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裝配建筑日新月異,貝格設計業內領航


1. 貝格的裝配式技術

1.1 概況

山東貝格建筑設計院創立于1998年,自成立就秉承“設計精湛、服務優良、守時誠信、追求完美”的服務理念,以獨特的創意和先進的建筑技術,將古典與現代、藝術與商業、舒適與功能、美感與科技完美地結合在一起,堅持綠色設計價值觀,讓建筑更經濟環保,為客戶提供“創新、共贏”的服務模式。

山東貝格建筑設計院在建筑產業化的道路上已走過十多年的時間,從2004年就開始全方位的關注真正的建筑產業化技術,到2012年察覺到國家的建筑行業政策要大力發展建筑產業化,一直在跟蹤、探索、不懈努力。貝格的產業化設計技術從當時的概念雛形到現在的設計成果,每一步都緊跟國家政策。

貝格在系統掌握各種鋼結構裝配式建筑技術的前提下,現在已經徹底掌握國家最先進的鋼結構建筑產業化技術,并與國內領軍品牌簽訂戰略合作協議,開始實質性的戰略合作。在國家政策的支持下,在戰略合作伙伴的關愛下,貝格設計院去年和今年設計了較大規模的建筑產業化示范工程,取得了令人振奮的效果和良好的社會聲譽。

 

1.2 貝格的裝配式歷程

1998年貝格設計院成立之初的設計資質就是鋼結構專項設計資質,當時的主要產品是輕鋼廠房設計,鋼結構建筑設計是我公司的傳統特長強項。從2004年起就開始全方位的關注建筑產業化技術,雖然當時的產業化技術還不成熟,相關的法律法規、技術規范規定及部品部件等一系列相關的配套技術嚴重滯后,但產業化的雛形已有顯現,從那時起就致力于裝配式建筑的設計與研究,從單一的輕型剛架廠房設計到鋼框架結構設計,一直走在本行業的前列。以2013年全國建設工作會議為標志,國家提出“促進建筑產業現代化”的發展要求,以建筑業轉型升級為目標;2013年1月1日,國務院辦公廳以國辦發〔2013〕1號文件轉發國家發展改革委、住房和城鄉建設部共同制訂的《綠色建筑行動方案》,該《行動方案》將推動建筑產業化作為一項重點任務。隨后國家和城鄉住建部不斷地發布有關建筑產業化的政策性文件,相關行業也不斷地出臺建筑產業化、建筑裝配式的法律法規、規范、規定、標準、圖集等。2016年以來,大力發展裝配式建筑受到黨中央、國務院高度重視,已成為建筑業轉型升級的重要抓手并上升為國家戰略,國家層面多次發布相關支持政策,并制定了裝配式建筑發展目標;特別是2017年,我國裝配式建筑實現了大發展,政策春風頻吹,規范標準完善,企業積極性高漲,試點示范項目也如雨后春筍般不斷落地。幾年來,貝格設計院順應時代發展的要求,從時代發展的高度,深刻認識裝配式建筑發展的歷史必然性及其重要性;從國家創新驅動發展戰略高度,充分認識發展裝配式建筑的重大意義;從助力推進建筑業轉型升級的高度,充分認識發展裝配式建筑的戰略選擇。2013年參加主題為“美麗中國綠色行動”的中國綠色建筑產業專家論壇;2014年,參加第十三屆中國國際住宅產業暨建筑工業化產品與設備博覽會、上海國際綠色建筑與節能展覽會;2015年參加第三屆中國綠色建筑產業專家論壇、中國綠色建筑與住宅產業化創新發展論壇;2016年參加全國裝配式鋼結構建筑產業化技術創新與發展專題培訓研討會;2017年參加了從設計到實現——2017裝配式建筑創新發展高峰論壇。除了參加有關建筑產業化的會議和學習班,還到北京珠峰科技、沈陽衛德、山東萬斯達集團、金都新型建材參觀考察。在2015建筑(住宅)產業現代化(山東)國際高層論壇暨觀摩展示會設置了展位,向同行展示貝格設計院近年來在建筑產業化方面的成績;貝格在系統地掌握了各種鋼結構裝配式建筑技術的前提下,做了大量的裝配式建筑的設計。設計的典型廠房建筑有:臨港工業園KD廠房(圖1.1.1)、萊鋼集團煙臺鋼管廠廠房114機組抽柱改造加固工程(圖1.1.2 )、榮成鍛壓機床鍛壓車間(圖1.1.3),吊車載重量280噸。設計的鋼框架結構的建筑有:韓國的現代汽車研發中心(中國)有限公司(圖1.1.4 )、萊州文昌家具城(圖1.1.5)、 龍江卓達健康養老社區(圖1.1.6),

