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凤凰台项目装配式建筑技术应用介绍

时间:2018-11-15 11:08:59  来源:湖南设计  作者:陈平

 

以项目所在地域的气候、环境、资源、经济及文化等因素为出发点,综合考虑实际功能特点及需求,遵循因地制宜原则,合理地采取节地、节能、节水、节材、环境保护等绿色建筑设计理念这一技术策略,已逐步深入到各个实际项目中去,并逐步形成了一套相对成熟、完整的常规绿色建筑技术体系。

 

具体针对住宅类建筑而言,目前常用绿色建筑技术主要包括:土地集约高效利用、热岛强度控制、室外风环境营造、底层架空通风、乡土植物、自然通风采光、保温隔热屋面、外窗遮阳、东西外墙隔热、节能设施设备、节水卫生器具、非传统水源利用、本地建筑材料、可再利用和可再循环材料、室内空气质量监测等,有力的推动了我省绿色建筑快速、健康、可持续发展。

 

然而,随着常规绿色建筑技术体系完善与成熟,必将逐步固化成为制约我省绿色建筑进一步发展的技术瓶颈。积极寻求绿色建筑技术创新与突破,扩大适合我省绿色建筑发展需求的技术应用范畴,促进我省绿色建筑更高、更快发展,将具有十分重要的现实意义。

 

装配式建筑技术

 

相对与传统建筑技术体系,作为绿色建筑技术体系创新与提高重要举措之一的装配式建筑技术,具有得天独厚的先天优势,主要体现在以下方面:

 

1.质量更优

 

相较于传统施工工艺,工业化流程中生产的墙体、楼板等构件品质更高。传统的工地现场浇筑楼板,因建筑工人技能水平差异,楼板质量参差不齐。而工厂预制的构件,是在统一质量体系流程下,实现标准化、机械化、精细化生产,质量更有保障。

 

2.工期可控

 

与传统方式相比,工厂生产不受恶劣天气等自然环境的影响,工期更为可控,且生产效率远高于手工作业,可缩短1/4左右的施工时间。

 

3.综合成本降低

 

装配式建筑工期缩短能带来人工成本、财务费用大幅降低,减少脚手架、防护网、模板等措施费用,工业化部品生成规模化系统化带来的成本降低,相较传统建筑,综合成本大幅降低。

 

4.节能减排

 

装配式建筑相比现浇建筑,在建造阶段可以大幅减少木材模板、保温材料、抹灰水泥砂浆、施工用水、施工用电的消耗,并减少80%以上的建筑垃圾排放,同时减少碳排放和对环境带来的扬尘和噪声污染。

 

积极推广使用装配式建筑技术,很好的契合绿色建筑发展理念,节约能源、节约材料、保护环境等,同时标准化工业化生产、施工、安装等标准流水线作业形式,有利于提高建设项目工程质量,加快工程进度,降低工程综合成本,很好地实现经济效益、社会效益以及环境效益共生共赢。

 

中建凤凰台项目

 

 

在中建凤凰台建设项目中,HD建筑三院结合项目实际特点及需求,积极引入、推广使用装配式建筑技术,取得了一定的示范效益。

 

中建凤凰台项目建设用地位于长沙市时代阳光大道以北,碧桂园南城首府以东,东面不远处为京港澳高速。该地块属商业及住宅用地,项目功能主要包括:地下设备机房与车库,沿街集中商业用房及高层住宅。

 

项目总用地面积:133094.86㎡

 

净用地面积:108194.35㎡

 

总建筑面积:319379.82㎡

 

正负零相当于绝对标高:65.10-86.10M

 

建筑层数:塔楼29-32层,幼儿园3层,地下室1-2层,商业2层

 

建筑高度:100M

 

建筑类别:一类高层建筑

 

耐久年限:50年

 

抗震烈度:6度

 

耐火等级:一级

 

综合容积率为2.41,地下建筑面积为54980.84㎡,社区服务用房1400㎡,地上建筑面积为264181.11㎡,其中商业建筑面积为5432.77㎡、住宅建筑面积为261109.53㎡,幼儿园建筑面积3651.14㎡,设计布局采用周边围合方式,并设置局部多层商业形式,住宅塔楼层数分别为29-32层。住宅总户数2051户,居住总人口6564人。

 

 

根据规划设计条件,本项目住宅部分要求采用装配式建筑技术,且整体预制装配率达到《湖南省绿色装配式建筑评价标准》DBJ43T332-2018规定的50%以上的要求。

 

装配式建筑技术设计思路及技术路线

 

目前,我省针对装配式建筑技术在住宅小区类建设项目的实际应用流程参考示范案例较少,行业内各相关单位、部门包括设计、施工、生产、运维管理等都在从不同维度进行积极有益探索。

 

在本项目的实际操作过程中,在项目初期阶段,建设方、土建设计、装配式构件生产厂家、二次精装修设计、施工单位等各主要参建主体单位提前介入,从各自作业需求特点出发,组织召开多次技术协调联席会议并形成最终技术统一标准。我方通过整合各方意见建议,合理地制定了一套切实可行技术路线方案,快速推动了项目在规划设计阶段各工程节点顺利完成,主要包括以下方面:

 

规划设计

 

项目在规划方案设计阶段,以建设方实际需求为根本出发点,在户型套型设计、面积配比、功能布局等具体设计上遵循以市场导向为主的原则,合理解决日照、采光、通风、交通、绿化等技术问题。同时,综合考虑装配式建筑特点,对户型平面方案进行优化调整,将原有户型平面精简为T3、T4两个标准户型,通过户型单元不同组合满足规划布局、面积配比等需求。在电梯井道、设备管井、疏散楼梯、门窗洞口、房间开间进深尺寸等方面基本保持一致,符合装配式建筑通用化、模数化、标准化的功能要求。

