多高层装配式建筑工程实践

作者:李凯文 纪敏 万鑫
单位:无锡城市职业技术学院无锡环境科学与工程研究中心 无锡汽车工程高等职业技术学校 无锡城市职业技术学院
摘要:阐述装配式建筑基本概念,结合绿洲凤栖苑、涡阳金诺公馆、涡阳邻里中心、涡阳消防中心、蚌埠大禹家园保障房、物联网红旗智慧物流楼、鸿路橘子洲公寓、金寨金梧桐创业楼等多高层装配式建筑工程案例,指出装配式建筑改变了传统劳动密集型建筑模式,使传统工地变为工厂,使建筑工人变为产业工人,可实现建筑业的产业升级。
关键词:装配式 工业化 钢结构 建筑模式
作者简介: 李凯文,无锡城市职业技术学院教授,研究员级高级工程师,国家一级注册结构工程师; 纪敏,无锡汽车工程高等职业技术学校讲师; 万鑫,无锡城市职业技术学院讲师,工程师;

 

1装配式建筑概述

大批农村劳动力聚集城市,城市极速发展,人类平均寿命延长,人口总量上升,居住问题突出。同时,随着国家对生态环境逐渐重视,经济发展,人口红利消减,建筑行业必然由劳动密集型向技术密集型转变,对建筑质量与可靠度的需求提升,建筑产业现代化已是时代发展的必然趋势,装配式建筑就是要实现建筑产业工业化发展,改变传统劳动密集型的建筑模式,实现建筑产业转型升级。

装配式建筑要改变传统的建筑模式,变建筑工人为产业工人,变工地为工厂,像搭积木一样造房子,施工速度快,制作精度高。同时,建筑环保隔热,是真正的绿色建筑。住建部印发的《“十三五”装配式建筑行动方案》提出,到2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达15%以上,培育50个以上装配式建筑示范城市,200个以上装配式建筑产业基地,500个以上装配式建筑示范工程,建设30个以上装配式建筑科技创新基地,充分发挥示范引领和带动作用。目前,根据结构材料的选择,装配式建筑有3条主要的发展道路,分别是装配式木结构、装配式钢结构和装配式混凝土结构。

装配式建筑对去库存和化解目前钢铁行业产能过剩的问题起到关键作用,可形成新产业集群,一批配套企业可带动当地经济的发展,改善作业状况,所有农民工变身产业工人,从事安全、轻松的工作,缓解当地生态压力,是绿色环保的建筑。建筑产业化改变传统的建筑模式,变建筑工人为产业工人,变工地为工厂,改变传统劳动密集型建筑模式,实现建筑产业升级。在提高质量、加快工期、环保节能方面,工业化模式下的装配式建筑具有得天独厚的优势,国内建筑产能过剩,发展装配式建筑有利于对外输出产能,既有利于国内建筑行业健康发展,又能发挥我国强大的工程建设能力为世界服务。

传统建筑施工时产生大量建筑粉尘、施工噪声、建筑垃圾等环境污染物,而工厂生产、现场拼装的模式将会减少污染物的排放,合理配置资源,达到节能环保目的。装配式建筑自重轻,水泥、砂石等不可再生资源的使用量大量减少;装配式建筑施工现场噪声及粉尘污染较少,建筑可拆除,90%的建筑材料可回收利用,比传统住宅的碳排放量降低35%以上。装配式建筑设计阶段要实现标准化、模块化,制作上要实现智能化、数字化,安装现场要实现信息化、装配化。建设成套的建筑施工化工厂,包括JCOE生产线、钢筋桁架楼承板生产线、智能下料生产线、焊接机器人生产线、方管自动化切割生产线等。

装配式建筑构件在工厂加工制作,采用智能化、机械化生产,精度高,相较现场施工,其施工质量更易得到控制,结构体系成熟且安全性高。在保温节能方面,多高层装配外墙板保温性能达65%,传统保温砂浆的墙体约50%。从技术角度,装配式多高层外墙板厚约15cm,而传统墙板厚约35cm。另外,装配式建筑保温层设于中间,空间更大,不会如传统保温层一样易脱落。在外墙渗水方面,装配式建筑墙体整体预制且质量可控,解决了传统外墙的渗水问题。

2装配式建筑案例

鸿路钢构设有国家级企业技术中心,是国家高新技术企业,正积极扩展装配式建筑产业布局,开展装配式钢结构建筑技术研发,国内有涡阳、重庆、汝阳等8个生产基地,绿洲凤栖苑、涡阳金诺公馆、涡阳邻里中心、涡阳消防中心、蚌埠大禹家园、物联网红旗智慧物流楼等项目均为鸿路钢构承建。

绿洲凤栖苑项目位于安徽省合肥市蒙城北路与金峰路交叉口,建筑面积304422m2,其中地上建筑面积230090m2,地下建筑面积74332m2,为装配式钢结构示范项目,采用高层装配式钢结构技术体系,项目建成后将成为安徽省最大的抗震、节能、低碳、环保的绿色住宅样板工程(见图1)。