 

圖1.1.1.  臨港工業園KD廠房鳥瞰圖

 

圖1.1.2.  鋼管廠截柱施工全景一

 

圖1.1.3 榮成鍛壓機床鍛壓車間內景照片  

 

1.1.4 現代汽車研發中心(中國)設計樓等鳥瞰圖

 

 圖1.1.5萊州文昌家具城施工照片

 

圖1.1.6黑龍江卓達健康養老社區養老服務社區透視圖

 

2016年貝格加快了建筑產業化裝配式鋼結構建筑設計的步伐,首先與國內領軍品牌簽訂戰略合作協議,與蓬建杭蕭鋼構開始實質性的戰略合作。一年多來曾多次派人到杭蕭鋼構漢林設計院學習鋼管束鋼筋混凝土墻結構體系的有關規定和設計實踐。參與以蓬建集團工程總承包(EPC)為龍頭的設計、生產、施工一體化的管理模式,二零一七年共做了四個建筑產業化的項目。

項目一:臨沂蓬建元豐杭蕭鋼構沂水裝配式建筑產業園一期工程,包括辦公樓、研發樓、食堂餐廳和三個鋼結構廠房。其中辦公樓、研發樓采用杭蕭鋼構的鋼管混凝土束組合結構體系(圖1.2.1),餐廳采用鋼框架結構體形式,廠房為輕型門式剛架結構形式。如圖1.2.2、1.2.3所示:

 圖1.2.1  鋼管混凝土束剪力墻結構新技術

 

 圖1.2.2沂水裝配式建筑產業園一期工程鳥瞰圖

 

圖1.2.3沂水裝配式建筑產業園廠房實景照片

 

項目二:山東省蓬萊第二中學,單體有:三棟教學樓、圖書館、綜合樓、實驗樓、行政樓、大小多功能廳各一棟、體育活動室、六棟學生宿舍、一棟教師宿舍。其中學生宿舍、教師宿舍采用鋼管混凝土束剪力墻結構體系,三棟教學樓、圖書館、綜合樓、實驗樓、行政樓、大小多功能廳各一棟、體育活動室采用鋼框架結構體形式。如圖1.2.4、1.2.5、1.2.6所示:

 圖1.2.4 總平面圖

 

 圖1.2.4 總平面圖

 

圖1.2.6  蓬萊二中施工現場照片一

 

項目三:蓬萊市新港街道新社區,包括:十四棟住宅樓(含四棟一二層帶商業網點)、一棟社區服務中心、一棟商業樓、一棟熱交換站。住宅樓全部采用鋼管混凝土束組合結構體系。如圖1.2.7、1.2.8所示:

圖1.2.7 總平面圖

 

圖1.2.8住宅樓透視圖

 

項目四:蓬萊市南王街道新社區,包括:十二棟住宅樓(含四棟一二層帶商業網點)、一棟社區服務中心、一棟商業樓并貼鄰熱交換站。住宅樓全部采用鋼管混凝土束組合結構體系。如圖1.2.9、1.2.10所示:

圖 1.2.9 南王街道新社區鳥瞰圖

 

圖1.2.10 南王街道新社區透視圖

 

二零一八年截止到目前又做了兩個建筑產業化的項目。

項目一:正大·清泉小區安置房4、5、10#樓,采用杭蕭鋼構的鋼管混凝土束組合結構體系。如圖1.2.11、1.3.12所示:

圖1.2.11 正大清泉小區鳥瞰圖

 

圖1.2.12正大清泉小區透視圖

 

項目二:山東省蓬萊第一中學,單體有:三棟教學樓、圖書館、綜合樓、實驗樓、行政樓、大小多功能廳各一棟、體育活動室、六棟學生宿舍、一棟教師宿舍及附屬用房。其中學生宿舍、教師宿舍采用鋼管混凝土束剪力墻結構體系,三棟教學樓、圖書館、綜合樓、實驗樓、行政樓、大小多功能廳各一棟、體育活動室采用鋼管混凝土框架結構體形式。如圖1.2.13、12.14、1.2.15所示:

  圖1.2.13 蓬萊一中總平面圖
 

圖1.2.14蓬萊一中教學區透視圖

 

圖1.2.15蓬萊一中次入口透視圖

 

