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装配式建筑的设计要点十篇

发布时间:2024-04-26 06:33:36

装配式建筑的设计要点篇1

关键词:现代化;装配式;建筑设计;策略分析

随着城市化进程的加快,带动了建筑行业的发展。但是一些大型建筑工程中对生态环境造成破坏,于是人们开始认识到生态环境保护的重要性,建筑行业开始逐渐涉足于生态环保建筑施工中,而装配式建筑符合绿色建筑发展要求,得到了支持发展,国家提倡大力发展装配式建筑。

1装配式建筑分析

1.1装配式建筑发展

如今,随着绿色、生态环保理念的深入,建筑行业开始推广钢结构、装配式建筑设计,这种建筑设计与工程生产相吻合,同时推动装配式建筑设计发展,使我国建筑设计更为先进化。装配式建筑是:指采用部件部品,在施工现场以可靠连接方式装配而成的建筑。其构件要符合安全化、规范化等要求。这种建筑方式工期较短、技术水平要求较低,在节能、节材和减排方面的成效已在实际项目中得到证明,是现阶段我国大力推行的产业化建筑方式。17世纪美洲移民时期,使用木材拼装房屋,这是装配式建筑发展的前身。1851年伦敦用铁骨架嵌玻璃水晶宫,这也是国际史上第一个大型装配式建筑。二战后,欧洲等国家房屋被大量破坏,因此,住房成为当时最需要的物品,这就要求很快生产出质量好的房子,从而推动了装配式建筑的发展。在20世纪80年代,我国装配式建筑结构、升版体系、大板等得到发展,实现了工业化的进步。不过当时由于我国技术水平、经济基础上的不足,使得装配式结构体系未能得到推广。随着我国综合实力的提升,现阶段我国多数区域开始应用预制产品,但是在预制装配式建筑研究上仍然涉及不足,主要体现在:科研成果上缺少理论依据,使得装配式建筑发展未能得到大力发展。装配式建筑设计具有稳定性强、安全性高、效率高、绿色环保等特点,能够确保结构构件质量,施工工期短、无需较高的技术水平;有效的保护生态环境,并且提高了建筑工程中所产生的经济利益。

1.2装配式建筑特点

①装配式建筑中建筑材料全部可以在车间生产制造,构件包含:阳台、空调板、外墙板、楼梯、内墙板等;②施工场地装配作业从而降低传统现浇作业;③实行一体化的建筑装饰模式,实现室内装饰与建筑主体施工同步进行;④装配式建筑设计管理具有信息化、标准化特点,构件具有标准性、规范性、效率高特点,降低了成本输出,能够与工厂数字化管理相符合,装配式建筑性价比较高;⑤具有生态环保的效果。

2装配式建筑设计方法

2.1技术设计

装配式建筑中,技术设计具有重要的作用。有关单位需要引起高度的重视,需要对工程的外在环境条件、成本、目标等有深入的了解,进而确保预制构件的标准化、规范化,主动与施工单位进行沟通,双方经过研究进而制定出一套可行性设计方案,为后续装配式建筑提供参考。

2.2构件设计

根据装配式建筑技术设计,对平面、立面进行优化设计,在保障装配式建筑功能的前提下,秉承着少规格、多组合的构件设计原则,使建筑符合规范化、系统化的要求。在立面设计阶段,需要对不同结构构件进行着重分析,根据装配式建筑特点设计出不同的立面结构。

2.3初步设计

以专业技术要求点为依据,做好协调设计;根据建筑要求设计现浇底部层数;对不同专业管线、以及设备预埋位置进行考量,进而选择适合的预制构件;注重建筑项目的稳定性、价值性,对建筑施工时间、质量、所需费用等进行综合分析,进而制定出合理的技术方法。

2.4施工方案设计参照初步设计技术方法、内部装饰部品、预制构件的设计参数,在进行装配式建筑施工方案设计过程中,需要对不同专业的预埋预留构件作已全面考量,注重装配式建筑中隔声、防火的设计。

2.5构件加工设计

在进行构件加工过程中,生产厂家需要与设计人员进行充分的沟通,生产厂家根据设计要求加工构件,设计人员需要向厂家提供构件的大小、类型等。另一方面,还需要注意预制构件在建筑施工场地的固定和安装孔、吊钩等设计。

2.6预制构件设计

装配式建筑在预制构件设计过程中,需要秉承着标准化、模式化理念,尽可能减少使用构件,保障构件的精准化,降低项目造价;装配式建筑中开洞、降板等环节可以选择现浇施工方法,对构件吊装、运输加工、生产进行综合考量。构件需要具有防火、耐久效果;在构件设计过程中需要注意构件的安全性、稳定性等;如果构件尺寸较大,可以增加预埋吊点、构件脱模数量;根据不同的隔热保温需求,设计符合要求的外墙板,满足空调要求;在进行建筑物中非承重墙设计时,需要选择具有一定的隔声效果、便于安装、较轻隔墙板,根据不同的功能,对室内进行功能划分,保障建筑结构、非承重隔板连接的稳定性、牢固性。

2.7构造节点设计

装配式建筑设计中,最为重要的是构造点的设计。对于外墙门窗洞口、连接缝隙等防水性较低的材料,其构造点需要具有耐久、力学、物理等性能;根据本地区的气候特点对构造点设计进行优化设计,尽可能体现节能效果;采取构件防水、材料防水相融合的方式,科学设计外墙板垂直缝,参照不同外界环境设计适度的接缝。例如:地震、风荷载等。

3结语

随着建筑行业行业的发展,装配式建筑技术的进步,根据不同的施工要求设计符合建筑施工的装配式建筑。装配式建筑的进步也能够促进我国建筑行业的发展。

参考文献

[1]戴超辰,徐霞,张莉,王森.我国装配式混凝土建筑发展的Swot分析[J].建筑经济,2015(02).