 

结构体系设计中,住宅部分建筑全部为高层建筑,均采用剪力墙结构形式,结构构件布置在满足现行规范标准要求的前提下,为满足装配式建筑实际需求,对结构体系进行优化。包括减少结构构件类型,加大通用部件应用范围,保持结构构件形状尺寸规整等方面,以少规格、多组合的原则,实现建筑及部品部件的系列化和多样化。便于后期装配式构件开模、生产加工、安装等流程。

 

设备及精装修专业团队在设计方案阶段提前介入,根据综合项目特点、装配式建筑等因素,提前确定各管线、空洞的预留预埋位置,避免与预制构件的冲突,减少非标构件使用。

 

PC构建体系

 

综合建设方意见、平面设计方案、结构设计方案以及工业化快速生产等因素,项目确定采用“以水平构件为主,竖向构件为辅”的综合性装配式设计方案。概括为以预制叠合梁、预制叠合楼板、全预制空调板在内的水平构件为主,预制剪力墙板、非砌筑免抹灰轻质隔墙竖向构件为辅的技术策略,达到减少模板数量,降低施工难度,节省人工成本,减少施工时间,提高综合经济效益的目的,满足整体装配率要求,完成设计指标。构件体系划分及构造要求如下:

 

叠合梁

 

预制梁端与梁现浇部分结合面设置抗剪键,增强叠合梁的整体抗剪性能,预制梁的箍筋按规范加密区和非加密区的相关要求全部伸入叠合层。叠合梁的底筋和构造钢筋在满足要求的前提下,预留在预制梁部分,梁面筋则在现场预制梁吊装完成后于现场绑扎,与叠合板现浇部分一同整浇成型。

 

 

叠合楼板

 

叠合楼板表面做成凹凸差不小于4mm的粗糙面、在预制板内设置桁架钢筋,以增加预制板的整体刚度和水平界面抗剪性能;叠合板的钢筋桁架间距不宜大于600mm,桁架高度一般为70~150mm。叠合板跨度结合工程实际情况参考标准模数设计。

 

 

预制楼梯

 

预制楼梯厚度由结构设计计算确定,为全预制搁置式楼梯,梯段板支座处为销键连接,上端支撑处为固定铰支座,下端支撑处为滑动铰支座,预制楼梯安装时需考虑合理的安装间隙,以便于楼梯的装配。

 

 

预制剪力墙

 

预制剪力墙墙身,连接钢筋通过灌浆套筒连接。竖向通过套筒灌浆连接,水平通过外伸钢筋与两侧的现浇区域连接。竖向钢筋采用套筒灌浆连接接头时,边缘构件区域,钢筋应逐根连接且横向钢筋宜采用封闭箍筋的形式。竖向钢筋连接区内,水平钢筋应加密布置,且在钢筋连接范围的双层钢筋网之间设置拉筋。

 

 

非砌筑免抹灰轻质隔墙

 

非承重内隔墙、分户墙均宜采用轻骨料混凝土预制而成的轻质隔墙板,轻质隔墙通过灌浆插筋与楼板连接,也可以通过预埋件与外挂板或剪力墙、框架柱连接;隔墙阳角处须采用转角板;轻质隔墙板隔墙需制定专项接缝施工方案。

 

装配式建筑技术效果展示

 

▲T3户型三维模型示意图

 

▲T3户型平面图

 

▲T3户型预制剪力墙平面布置图

 

▲T3户型预制叠合梁平面布置图

 

▲T3户型预制叠合楼板平面布置图

 

▲T4户型三维模型示意图

 

▲T4户型平面图

 

▲T4户型预制剪力墙平面布置图

 

▲T4户型预制叠合梁平面布置图

 

▲T4户型预制叠合楼板平面布置图

 

装配式建筑与BIM技术、土建装修一体化技术相结合应用

 

项目在实施过程中,通过采用BIM技术,进行建筑、结构、机电以及精装修等专业的设计模型创建,根据模型进行设计图纸的修改与调整,保证设计的质量。将装配式主体、围护结构、设备管线等进行独立表达和统计,便于对装配式构件进行全面梳理。在设计过程中,各专业基于模型进行协同设计,系统、全面的掌握设计细节,提高设计品质。

 

▲T3户型标准层BIM模型

 

▲T3户型标准层机电模型

 

▲T3户型三维模型示意图

 

▲标准层BIM模型拆分示意图

 

项目装配率计算及达标情况分析

 

根据规划设计条件,本项目住宅部分要求采用装配式建筑技术,且整体预制装配率应达到《湖南省绿色装配式建筑评价标准》DBJ43T332-2018规定的50%以上的要求。

 

经计算,项目预制装配率达到51%,满足标准规定的要求,计算如下(以T3为例):

 

 

 

P=(32.82+9+6+3)/100*100%

 

P=51%

 

项目评价:

 

1.Q1=32.82≧20分,满足要求。

 

2.采用了全装修,满足要求。

 

3.装配率≧50%,满足要求。

 

4.绿色建筑的评价分值不低于4分,满足要求。

 

结论:

 

项目预制装配率满足标准要求,评定为装配式建筑。

 

总结

 

中建凤凰台项目是HD针对住宅类建筑项目在预制装配式设计领域的一次有益探索,在具体设计过程中,各参建主体提前介入,统一考虑各方诉求,制定切实有效的技术路线,同时积极引入BIM技术作为传统二维设计的有力技术支撑。整个项目设计阶段流程较为顺畅,有力保证各工程节点的达成,取得较好的综合示范效益。

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