龙元建设集团股份有限公司和上海市建筑科学研究院联合策划发起, 携手大地钢构、信安幕墙、同济大学建筑设计研究院、上海犀点建设科技有限公司等, 共同开展“S-SYSTEM高性能全装配钢结构住宅产品系统”研发, 并完成研发设计、产品集成和工法楼建设示范工作。

钢结构建筑作为目前国内主推的三大装配式建筑体系之一, 建筑技术体系成熟, 性能优势突出, 在各地已形成产业集聚, 并具备轻质、高强、工业化生产、现场施工速度快、平面布置灵活等优点, 广泛应用于工业厂房、大型场馆和超高层建筑。

钢结构住宅推广还需解决一些配套问题, 如匹配钢结构住宅的外围护系统还需结合保温、气密、水密和耐久性等综合性能开展优化, 并实现立面设计个性化;研发针对钢结构体系特点的适配套型和内装系统, 充分利用平面分割灵活优点, 实践“可变住宅”的理念。

1) 借鉴被动房技术进行优化, 打造高性能产品系统。通过研发设计、产品设备、施工工艺等不同环节优化, 以经济的方式实现居住建筑整体性能提升。

2) 形成完整的建筑产品系统。主体结构、外围护结构、机电系统和内装系统一体化协同设计, 满足100m以下居住建筑安全性能和功能要求。

3) 建造工法楼, 作为试验、测评和示范平台。根据研发设计成果, 足尺建造一个2层工法楼, 验证研发成果的先进性和可行性, 并作为展示平台和窗口。

为满足100m以下高层住宅建筑的结构安全和功能要求, 采用CFT柱型钢框架+钢支撑结构体系 (见图1) , 对梁柱连接节点进行优化, 经同济大学力学试验, 结构极限承载力各项力学指标均满足要求。

实践“可变住宅”理念, 应用钢结构平面布置灵活的优势, 满足不同数量和类型住户不同时期的住房需求。

进行外墙系统匹配钢结构住宅体系优化, 以满足保温、隔热、气密性等要求。采用蒸压加气混凝土 (ALC) 双墙体系, 保温隔热性能更优越, 可覆盖保温要求较高地区;与钢结构主体结构采用ADR摇摆工法连接, 实现柔性连接, 适应主体结构变形。

借鉴被动房技术, 解决门窗系统渗漏和阳台板热桥问题。针对窗墙节点连接和阳台板热阻隔系统, 通过材料选型配合构造设计和优化, 实现气密层和保温层连续。

采用工业化装修技术体系实现“全干法施工、SI分离、健康环保”。所有装修部品均在工厂加工, 现场安装与施工实现“干法”作业;利用饰面与结构空腔间隙, 实现机电设备管线与结构分离;装修材料均为环保、高性能和可循环利用的材料, 结合“干式”作业方式, 提升居住空间健康品质。

经过近2年时间不断地挖掘和研究, 通过“工法楼”建设实施验证, 产品系统具备先进性和可行性 (见图2) 。2018年6月, 本产品系统通过上海市装配式建筑示范项目申报评审, 评审专家一致认为其填补了我国结构内装一体化钢结构住宅领域的空白。