[2]齐宝库,张阳.装配式建筑发展瓶颈与对策研究[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版),2015(02).

[3]杨仕文,徐霞,王森.装配式混凝土建筑产业链关键节点及产业发展驱动力研究[J].企业经济,2016(06).

装配式建筑的设计要点篇2

关键词:装配式建筑;房屋建筑学;课程改革

装配式建筑是预制装配式建筑或者预制装配式住宅的简称,它表示部分或者全部的建筑构件的完成是在预制工厂生产,然后运输到施工现场,以机械吊装或其他的可信任的手段连接,用零散的预制构件组装成整体,以此形成具有使用功能的房屋[1]。装配式建筑与传统建筑相比,能够缩短施工周期,极大提高施工过程的机械化程度,提高工程效率,减少施工现场劳动力和资金投入;减少施工现场湿作业量,降低施工过程中污水、噪音、粉尘等对环境的影响;减少模板和脚手架等支撑构建的消耗,减少资源的浪费。总体来说,发展装配式建筑有利于解决建筑施工过程高资源消耗、高环境污染的弊病,是推进我国建筑业供给侧结构性改革的重要举措,有利于促进建筑业与信息化、工业化深度融合,培育新产业,发展新动能。发展装配式建筑体现了我国推进建筑行业向工业化生产方向转型的决心,符合我国可持续发展战略。

1房屋建筑学课程特点

当前我国装配式建筑正处于蓄力发展的阶段,需要高校培养具备装配式建筑知识的工程类人才投入到装配式建筑的实践中。但目前,大部分高校在土木工程、工程管理、工程造价等课程中仍主要以传统现浇混凝土建筑进行教学,而对装配式建筑的识图、设计和施工的知识和技能教学较少。房屋建筑学是土木工程、工程管理和工程造价等工程类专业的专业必修课,是画法几何与工程制图、建筑材料等课程的后续课程,是工程结构、工程施工等课程的先导课程,在教学培养体系中起到承上启下的作用。房屋建筑学主要向学生讲授建筑设计的基本原理和建筑构造的原理,进行一般的建筑设计和施工图设计的能力培养[2]。从课程性质和特点上看,将装配式建筑的设计原理和构造原理适合融入房屋建筑学的课程中,向学生讲授装配式建筑的基本知识,有利于学生打开装配式建筑的新视野,了解掌握装配式建筑,并为下一阶段的装配式建筑深入学习打下基础。

2房屋建筑学课程现状分析

2.1缺乏装配式建筑教学师资

装配式建筑是未来建筑行业发展进步的方向,近年来在政策的大力引导下工程实践逐渐增多。但目前课程教学的教师长期处于教学工作一线,缺乏装配式建筑工程的实践经验,对装配式建筑工程一线的需求和发展的认识有一定的局限性和片面性[3]。因而在教学过程中,对装配式建筑实践的讲解只能相对浅层表面,而做不到非常的细致透彻。

2.2缺少装配式理论引导

房屋建筑学的教材内容滞后于工程实践,如建筑构造的内容主要是现浇混凝土结构,部分内容如实心黏土砖、瓦屋面等构造,明显滞后于行业施工建造水平的发展,无法给学生反映行业的新技术。同时房屋建筑学教材中缺乏对装配式建筑基本设计原理和基本施工构造原理的引导和讲解,不能使学生与后期装配式建筑深化设计、施工实训等内容建立较好衔接。

2.3缺乏装配式建筑实践环节

房屋建筑学课程通过手绘和CaD制图完成建筑设计图、重要节点构造图以及课程设计等,使学生融汇所学理论知识,掌握工程实践中的构造特点。但不论是手绘还是CaD制图,学生仅通过二维图纸的绘制,不足以直观感受并灵活掌握所需的实际工作技能。由于理论层面对装配式建筑的学习不足,也影响对装配式建筑实践运用的理解和掌握,更缺乏实践的创造力,不能适应未来行业在装配式建筑层面上的要求。

3房屋建筑学课程改革思路

3.1培养师资队伍

通过产教融合、校企合作,鼓励房屋建筑学课程教师前往企业参与实践锻炼,学习装配式构件在工厂制作的工艺、在施工现场安装的技术,以及装配式建造过程中的使用的新知识、新设备等,为房屋建筑学课程拓展装配式教学知识点提供实践支撑。邀请装配式建筑一线工作的技术骨干作为课程的兼职教师,开设1-2次案例教学,介绍工程实践中装配式建筑的生产模式、管理模式、操作方法等,丰富课程的教学形式。通过校企联合组建并培养适应装配式教学的房屋建筑学课程团队,使学生在课程中更全面认识并学习装配式建筑知识。

3.2加强认知实习

与学生可以在生活中接触到的传统钢筋混凝土现浇建筑相比,学生对新推广的装配式建筑缺乏基础的认识和感知。认知实习是使学生接触新建筑、获取感性认知的重要环节,通过参观装配式构件生产工厂、装配式建筑施工现场等,学生可以对装配式建筑建立基本的概念。同时,结合装配式建筑的拓展资料,引导学生探索思考装配式建筑技术发展,加深学生对装配式建筑的认识。

