,是用预制装配式住宅设计方案,能够有效的降低是工程本,便于质量管理。而在预制装配式住宅中,给水排水设计系统的设计也是最重要的环节。文章主要针对在预制装配式住宅中,设计给水排水系统设计中的各个环节进行详细的分析和阐述。首先针对是预留洞和预埋套管的分析,并且结合具体案例进行分析。其次,则是对预埋管道的附件进行详细的分析,提高管道的质量控制,第三,则是需要保证管道支吊架设计进行分析。最后是定位设计分析。

一、预制装配式住宅实例

某小区,楼层高度为20层,其中1至8层都是采用的预制装配式住宅建设方式,地下有一层。房屋平局面积为75平方米。该建筑在设计的时候,采用的是框架剪力墙的结构,并且采用预制装配式住宅,其中的柱、梁以及剪力墙,采用的现浇的施工方式浇筑的。而且阳台、外墙以及楼梯等采用的是预制混凝土构件。

二、预制装配式住宅给水排水系统的设计与应用

(一)预留洞和预埋套管

在设计给水排水的过程中,需要预留出预留洞以及预埋套管。首先需要对给水、热水以及消防管道进行预留洞,而且在预留洞的时候,如果需要穿越承重墙,那么需要保证在预留洞的洞口的上方,预留的高度应该高于墙体的沉降量,一般大应该大于0.1m。这样可以保证既是墙体出现沉降的情况,也有足够的空间,避免给水管道以及热水管道等被沉降的墙体压迫,不能正常输送水。而且如果需要穿越地下室的墙体的话,还需要使用防水套管。其次,则是对排水管的设计,选择的方式同层排水设计的方式。这是因为如果大量的穿越楼层的设计排水管道,则会增加预制构件的预制。同时如果排水管道穿越承重墙,则需要预留的高度照至少为0.15m,这样可以避免墙体沉降,压迫管道。

(二)预埋管道附件

在预制装配式住宅设计的给排水系统过程中,需要进行预埋管道的附件设计。这是因为在安装给水管道以及配水管道的时候,出现安装不顺畅的情况,就需要使用到预埋管道附件。而预埋管道附件在设计的时候,其位置主要处于建筑的屋面,以及空调板,或者是排水栓以及雨水斗的地方,这些地方都是穿过洞口,但是安装不顺畅的主要位置,而且在该位置处,可以保证给水管道和排水管道的安装质量。但是在工厂设定和加工预埋管道附件的时候,需要保证加工的整洁性,避免赃物把预埋管道附近堵塞了,导致预埋管道附件不能正常使用。

(三)管道支吊架

管道支吊架,是确保正常安装给水和排水管道的重要施工环节和设计环节。第一,在整个给排水系统中,需要在管道的起端和终端两侧设置固定的吊架,这样可以保证稳定整个系统。第二,则是在给排水任意两个横管道之间进行支吊架,但是不能支撑在两个横贯的接头之上。这样会导致接头不稳定,出现漏水的情况。第三,则是在设计系统的时候,需要保证给水管道在配水点之间使用金属管卡,这样可以保证连接的稳定性,还可以选择支吊架的方式。一般该金属管卡和吊架,应该离配件的距离大约为70mm,这样可以保证稳定性。第四,如果在设计的过程中,其中的热水管和冷水管需要使用共同的支吊架,则需要按照相关的规定进行设计,以热水管的支吊架为评价标准。第五,在给排水系统中,设置的立管底部需要安装一个承重的支吊架,并且在管道穿梁的时候,可以把穿梁看做一个支架。第六,则是卫生器具在安装给排水的时候,是需要穿越楼板的,因此在穿越的过程中,可以视为一个支架。第七,则是需要保证热水管道的固定支架之间的距离要符合管道的伸缩补偿之间的距离要求。

(四)定位设计与应用

在预制装配式住宅中的给水和排水管道系统的安装和设计,首先是在工厂预制混凝土构件的,并且在生产合格以后,运输到施工现场进行现场安装。而且构件之间的连接使用的就是金属件,而且利用现浇的施工方式进行施工。并且在预埋件的时候,需要确保预制件和墙面之间预留的距离是就够的,这样才能保证在给水排水系统安装的过程中,保证连接的完整性。而且金属件和现浇混凝土之间的距离也要留够,浇混凝土留有安装空间,一般取距构件边内侧大于40mm。

三、结束语

文章通过对预制装配式住宅的给水排水系统的设计和应用进行简单的分析。尤其是针对预制件以及预留洞和预埋套管等内容进行详细的分析和总结,可以知道,想要完成给水排水的工程,首先要想有关厂家定制与预制装配式住宅有关的构件和配件,并且需要符合预制装配式住宅的标准要求,这样才能保证安全是匹配的。可以提高建筑的质量。同时在设计和应用的应用的时候,需要尽量简化给水排水的预埋套件,这样可以加快给排水的系统的建设,和保证建筑的质量安全。

参考文献:

[1]路文丽,庞志泉,孙 兵.预制装配式住宅给水排水系统的设计与应用[J].建筑,2010(07):133-136.