2. 裝配式建筑的優勢

2.1 裝配式建筑的優勢

貝格所采用的鋼管混凝土束組合結構是裝配式建筑中的新技術,其豎向構件為鋼管束、鋼柱內澆筑自密實混凝土;水平構件為工字型梁,鋼管混凝土束組合結構具有自重輕、抗震性能好、結構占地面積少、空間利用率高、施工速度快、易改造、可回收、綠色環保等優點,是工業化綠色建筑產品,契合國家當前良好的政策形勢,有利于國家的長期可持續發展。該技術減少對環境污染、改善居住環境、提高工業化程度、節約人工、改善生產環境,節省工期、提高經濟性、用鋼量經濟、構件制作簡單、施工方便快捷、便于工業化生產。

樓板、陽臺板、空調板均采用的是鋼筋桁架樓承板,鋼筋桁架樓承板受力模式合理、樓板整體性能優越,施工便捷、環保,工期有保證;鋼筋桁架樓承板采用鋼筋桁架與鍍鋅底板相結合的模式,使得樓板的整體受力性能等同甚至優于傳統的現澆鋼筋混凝土樓板。相對于傳統的現澆混凝土樓板,免去支模、拆模、鋼筋綁扎等繁瑣的施工工序,極大提高了樓板的施工速度,特別是對于高層建筑,對項目整體進度提供了一定的保證。板底平整、凈高有保證,樓板雙向剛度一致。

項目的標準層全部采用預制樓梯。樓梯梁為工字型鋼梁。預制樓梯易于設計,它是應用一個簡單的計算機程序做設計,這樣設計師就可以根據現實情況改變大小、創建缺口或空隙,及時做出調整;施工速度快速度,與傳統樓梯相比,使工人建造樓梯時并不需要設置復雜的框架,也不需考慮天氣是否合適,且無需花費大量時間混合和澆筑混凝土,這些因素結合起來,使預制混凝土樓梯比傳統樓梯的安裝快得多;預制樓梯結構安全、穩定,由于預制混凝土樓梯被作為一個單獨的組件制造,它們具有一個穩定的設計,如果預制混凝土樓梯需做轉移,其固有結構確保樓梯可以很容易地調整;另外,由于預制樓梯為工廠化生產,產品質量易于控制,尺寸、配筋、表觀質量均優于傳統的現場澆筑樓梯,安全度高。

項目的外圍護墻采用的蒸壓加氣混凝土條板,密度等級為B06、強度等級為A5.0。蒸壓加氣混凝土條板能增加使用面積,降低地基造價,縮短建設工期,減少暖氣、空調成本,達到節能效果,具有明顯的經濟性;加氣混凝土產品尺寸準確、重量輕,可大大地減少人力物力投入,方便施工;板材在安裝時多采用干式施工法,工藝簡便、效率高,可有效地縮短建設工期;在生產過程中,沒有污染和危險廢物產生。使用時,即使在高溫下和火災中也絕沒有放射性物質和有害氣體產生;各個獨立的微氣泡,使加氣混凝土產品具有一定的抗滲性,可防止水和氣體的滲透;同時能起到保溫、阻隔噪音作用,是一種綠色環保外圍護墻體材料。

項目的內墻主要部分也是采用的蒸壓加氣混凝土條板,密度等級為B06、強度等級為A3.5,衛生間、廚房及樓梯間采用的蒸壓加氣混凝土砌塊。

本項目的外飾面設計采用的保溫裝飾一體板,一體板的保溫材料是以A級豎絲巖棉為芯材,通過連續化發泡技術將硬泡聚氨酯與巖棉混合為一體,并在上下表面復合有水泥基界面增強卷材的新型墻體保溫板材,利用聚氨酯導熱系數低、保溫效果好的特性彌補了單一巖棉導熱系數高、保溫隔熱性能差的缺陷,同時又充分利用巖棉優異的防火特性改善保溫體系的防火性能;一體板的飾面采用水泥纖維壓力板真石漆質感,無色差、不開裂、防水防潮、變形率低、防火絕緣、輕質高強。本項目采用的保溫裝飾一體板防火性能為A級,應用高度、場所均無限制,外墻無需設置防火門窗、防火隔離帶;上下表面形成連續閉孔結構的聚氨酯防水層,彌補了巖棉吸水潮解的缺陷,“微孔滲入式自粘結發泡”界面層無空腔、不脫落;雙向親和力水泥基界面增強卷材與砂漿匹配性好,保障與基層墻體的粘結強度,粘結+錨固雙重保險安全性能好;在層壓機里一次加工成型尺寸偏差小、平整度好,通過聚氨酯將豎絲巖棉連成一個整體,尺寸規整、本體強度高,巖棉完全被包裹,對人體和環境無傷害;連續化生產、施工工藝成熟,工廠預制、減少現場濕作業,質量可控,操作簡單、施工工序少、施工周期短;裝飾飾面仿石效果逼真豐富,裝飾面板薄,工程造價低。