3.3更新教学内容

在房屋建筑学课程的常用建筑结构体系章节的教学中融入装配式建筑的介绍、国内外发展状况的讲解以及基本的运用原理,拓宽学生视野,激发学生对装配式建筑的学习兴趣,为课程学习打下铺垫。进入到建筑设计原理部分的学习后,可以将装配式建筑的平、立、剖设计与现浇混凝土建筑平、立、剖设计结合在一起讲解,学习两者的共同的原理,也区别两者在设计中所要注意的不同要点,并阐述不同特点的建筑类型适合什么样的设计方法。最后结合装配式建筑的图集、制图标准和设计规范,使学生了解装配式建筑的设计表达和施工图绘制方法。在建筑构造等章节学习中,可以在各个结构组成部分的教学环节里增加该组成部分的装配式建筑预制构件的介绍,如墙面、屋面中运用到的结构、保温、防水、装饰一体化的复合构件等。并且可以通过介绍这些构件的生产制作、安装过程的规范要求,使学生对装配式建筑有充分的理论认知。

3.4搭建可视化学习平台

装配式建筑的一体化复合构件相较传统建造的单一构件要更加复杂,增加了学生的学习难度。仅通过书本和课件的图片和视频等方式,不能够很好地完成装配式建筑的学习。运用Bim技术的三维可视化技术,可以分层立体展现装配式复合构件的细部和做法,把抽象复杂的构造形式直接具体地展示在学生面前,有利于帮助学生形成装配式建筑概念。

3.5建立教学互动

为了提高学生学习的积极性和主动性,房屋建筑学课程可结合Bim技术实施教、学、做一体化互动实践教学模式[4]。例如在装配式建筑某个构件学习前,由学生先收集该构件的资料初步掌握该构件知识,课堂中由老师借助已建立的Bim可视化学习平台详细讲解,最后学生能够在实践环节中,依据相应的图集设计并建立该构件Bim模型,并完善至学习平台。整个教学过程中,以学生自主学习为主,教师引导为辅,充分发挥学生学习的主观积极性。

3.6调整课程设计

房屋建筑学课程设计是综合了课程的理论内容,让学生独立完成一个小型公共建筑的建筑设计并完成相应的施工图的绘制。当课程增加了装配式建筑的内容后,也需要在课程设计中增加相应内容的实践训练。学生通过设计装配式建筑构件,掌握装配式建筑设计的要求与设计的方法,能够与传统现浇混凝土建筑做出对比,深入理解两者在设计与施工中的不同。同时,制图方式也不仅限于手绘和CaD制图,要允许学生充分利用Bim建模技能进行课程设计图纸的绘制,综合培养学生识图制图、运用新技术分析和解决设计问题的能力。

4结语

在建筑产业转型和绿色建造模式的推广下,装配式建筑是国家未来建筑行业的必然发展方向[5],为社会培养具有装配式建筑设计及应用技能的创新型人才是对高校的新要求。房屋建筑学课程的教师应提高自身对装配式建筑知识和技能的学习,增加工程实践经验,以房屋建筑学课程为起点,结合以Bim技能应用,将装配式建筑的知识融入到学生知识结构体系中,为开拓学生的视野和后续相关课程的开展打下坚实基础。

参考文献:

[1]徐雨濛.我国装配式建筑的可持续性发展研究[D].武汉:武汉工程大学,2015.

[2]陈颖.基于应用型人才培养的房屋建筑学教学改革[J].西部素质教育,2017,3(2):64+66.

[3]王逢朝,楼瑛,雄.应用型本科装配式建筑方向人才培养探索[J].黑河学院学报,2020,11(3):89-91+94.

[4]曾在平,胡志明,李斌.装配式建筑在建筑结构课程的“Bim工作室”实训教学模式研究[J].中国标准化,2018(16):54-55+58.

装配式建筑的设计要点篇3

建筑工业化最早由西方国家提出,为解决二战后欧洲国家在重建时亟需建造大量住房而又缺乏劳动力的问题,通过推行建筑标准化设计、构配件工厂化生产、现场装配式施工的一种新的房屋建造生产方式以提高劳动生产率,为战后住房的快速重建提供了保障。这种预制装配式建造方式带来了显著提高的生产效率,随后美国、日本、前苏联、中国及新加坡等国家也相继致力于建筑工业化的研究与发展[1]。

新时期,随着我国社会的发展和经济的增长,我国的人口红利正在消失,建筑行业面临劳动力短缺、人工成本快速上升的问题,同时目前传统现场施工方式也面临环境污染、水资源浪费、建筑垃圾量大等日益突出的问题。为解决这些问题,保持建筑行业可持续发展,近年来我国政府出台并制定了一系列政策措施扶持推行建筑工业化,以实现“四节一环保”的要求。然而,目前国内相关地区对建筑工业化发展的热点过度聚焦于装配式混凝土结构,提出过高的装配式混凝土结构的应用比例,这有可能对建筑工业化的健康发展带来负面效果。因此,如何正确理解新时期建筑工业化的含义,正确引导我国今后一段时期建筑工业化的发展方向,是我们应该考虑的一个问题。