篇4

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:

篇5

1.装配式结构体系

装配式结构( Prefabricated Concrete,简称PC) ,是以预制构件为主要受力构件,经装配连接而成的混凝土结构。装配式结构体系在国外已经发展成熟并得到很好的推广,而目前在国内,处于大力倡导和积极探索阶段,形成了具有中国特色的装配式住宅,即形成了以轻钢结构为主,以木结构、轻钢―木结构、轻钢―钢筋混凝土结构和轻钢―钢结构为补充的装配式住宅结构体系( 见图1) 。但经过一系列有益的实践,并未得到规模性的推广。主要原因是理论实践受技术水平和经济条件的约束,机具设备和运输工具落后,无法满足工艺的要求,加之推广力度不大等客观条件遏制了装配式结构体系的发展。目前,钢筋混凝土工程施工中,现浇体系处于主导地位。这一体系在国内发展成熟,并得到广泛认可和使用,但由于需要现场进行支模,钢筋绑扎连接,混凝土振捣养护等一系列手工操作,因此现浇体系存在诸多弊端: 工程施工工期长;工程成本不易有效控制;工程质量难以可靠保证;全面工业化生产难以实现。

图1 装配式结构建筑

2.装配式结构体系巨大的优势

1) 住宅建造由工地化向工厂化转变,使影响住宅质量和性能的不可控环节纳入到可控制的体系下; 2) 采用预制钢筋混凝土外墙及梁、柱,在工厂进行产业化生产,再运至现场直接装配连接,安全快捷,节能环保; 3) 各预制构件机械化程度高,提高构件尺寸的精确度,减少材料浪费; 4) 现场作业人员减少,劳动量降低,作业时间减少,提高效率; 5) 节水、节电、节材、保护环境,社会效益提高。因而,建筑业应打破目前的建筑体系格局,积极引入住宅产业化的先进技术,扬长避短,大力发展装配式结构住宅。

3.装配式住宅现状

近年来,工业化在中国逐步发展起来,随着政策驱动,越来越多的企业不断加入,工业化建筑产品也开始在地产开发、建筑等领域广泛使用。得益于国家政策的指引,我国的建筑产业转型升级迎来了新曙光,而装配式住宅则是产业转型的主要方向之一,发展装配式住宅,可以改善结构精度、渗漏、开裂等质量通病, 提高隔声、保温、防火等性能, 便于系统维护、更新。装配式住宅有着巨大的节能减排作用,提升了住宅品质和效能,大大提高了施工效率,缩短了施工周期,并充分体现了绿色建筑“四节一环保”的特点。可见,装配式住宅是中国绿色建筑的发展方向。

中国装配式住宅的发展趋势和国际上先进国家的发展趋势是一致的。我国目前装配式绿色住宅还存在发展瓶颈,包括以下方面:一是装配式住宅的设计、生产、安装施工验收评定等技术标准尚未建立,试点成果无法大规模推广。二是装配式住宅的建造成本比传统方式每平方米高500元左右。住房和城乡建设部副部长仇保兴说“原因是未形成大规模生产,规模效益无法体现;同时,工业化生产属生产企业,构件工业化生产产品要交纳的17%增值税,增加了生产成本” 。三是具备总承包资质的企业目前不具备专业化生产能力,尤其是装配式住宅生产、安装的能力不足,少数具备能力的企业又无承包项目资格,造成专业化公司还要挂靠,增加管理成本。尽管装配式住宅尚存在发展瓶颈,但我国已有些城市和地区实现了突破。以深圳为例,深圳市的一些保障房住宅,目前实现了图纸标准化、施工工厂化、管理可视化、现场整洁化,达到绿色建筑二星以上的评价标准,同时建筑质量得到提升,施工周期得到缩短。作为钢材生产大国,钢结构住宅和钢木结构混合住宅也是未来装配式住宅的一大方向,而且其施工方式和建造成本更具优势。

4.新时期装配式住宅的发展

国务院办公厅关于转发国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部绿色建筑行动方案的通知(〔2013〕1 号文)中第(八)项为推动建筑工业化:住房城乡建设等部门要加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系,推动结构构件、部品、部件的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑示范试点。积极推行住宅全装修,鼓励新建住宅一次装修到位或菜单式装修,促进个性化装修和产业化装修相统一。2014 年1 月,住房和城乡建设部通知要求各地积极推进绿色保障房工作,并同时了《绿色保障性住房技术导则》(试行)(以下简称《导则》),明确各地依此研究制定本地区的绿色保障性住房技术政策,做好技术指导工作《导则》共有项,其中强调了绿色保障性住房应遵循的基本原则,研究和制定了绿色保障性住房的指标体系,提出了绿色保障性住房的规划设计、建造施工和产业化等技术要点。此外, 《导则》还专项设置了产业化技术指标和体系化技术。为大量、快速的住宅建设提供切实有效的保障,从根本上全面推进绿色建筑行动。

目前国内装配式建筑发展较好的城市

沈阳:标准配套齐全,引进的技术论证严谨, 结构类型品种较多,构件厂设备自动化程度高。完成了《预制混凝土构件制作与验收规程》等9 部省级和市级地方技术标准。

北京、上海:有政府出台配套优惠政策作保证,标准配套基本齐全,部分装配的剪力墙结构的技术成熟。北京出台了混凝土结构产业化住宅的设计、质量验收等11 项标准和技术管理文件;上海已出台5 项且正在编制4项地方标准和技术管理文件。

深圳:工作开展的较早,装配式建筑面积较多,构件质量高,编制了产业化住宅模数协调等11 项标准和规范。

江苏:结构体系品种齐全,部品的工业化工作同时开展。

合肥:近年来政府推动力度较大。

总 结

综上所述,装配式住宅我是国建筑的发展趋势。从环境问题和社会效益等多方面考虑,它也将成为房地产业的引领者,目前我国装配式住宅发展潜力巨大,节能效果好,对减少PM2.5空气污染可发挥很大的作用,同时我国还要建大的住宅,依靠大量劳动力已不再可行,建筑质量无法保证,成本也在上升,所以,我国现在发展装配式住宅正当其时。

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