2.2 裝配式建筑的裝配率

主體結構的剪力墻、柱等豎向構件均為裝配式,結構體系為鋼管混凝土束組合結構體系,裝配率達到100%;梁為鋼梁,樓板、屋蓋板、陽臺板、空調板均為鋼筋桁架樓承板,樓梯標準層為鋼結構梯柱、梯梁,預制混凝土梯段,該項裝配率能達到90%。圍護墻和內隔墻的做法:非承重外墻除了樓梯間采用加氣混凝土砌塊其余均采用蒸壓混凝土墻板,滿足《裝配式建筑評價標準》規定的裝配率≥80%的要求,內隔墻的衛生間、廚房采用加氣混凝土砌塊,其余均采用蒸壓混凝土墻板,裝配率≥50%;(附表2.2.1、表2.2.2)建筑設計與室內設計同步進行,避免二次裝修造成不必要的浪費。建筑的整體裝配率達到66%。

 

表2.2.1   裝配式建筑評分計算標準表

 

表.2.2.2  裝配式建筑裝配率得分計算表 

3. 裝配式建筑政策

根據《山東省裝配式建筑發展規劃》(2018~2025)發展目標,到2020 年,建立健全適應裝配式建筑發展的技術標準、監督管理、推廣應用、人才培育四大體系,濟南市、青島市裝配式建筑占新建建筑比例達到30%以上,其他設區城市和縣(市)分別達到25%、15%以上。到2025 年,裝配式建筑占新建建筑比例達到40%以上,綠色建材、裝備制造、物流運輸、運營維護、可再生能源等配套產業協同發展,形成以優勢企業為核心、涵蓋全產業鏈的產業集群。

工程應用方面嚴格落實省政府要求,城市規劃區內新建公共租賃住房、棚戶區改造安置住房及政府投資工程等項目全面實施裝配式建造;新供應建設用地全面按比例建設裝配式建筑;新建高層住宅全面實行全裝修。根據工程類別、使用功能,選擇適宜的裝配式建筑結構類型。住宅建筑宜采用裝配式混凝土結構,積極穩妥推進鋼結構住宅發展。學校、醫院、博物館、科技館、體育館等公益性建筑以及單體建筑面積超過2 萬平方米的大型公共建筑宜采用裝配式鋼結構。鼓勵具備條件的地區應用現代木結構建筑,促進木結構建筑在低層新建公共建筑以及平改坡、老舊小區加層改造工程等項目應用。大力推廣主體結構和填充體分離的住宅體系和8大空間可變體系,打造百年建筑。城市道路、橋梁、隧道、軌道交通、綜合管廊等市政建設配套設施應積極采用標準化、通用化部品部件。有條件的地區,積極推廣裝配式農房。

改進招投標辦法。制定裝配式建筑工程招標投標管理辦法。裝配率超過50%的裝配式建筑,在推廣試點示范階段可采用邀請招標的方式。對需采用不可替代的專利或專有技術建造的,按照《中華人民共和國招標投標法實施條例》《山東省實施<中華人民共和國招標投標法>辦法》《山東省房屋建筑和市政工程招標投標辦法》規定可不進行招標。民間投資的(不含政府和社會資本合作)裝配式建筑,由建設單位自主決定發包方式。