本文全面介绍了我国建筑工业化各时期的发展情况,对当前建筑工业化发展现状与面临的问题进行分析,最后探讨了我国新时期建筑工业化发展的新趋势。

1我国建筑工业化发展概况

我国的建筑工业化发展始于20世纪50年代,在我国发展国民经济的第一个五年计划中就提出借鉴前苏联和东欧各国的经验,在国内推行标准化、工厂化、机械化的预制构件和装配式建筑。20世纪60年代至80年代是我国装配式建筑的持续发展期,尤其是从70年代后期开始,我国多种装配式建筑体系得到了快速的发展[2-3]。如砖混结构的多层住宅中大量采用低碳冷拔钢丝预应力混凝土圆孔板,其楼板每平方米用钢量仅为3~6kg,并且施工时不需要支模,通过简易设备甚至人工即可完成安装,施工速度快。同时,预应力混凝土圆孔板生产技术简单,各地都建有生产线,大规模生产的预应力空心板成为我国装配式体系中最量大面广的产品。从20世纪70年代末开始,为在北京地区满足高层住宅建设的发展需要,从东欧引入了装配式大板住宅体系,其内外墙板、楼板都在预制厂预制成混凝土大板,采用现场装配,施工中无需模板与支架,施工速度快,有效地解决了当时发展高层住宅建设的需求,北京地区大量10~13层的高层住宅采用了装配式大板体系,个别甚至应用于18层的高层住宅[4-5],至1986年北京市累计建成的装配式大板高层住宅面积就接近70万m2[6]。在多层办公楼的建设方面,上海市有采用装配式框架结构体系,其框架梁采用预制的花篮梁,而柱为现浇柱,楼板为预制预应力空心板。单层工业厂房当时普遍采用装配式混凝土排架结构体系,构件为预制混凝土排架柱、预制预应力混凝土吊车梁、预制后张预应力混凝土屋架和预应力大型屋面板等。据有关文献[7]报道,至20世纪80年代末,全国已有数万家预制混凝土构件厂,全国预制混凝土年产量达2500万m3。这一时期这些装配式体系被广泛应用与认可,大量预制构件都标准化,并有标准图集,各设计院在工程项目设计中按标准图集进行选用,预制构件加工单位按标准图集生产加工,施工单位按标准图集进行构件采购。

装配式混凝土结构体系很好地适应了当时我国建筑技术发展的需要,其原因:第一是当时各类建筑建造标准不高、形式单一,容易采用标准化方式建造;第二是对房屋建筑的抗震性能还没有更高的要求;第三是总体建设量不大,相关预制构件厂供应可以满足需求;第四是当时木模板、支撑体系和建筑用钢筋的短缺,不得不采用预制装配方式;最后是当时施工企业的用工都采用固定制,采用预制装配方式可以减少现场劳动力投入。

然而从20世纪80年代末开始,我国装配式建筑的发展却遇到了前所未有的低潮,结构设计中很少采用装配式体系,大量预制构件厂关门转产。我们必须看到,装配式建筑存在的一些问题开始显现,采用预制板的砖混结构房屋、预制装配式单层工业厂房等在唐山大地震中破坏严重,使人们对于装配式体系的抗震性能产生担忧,相比之下认为现浇体系具有更好的整体性和抗震性能;而大板住宅建筑因当时的产品工艺与施工条件限制,存在墙板接缝渗漏、隔音差、保温差等使用性能方面的问题,在北京的高层住宅建设中的应用也大规模减少。

与之相反的是从20世纪80年代末开始现浇结构体系得到了广泛地应用,其主要原因:首先是这一时期我国建筑建设规模急剧增长,装配式结构体系已难以适应新的建设规模;第二是建筑设计的平面、立面出现个性化、多样化、复杂化的特点,装配式结构体系已难以实现这一变化;第三是对房屋建筑抗震性能要求的提高,设计人员更倾向于采用现浇结构体系;第四是农民工大量进入城镇,为建筑行业带来了充沛、廉价的劳动力,低成本的劳动力促使粗放式的现场湿作业成为了混凝土施工的首选方式;第五是胶合木模板、大钢模、小钢模应用的迅速普及,钢脚手架也开始广泛应用,很好地解决了现浇结构体系所需的模板与模架难题;最后是我国钢材产量的大规模提高,使得在楼板等构件中已不再追求如预应力混凝土圆孔板那么低的单位面积用钢量。因此,采用现场现浇的结构体系更加符合当时我国大规模的建设需求[8-9]。

最近几年来,传统的现场现浇的施工方式是否符合我国建筑业的发展方向,再次得到业内的审视。首先是随着社会发展与进步,新生代农民工已不再青睐劳动条件恶劣、劳动强度大的建筑施工行业,施工企业已频现“用工荒”,并推动劳动力成本的快速提升,采用大规模劳动密集型的现场现浇施工方式是否可持续;第二社会对于施工现场环境污染的高度重视,采用现浇方式的施工现场存在水资源浪费、噪声污染、建筑垃圾产生量大等诸多问题;第三是施工现场的工程质量还是不尽人意,建筑施工质量通病较多;最后是从可持续发展角度考虑,对传统的建筑业提出产业转型与升级要求。因此,反映建筑产业发展的建筑工业化再一次被行业所关注,中央及全国各地政府均出台了相关文件明确推动建筑工业化。在国家与地方政府的支持下,我国装配式结构体系重新迎来发展契机,形成了如装配式剪力墙结构[10-11]、装配式框架结构[12]等多种形式的装配式建筑技术,完成了如《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1—2014)、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355—2015)等相应技术规程的编制。全国各地,特别是建筑工业化试点城市都加大了预制装配式结构体系的试点推广应用工作。

我们也必须看到,随着建设规模的迅速发展,现浇混凝土结构施工技术也得到了长足的进步,其中商品混凝土(预拌混凝土)已得到多年的推广应用,目前我国大、中城市都已全面推广应用商品混凝土。混凝土泵送技术也得到了广泛应用(混凝土泵送高度已达621m),有效解决了高层建筑的混凝土垂直运输问题,并大大提高了施工效率。商品混凝土与混凝土泵送技术的结合就是现浇体系解决混凝土生产与浇筑在建筑工业化方面的一个很好形式。但我们也必须看到,现在施工现场对模板与钢筋还仍然采用现场加工方式,这不符合建筑工业化要求,耗费了大量人工,产生了大量建筑垃圾。所以要研发与推广应用新型模板与模架技术、钢筋集中加工配送体系,以实现现浇体系的工业化建造。此外,国内的相关施工企业也在探讨施工现场的工业化建造技术,如采用大型集成化、机械化的施工平台,以减少现场劳动作业量和对环境的影响。因此,采用这些现代新型施工技术进行生产建造的现浇结构从理论上说同样是一种工业化建筑。