涡阳金诺公馆项目位于安徽省涡阳市城南新区,建筑面积100000m2,地上建筑80000m2,由2栋11层板式高层住宅、2栋16层板式高层住宅、3栋17层板式高层住宅以及会所(物管、社区用房)、商业裙房组成。采用鸿路钢构自主研发的高层钢结构装配式住宅技术,是装配式钢结构示范项目(见图2)。

 

 

涡阳邻里中心项目位于安徽省亳州市涡阳县城西北方向,为高层住宅,由7栋高层公寓宿舍楼及1栋社区活动中心组成,采用鸿路钢构自主研发的高层钢结构装配式建筑技术体系,建筑面积180000m2,基础开挖到全部封顶仅用6个月,该工程使大量建筑工人成为产业工人,工地的事情工厂做,像搭积木一样造房子(见图3)。

涡阳消防中心项目位于安徽省涡阳县华都大道与西二环路,总建筑面积16260m2,其中消防执勤楼4636.38m2(4层),培训中心6895m2(5层),周转楼(8层)及附楼4068.83m2,训练塔及门卫660m2,均为全钢结构装配式建筑,外立面采用装饰保温一体化的金属雕花板,运用高层钢结构装配式建筑技术体系,该工程主体结构构件采用全装配式施工,工厂预制加工,现场安装,施工周期短,现场对环境造成的影响减少,项目运营节约能源且低碳环保(见图4)。

蚌埠大禹家园保障房项目位于安徽省蚌埠市东海大道南侧、黄山大道东侧,该项目单体5个,地下1层、地上18层,建筑面积约53133m2,采用鸿路钢构自主研发的高层钢结构装配式住宅技术,装配化率达85%,整栋房子在工厂流水线上生产,盖房子如搭积木,整个工地如同住宅工厂的总装车间。该项目是安徽首个装配式钢结构保障房,也是全省重点建筑产业现代化及国家装配式建筑示范项目(见图5)。

物联网红旗智慧物流楼项目位于安徽省合肥市瑶海区物联网红旗智慧物流产业园内,总建筑面积72203m2,是合肥市瑶海区政府重点工程,安徽省首个钢结构+叠合楼板装配式高层项目,主体单栋最高为103m,是合肥市瑶海区地标性建筑。其中1,2号大厦镜像对称,大厦由钢结构连廊连接,采用鸿路钢构自主研发的高层装配式钢结构技术体系建设。楼板、楼梯等采用混凝土预制构件,装配率高于50%,是装配式钢结构示范项目(见图6)。

图3 涡阳邻里中心

图3 涡阳邻里中心

 

图4 涡阳消防中心

图4 涡阳消防中心

 

图5 蚌埠大禹家园保障房

图5 蚌埠大禹家园保障房

 

图6 物联网红旗智慧物流楼

图6 物联网红旗智慧物流楼

 

鸿路橘子洲公寓项目位于湖北省黄冈市团风县城东片区,总建筑面积519328.3m2,由住宅及配套商业组成,地下1层,由6栋30层板式高层住宅、5栋24层板式高层住宅、10栋15层板式高层住宅、10栋9层板式小高层住宅、1栋幼儿园以及物管、会所、商业裙房围合而成,采用绿色环保材料,节约资源,保护环境,减少污染(见图7)。

金寨金梧桐创业楼项目位于金寨现代产业园区的起步区内,采用鸿路钢构自主研发的高层装配式钢结构技术体系建设。结合南侧的人流出入口设置2栋18层对称的综合办公楼,临近办公楼位置设置综合楼,为2栋12层的高层建筑,底部裙房均为2层。功能布置有食堂、健身休闲场所及相关配套,西侧布置5栋18层的公租房,东侧布置4栋18层的公租房,采用钢框架结构。园区以先进制造、节能环保、新能源、新材料等战略性新兴产业为发展方向,是将科技势能转化为经济动能的创新载体(见图8)。

3结语

装配式建筑的所有构件均在工厂加工制作,采用智能化、机械化生产,相较现场施工,其施工质量更易得到控制,结构体系成熟且安全性高。装配式钢木结构多高层住宅建筑的外墙板具有保温节能功能,建筑墙板保温层设于中间,空间大,墙体整体预制,不会如传统保温层一样易脱落。多高层装配式建筑采用钢框架体系,相较其他轻钢结构体系,其验算成熟可靠,是运用最广的轻钢结构系统。钢框架体系标准化施工的装配率高、安装简单快捷、连接可靠且施工质量易控制。梁柱受力体系可突出钢结构的大空间,并发挥其大开间、空间自由分隔的优势,满足用户个性化需求。

图7 鸿路橘子洲公寓

图7 鸿路橘子洲公寓

 

图8 金寨金梧桐创业楼

图8 金寨金梧桐创业楼

 

 

 

参考文献[1]李凯文.装配式钢木结构建筑工程研究[J].城市住宅,2019,26(12):36-39.

[2] 中国建筑科学研究院.建筑抗震设计规范:GB 50011—2010[S].2016版.北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3] 中冶京诚工程技术有限公司.钢结构设计标准:GB 50017—2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.
Engineering Practice of Multi-storey and High-rise Prefabricated Building
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