推進工程總承包。裝配式建筑原則上采用工程總承包模式。編制裝配式建筑工程總承包實施指南,明確實施階段、招投標條件、流程、評標辦法、工程計價定額等。建設單位可以在項目審批、核準或者備案手續完成后,或者在方案設計或初步設計完成后,按照工程項目的建設規模、建設標準、功能需求、技術標準、工藝路線、投資限額及主要設備規格等,將項目的設計、采購、施工一并進行發包,并同步引入全過程工程咨詢。培育一批管理制度完善、實踐經驗豐富的工程總承包骨干企業,探索裝配式建筑項目工程總承包體制機制創新。落實支持政策。貫徹國家相關文件精神,落實《山東省人民政府辦公廳關于貫徹國辦發〔2016〕71 號文件大力發展裝配式建筑的實施意見》關于用地、財稅、金融、科技、行政許可等支持政策。全面落實建設用地規劃條件制度及房地產開發項目建設條件意見書,將裝配式建筑比例和相關技術要求等作為意見書的重要內容,納入供地方案,并落實到土地出讓合同中,重點將新建住宅小區、棚戶區改造項目及配建中小學、幼兒園、醫療衛生、養老服務、文化體育、社區管理等采用裝配式建筑的要求在規劃條件和開發項目建設條件意見書予以載明。提倡確定若干建設項目地塊,采取成片開發、規?;\作模式,最大限度的發揮工業化建造優勢。充分利用現有經濟(高新)開發區各類優惠政策,重點支持裝配式建筑產業園區建設,優先滿足裝配式建筑產業基地建設用地需求。加大建筑節能與綠色建筑專項資金對裝配式建筑的支持力度,對創建的國家、省級裝配式建筑示范城市、產業基地和示范工程或技術創新有重大貢獻的,按照相關規定可給予適當的獎勵。使用按揭貸款購買全裝修商品住宅的,房價款計取基數包含裝修費用。使用住房公積金貸款購買裝配式住宅,按照差別化住房信貸政策積極給與支持,最高貸款額度可上浮20%,具體由各地另行確定。大力發展工程質量保險和工程融資擔保。裝配式建筑項目工程質量保證金計取基數可以扣除預制構件價值部分,農民工工資保證金、履約保證金可以減半征收。

根據煙建節科[2017]11號《關于進一步推進裝配式建筑工作的通知》中提出,裝配式建筑是用預制部品部件在工地裝配而成的建筑,包括裝配式混凝土結構(PC)、鋼結構、現代木結構,以及其他符合裝配式建筑技術要求的結構體系?!锻ㄖ穼ρb配式建筑項目,從建設條件意見書、施工圖審查、施工許可、質量安全監管、預售許可、竣工驗收、交付使用等整個建設環節完善標準、加強監管,使裝配式建筑運作流程規范、高效。其中特別指出對投入的開發建設資金達到總投資額的25%以上,并已確定施工進度和竣工交付日期的裝配式住宅,施工進度達到正負零時可辦理商品房預售許可證。

山東省財政廳、山東省住房和城鄉建設廳下發了關于印發《山東省省級建筑節能與綠色建筑發展專項資金管理辦法》的通知魯財建〔2018〕21號文?!渡綎|省省級建筑節能與綠色建筑發展專項資金管理辦法》第五條專項資金使用范圍包括支持裝配式建筑示范的資金,主要用于發展裝配式建筑項目、培育裝配式建筑產業、開展新技術產品研發推廣等。

 

4. 裝配式建筑評價標準

中華人民共和國城鄉建設部已于2017年12月12日頒布了《裝配式建筑評價標準》GB/51129-2017,并于2018年2月1日起實施?!稑藴省分忻鞔_了裝配式建筑的要求,《標準》的條文如下:

3.0.3 裝配式建筑應同時滿足下列要求:
       1 主體結構部分的評價分值不低于20分;
       2 圍護墻和內隔墻部分的評價分值不低于10分;
       3 采用全裝修;
       4 裝配率不低于50%。

     《標準》的表4.0.1還給出了裝配式建筑的裝配率計算表,計算表如下:

 

山東省住房和城鄉建設廳也在組織編寫山東省工程建設標準《裝配式建筑評價標準》DB37/T****-2017,目前還處在征求意見稿階段,標準要求高于國家標準。我院參照《標準》,結合去年做的工程在進行工程裝配率的試算,并將試算結果反饋給《標準》編制組。

 

5. 結語

發展裝配式建筑僅有國家政策的支持,實施單位僅靠任何一方都做不成的,需要建筑策劃、建筑方案設計、施工圖設計、建筑施工、建筑后期運營管理各個環節協同合作,才能真正地把裝配式建筑的發展落到實處。

裝配式建筑的發展除了依靠對外的合作協同模式,還要依靠對內建筑設計各專業之間協同合作,要擯棄傳統的設計思維模式,充分了解裝配式建筑的特點、設計難點以及裝配式建筑全生命周期中預期可能出現的任何問題,各個專業相互配合,相互滲透做更加深入細致設計工作。雖然貝格在裝配式建筑的設計中做了很多方面的工作,但在現階段還有許多方面需要繼續探索和創新,還需要在設計、施工配合的實踐中逐步地積累經驗,逐步地豐碩設計成果。以此指導我們今后的設計工作,并將此經驗和成果加以推廣。為我國的裝配式建筑發展盡微薄之力。

(責任編輯:煙臺貝格建筑設計院)

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