此外,最近十年钢结构作为一种预制化、工厂化程度高的结构形式在民用建筑和工业建筑中也得到了推广应用,其应用比例已达5%左右。在民用建筑方面,国内大跨度公共建筑如体育馆、会展中心、航站楼、大型火车站的站房与雨棚都普遍采用钢结构;高层建筑也有一定比例采用钢结构,超高层建筑基本都采用外钢框架+混凝土核心筒的混合结构体系;国内还进行了钢结构住宅的研究与试点推广应用工作。在工业建筑方面,大多数工业建筑都采用钢结构,单层工业厂房大量采用轻型门式刚架或钢结构排架体系,多层重型工业厂房也都采用钢框架结构。伴随我国钢铁产能过剩,政府鼓励使用钢材,钢结构建筑作为一种工业化建筑同样具有广阔的应用前景。

在政策的支持下,包括研发单位、房地产开发企业、总承包企业、高校等都在积极研发与探索建筑工业化,国内科研院所、高校等与相关企业合作成立了多个建筑工业化创新战略联盟,共同研发、建立新的工业化建筑结构体系与相关技术,积极推动我国建筑工业化的进一步发展。

2我国建筑工业化发展存在的问题与思考

目前,我国的建筑设计与建筑施工技术水平已接近或达到发达国家技术水平,根据建筑技术可持续发展的需要,应积极探索建筑产业现代化发展,其中建筑工业化就是建筑产业现代化发展的一个重要方面。

然而,由于当前行业对建筑工业化正确理解不够,导致我国的建筑工业化发展常常局限于装配式混凝土结构,在一些地区以为发展建筑工业化就是发展装配式混凝土结构,这个问题是需要我们认真探讨的。诚然,装配式混凝土结构的建筑工业化特性明显,需要我们加强研发与推广,但我们同样要研发与推进现浇体系的工业化,以及加强推广钢结构的应用。

下面针对上述三种建筑工业化方式的特点和在发展工业化过程中遇到的问题进行分析与思考。

2.1装配式混凝土结构体系特点与存在的问题

装配式混凝土结构体系具有预制构件工厂化制作、现场作业量少、现场环境污染小等诸多优点,但在近几年的推广中还存在如下问题,有待于在下一步研发推广应用中解决。

2.1.1建造成本

对于装配式混凝土结构,由于目前市场对于预制混凝土构件的需要较小,预制构件并没有像制造业产品一样被大批量地加工生产,因此预制构件的生产费用也没有体现出应有的“工厂化”优势。并且预制构件生产企业需按照制造行业缴纳17%的增值税,明显高于土建施工领域的税率。这些都导致预制构件的生产成本还无法与传统现浇施工成本相竞争。此外,装配式结构还会产生额外的构件节点连接成本、新增运输费用等,对现场施工设备和人员的要求也都要更高。因此目前我国装配式混凝土结构的建造成本相对现浇结构偏高。

此外,国内研发推广应用装配式混凝土结构的企业均建有各自的预制构件生产基地,但该类生产基地仅服务于所属企业,其产能无法达到充分利用。且预制构件偏高的生产成本使该类生产模式根本无法盈利,只能通过政府的补贴政策(如地方政府的容积率优惠政策)及企业内的研发补助资金来维持运营。尽管某些同时具备开发、设计、生产、施工能力的企业在进行装配式住宅建筑的研发生产时,能串联起上下游业务板块,尽可能提高效率降低成本,但采用装配式混凝土结构的土建工程造价仍旧相比现浇结构高20%~25%,过高的建造成本成为阻挠这些企业推广装配式建筑的重要因素。

建造成本偏高是目前国内推广应用装配式混凝土结构的一个主要不利因素,这也导致目前装配式混凝土结构多集中应用于政府保障性住房的建造中,在政府的鼓励支持和补贴政策下才得以通过试点的形式应用。然而对于成本问题我们也应有一个科学的认识,随着人工成本的进一步上升、预制构件产品形成标准化的生产与商业化的供货模式以及装配式混凝土结构的逐步推广,装配式混凝土结构相比现场现浇结构的成本差将逐步降低,装配式混凝土结构必将有较大的市场空间。

2.1.2模数化、标准化与多样性

对于装配式建筑,首先应能实现模数化、标准化,以方便预制构件加工厂生产并尽可能降低成本,也方便工程项目设计与施工企业的施工安装工作。模数化、标准化在工业建筑中能很好实现,但在民用建筑中如何做好模数化、标准化将是我们应大力研发的一项工作。在推广装配式建筑的工作中,我们要做好模数化、标准化工作,但更要兼顾标准化与建筑多样性的关系,不能为简单满足标准化而造成建筑的千遍一律,因为建筑本身(特别是公共建筑)不仅仅是一件工业产品,更是一件满足功能需求的艺术品,不能因为发展建筑工业化而限制了建筑的多样性;同样,也不能因强调多样性而不发展标准化。

对装配式建筑的构件生产应发展标准化与个性化相结合的生产方式,绝大部分的构件生产加工应实施标准化的方式,少部分构件可以按个性化方式加工。构件的标准化生产可以大幅度提高效率、降低成本,符合建筑工业化的发展方向;构件的个性化生产可以满足建筑的多样性,构件的个性化加工应当如同钢结构构件工厂加工生产一样,预制构件生产企业根据设计图纸的需要,加工生产出不同尺寸类型的预制构件。

2.1.3预制率和装配率

现行的工业化建筑评价体系重点考核建筑的预制率和装配率,认为满足一定的预制率和装配率的建筑才是工业化建筑。然而,采用多高的预制率与装配率应充分考虑该建筑的特性,发展装配式建筑可以采用装配与现浇相结合的模式,而不是为了简单满足预制率而预制,过高的预制率还会造成成本与费用的增高。

此外,如过高追求预制率、装配率,在实际建造过程中会遇到其他一些问题,如超高层建筑可能导致施工周期的延长,因为高空吊装大型预制构件时耗时较长、难度较大;有些施工现场受成本与管理水平约束可能需要更大场地存放大量预制构件;城市中大型预制构件的车辆运输可能导致交通拥堵及不可忽视的碳排放污染等问题。对这些问题,都必须综合考虑。

2.1.4国外体系引进

装配式建筑最早起源于国外,最初也是由国外引入我国,但事实上各国的国情与国策各不相同,盲目效仿国外已有的成套理论体系并不一定适合当前我国情况。

欧洲国家具有完善的装配式建筑产业,但这些国家多数为非地震区,对结构的抗震性能要求低,且多应用于低层住宅;土地资源紧张的新加坡虽然具有成熟的高层装配式混凝土结构住宅建造技术,但其发展装配式体系主要原因是为了摆脱现浇体系需用大量境外劳工而带来的社会问题,并且新加坡同样不用考虑抗震问题。日本为解决抗震要求,其高层装配式混凝土框架结构体系采用了耗能支撑技术,其建造成本较高。这些国外的体系均与中国国情不完全相符,因而不能简单借鉴其研究发展成果。

由此可见,虽然很多发达国家经过较长时间的发展已经具备成熟的建造技术和完善的产业链模式,但由于国情与国策的不同,各国均各自走出了一条适合于本国的建筑工业化道路。对于建筑工业化处于重新起步阶段的我国,应当结合国内的各项经济条件、结构要求与施工技术来慎重考虑建筑工业化的发展道路与方向,而不是盲目地将国外装配式体系简单套用。

2.1.5设计软件与设计效率

目前装配式混凝土结构设计中还没有成熟的商业化软件可以采用,设计人员仍先按照现浇结构的设计方法用传统软件进行设计,再按预制构件要求进行拆分出图(或由专业公司进行二次深化设计),这种设计方法未能按标准化的要求充分考虑装配式结构的特点,导致后期构件非标种类多、节点复杂,增加了构件生产和施工安装的难度,同时设计效率低,设计工作量大。

2.1.6现场施工安装

由于装配式混凝土结构与传统的现浇结构在施工安装技术、施工项目管理差别较大,装配式混凝土结构施工安装过程相对复杂,有时施工流水作业周期甚至慢于现浇结构。特别对构件运输、进场堆放、吊车垂直运输、安装作业面、构件临时固定、节点连接等一系列过程均需要科学地安排管理,方能减少人工作业量,否则会导致安装过程耗时长,无法体现装配式混凝土结构应有施工周期短的特点。

2.2现浇结构体系在工业化方面应解决的问题

对于应用现代现浇技术施工的现浇体系,我们也应考虑是一种工业化程度较高的建造方式。目前现浇体系中的混凝土很早就形成了工厂化生产、商品化配送的工业化模式。但模板(胶合板)、钢筋需在施工现场加工作业,消耗了大量的人力资源并产生了大量的建筑垃圾[13],因此我们必须按建筑工业化的要求对现场现浇体系提出新的要求。现场现浇结构体系的工业化就是要解决目前施工现场模板与钢筋的加工问题,减少现场人力投入与施工工作量。与装配式混凝土结构相比,这种现浇结构现代施工技术可看作仅仅是将混凝土的浇筑过程由工厂车间搬到了工地现场,同样具有“四节一环保”的特点,并且保留了现浇结构良好的整体性,避免了装配式混凝土结构连接安装时的复杂过程。现浇结构想要进一步发展工业化,应重点解决以下存在的问题。

2.2.1新型模板

传统散拼竹胶模板耗费大量竹木资源,其虽有价格便宜的优势,但模板现场加工噪音大、安装拆除过程耗时费工、周转次数少,使用数次后成为难以回收利用的垃圾,污染环境,应考虑在以后的工作中逐步淘汰。

大模板、爬升模板等应用较广的新型模板能显著提高施工效率,减少现场支模拆模的工作量,模板利用率高,污染小,浇筑成型的混凝土墙面平整度高,达到或接近清水混凝土墙面,有效避免后期装修的湿作业,机械化施工程度高,但大模板未能有效解决楼盖结构的模板问题。

研发中的铝合金复合模板作为一种新型模板具有轻质、高强、周转次数高、浇筑出的混凝土表面平整等特点。并且铝合金模板的制作均在工厂内完成,在施工现场不需要进行剪裁、切割等,对环境几乎没有污染。虽然目前这种新型铝合金复合模板的一次性制作投入成本较高[14],考虑其综合成本,今后将有很好的应用前景。

对于超高层建筑施工现场,目前国内大型施工企业试点应用的工业化建造集成平台与装备很好地解决了模板、塔吊、钢结构安装与混凝土浇筑等问题,但目前该体系通用性不强,导致一次加工成本过高,重点是需要解决工业化建造集成平台的通用性问题。

2.2.2成型钢筋验收

钢筋集中加工配送[15-16]能有效地减少施工现场的作业量和环境污染,提高现浇结构的工业化程度。新制定的《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》(JGJ366—2015)将于近期开始实施,新修订的《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204)增加了成型钢筋应用的验收规定,这些都对以钢筋集中加工配送模式的成型钢筋推广应用将起到很好的作用。但成型钢筋的进场材料验收还是不能完全按照钢筋产品以合格证方式进行验收,有时还需从成型钢筋中截取进行钢筋材料性能验收,而这势必对钢筋的集中加工配送模式带来极大的不便。

此外对钢筋集中加工配送工作应建立严格的质量管理制度与产品认证体系,彻底杜绝以前各地发生过的“瘦身钢筋”等质量问题。

2.2.3水资源浪费与噪声污染

现浇结构在实现了钢筋与模板的工业化要求后,还必须解决现场的水资源浪费与噪声污染问题。大量施工工地混凝土养护过程中对水资源的回收利用重视不够,造成水资源浪费;混凝土浇筑振捣过程中噪音太大,这在市区施工中成为一个严重的噪音污染问题。对这两个问题应高度重视,应按绿色施工[13]要求加强水资源的回收利用、加强噪声的减量与控制。

2.3钢结构体系在工业化方面面临的问题

钢结构建筑的梁、柱等构件均由工厂加工生产,构件在施工现场只需进行螺栓拼接或者人工焊接即可,具有工业化程度高、轻质高强、施工周期短等优点,因此也是一种极具工业化特性的建筑结构体系。在建筑工业化发展成熟的一些国家,如美国、加拿大、日本等国,大多采用钢结构发展建筑工业化。我国的钢结构在近十年来有了非常快速的发展,其应用面、应用量都得到了快速提升,但钢结构建筑在我国大面积推广应用时同样面临一些问题。

2.3.1建造成本

钢结构建筑相比传统现浇混凝土结构建造成本略高,因为钢结构构件制作时基本都采用按工程设计进行订单式加工制作,需要进行二次深化设计,由于构件为非标形式,构件加工不能实现标准化、定型化与批量化,导致加工成本稍高。对钢结构施工安装,其吊装设备相对投入较大,对安装技术工人的素质要求严,同时对项目管理的要求也相对较高,这也带来工程费用的增加。但考虑到目前我国钢铁产能过剩、钢材价格持续保持低位的情况下,钢结构应具有不错的发展前景。

2.3.2钢结构设计队伍

与传统混凝土结构设计力量相比,国内能较好进行钢结构设计的工程技术队伍还是稍微薄弱,特别是钢结构设计时需要考虑结构与构件的整体稳定与局部稳定验算、构件的节点连接设计等,这些工作相对较复杂,使得结构设计人员更偏爱设计混凝土结构,导致在建筑工程中采用钢结构的比例还是较低。

2.3.3现场焊接作业

钢结构体系采用最多的是框架体系,对梁柱连接节点,目前工程应用中均采用栓焊连接节点,即梁的腹板与柱用高强螺栓连接,梁的翼缘与柱采用坡口焊接,施工现场需要进行大量焊接作业,应研发减少现场施工焊接作业量的连接方式。此外超高层建筑钢柱均采用厚钢板,对厚钢板的连接,其焊接量更大、对焊工要求更高。另外现场焊接对环境污染较大,质量控制也有一定难度。

2.3.4钢结构住宅

要推广应用钢结构,必须将发展钢结构住宅作为一个重点。但由于钢材材料自身的特性,推广应用钢结构住宅必须解决防火与防腐问题,然而目前这方面问题还没有得到根本解决;另外钢结构住宅通常采用框架体系,其房间内梁柱存在影响了使用性能与视觉效果;对于钢结构住宅还必须研发集结构、保温与外饰面功能于一体的护结构体系,但这目前还没有很好地得到解决。上述几个方面是制约钢结构住宅大面积应用推广的主要原因。

3我国建筑工业化发展建议

中共中央、国务院在近期的“关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见”中指出:“力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”。这为我国的建筑工业化工作指明了方向,定出了目标,要实现这一目标,还需要一系列的技术政策和技术措施的支持。

我国半个多世纪的建筑工业化发展历程无疑为未来的发展做了坚实的铺垫,然而,目前国内相关城市简单以推广装配式混凝土结构为主导的建筑工业化发展模式就遭遇到瓶颈问题,过高的建造成本使其不具备市场竞争力,仅依靠国家和地方扶持政策才能推广发展。因此,我们应正确认识新时期建筑工业化的含义、目的与发展要求。建筑工业化就是要提高劳动生产效率、减少现场施工作业与人员投入、减少环境污染、节约能源和资源,其目的是促进建筑行业产业转型与技术升级。

装配式建筑是工业化建筑的形式之一,我们要加强研发,大力推广。对于按照工业化生产方式建造的建筑,均应视为工业化建筑,如钢结构体系肯定也应视为工业化建筑。而目前现浇结构如能按要求解决钢筋与模板问题就同样具有工业化的属性,同样能够实现建筑工业化。为更好地推进新时期我国建筑工业化工作,特提出以下几点发展建议:

(1)全面推进多模式建筑工业化工作

当前我国的建筑工业化发展需要转变思维,应按装配式混凝土结构体系、现代现浇结构体系、钢结构体系等多模式全面推进建筑工业化工作。在推进建筑工业化发展过程中,政府主管部门应在充分调研市场和技术的前提下做好建筑工业化的顶层设计,通过行业管理,颁布实施指南与意见,确定建筑工业化的正确发展方向,强调装配式混凝土结构、现代现浇结构、钢结构等多个模式的共同发展。

(2)加强研发与工程示范应用

在政策支持下,各科研院所、高校、相关企业及产业联盟等要结合国家“十三五”重点专项“绿色建筑与建筑工业化”课题的研发,加强关键技术的研发工作,重点做好工程应用试点,完善相关标准体系。对装配式混凝土结构体系,要加强结构体系、节点连接技术、标准化与模数化、Bim技术与设计软件、预制构件加工与生产设备、现场施工安装技术与质量控制等方面的研究;对现场现浇体系要加强商品混凝土绿色化生产、新型铝合金复合模板、成型钢筋加工与钢筋连接技术、工业化建造集成平台等的研究;对钢结构体系要加强新型连接节点、设计与制作安装中Bim一体化应用技术、钢结构住宅复合外挂墙板技术等研究。

(3)注重市场化引导

各地区、各企业发展建筑工业化时,要立足于政策支持,但也应注重市场化引导。在推广发展中应因地制宜,并根据不同的建筑类型选择不同的工业化建筑体系,以取得较好的社会与经济效益,同时提高企业的市场竞争力。如装配式混凝土结构可应用于多高层住宅、多层停车库与物流仓库、大型商业中心等,钢结构可应用于大型公共建筑、工业建筑、低层住宅、高层建筑等。

在发展预制装配式结构体系过程中,各企业自营的预制构件生产厂应面向社会开放,以提高其利用率,而不是仅仅作为所属企业的生产基地。预制构件生产厂要做到既能大规模生产标准化的构件,又可按照设计图纸生产加工特定构件,并可为施工现场按时提供需要的构件。只有通过标准化生产、市场化供应的方式,才能有效降低预制装配式结构体系的成本、增强市场竞争力。

(4)推进建筑工业化全产业链建设

实践表明,建筑工业化必须是全产业链的工业化,要贯穿从建筑设计、生产制作、运输配送、施工安装、到验收运营的全过程。为反映建筑工业化的特点,要紧紧抓好建筑设计这个龙头,重点做好工厂化加工生产这一关键环节,在施工安装环节中要全面贯彻“四节一环保”,并用信息化手段实现无缝连接,以降低资源消耗、减少环境污染、降低劳动强度。

在建筑设计环节中针对不同的工业化建筑体系应当采用不同的设计方法,提高设计效率与设计水平。在生产制作环节应提高产品生产效率、降低人力消耗,并确保产品质量。在运输配送环节,应引入与互联网电商相似的现代物流业管理方法,争取做到采购的构件、部品能够按时定量地运输配送到工地,尽量减少现场堆放。在施工安装环节中应注重提高施工工艺和工法,确保工程质量。

我国发展建筑工业化还应当加强Bim技术的应用,以信息技术建立起一套成熟的管理系统,通过把设计、采购、生产、配送、存储、施工、财务、运营、管理等各个环节集成在建立的信息化数据平台,共享信息和资源,对建筑建造的全过程进行有效管理。

4结语

本文简要回顾了我国建筑工业化发展过程,针对目前研发推广建筑工业化工作中存在的问题,结合我国建筑施工技术与当前经济发展水平,提出应按建筑工业化的特点多模式推进建筑工业化工作,这就是除了发展装配式混凝土结构体系以外,还需要发展现代现浇结构体系与钢结构体系。以重点发展工厂化加工制作、减少施工现场人工工作量,提高生产效率与工程质量、降低施工现场的环境污染,以达到发展建筑工业化的要求,实现建筑业产业转型与技术升级的目的。

对当前装配式混凝土结构、现浇结构和钢结构三种体系在工业化发展中存在的问题进行了思考与分析,提出了我国建筑工业化发展的建议:

(1)要全面推进多模式建筑工业化工作,将建筑工业化引导到正确的发展模式;

(2)加强技术研发与工程的试点应用,完善相关标准规范,为发展建筑工业化提供技术支撑;

(3)注重市场化引导,在政府主管部门的支持下,要因地制宜、要按各建筑特点推动建筑工业化工作;

装配式建筑的设计要点篇4

(一)丹麦丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,并制定了20多个必须采用的模数标准,包括“建筑规则设计模数”、“模数组件的尺寸”、“优先采用的建筑水平向尺寸”、“双跑楼梯的楼梯间”、“厨房构件”等。丹麦推行工业化建筑的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系,同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。丹麦通过模数和模数协调实现构配件的通用化。主要的通用部件有混凝土预制楼板和墙板等主体结构构件。这些部件都适合于3m的设计网格,各部分尺寸是以1m为单位生产的,部件的连接形状(尺寸和连接方式)都符合于“模数协调”标准,因此不同厂家的同类产品之间具有互换性(于萍、陈效逑,2011)。丹麦标准对于模数协调的要求比较严格,对于建筑及建筑产品的尺寸和规格的规定比较多而且比较详细,对于建筑的水平与竖向尺寸、各类构件的尺寸和小型建筑产品的尺寸都有规定,通过这种方式来规范设计,发展通用体系。

(二)日本早在1969年,日本政府就制定了《推动住宅产业标准化五年计划》,开展材料、设备、制品标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作,并依靠各有关协会加强住宅产品标准化工作。1971年2月通产省和建设省联合提出“住宅生产和优先尺寸的建议”,对房间、建筑部品、设备等优先尺寸提出建议。标准化工作是企业实现住宅产品大批量社会化商品化生产的前提,极大推动了住宅产业化的发展(纪颖波,2011)。

(三)法国法国的工业化建筑起步较早。从20世纪50年代到70年代是“第一代工业化建筑”,出现过许多“专用建筑体系”,不同体系出自不同厂商,各建筑体系的构件互相不通用。20世纪70年代后过渡为“第二代工业化建筑”,以通用构配件制品和设备为特征。1977年成立了构件建筑协会,1978年该协会制订了尺寸协调规则。法国政府在1982年调整了技术政策,提出一套构件目录,只要与某些其它目录协调,并组成一个“构造逻辑系统”即可(孟刚,2005)。

(四)小结可以看出,模数协调和部件通用体系在工业化建筑发展中起到了十分重要的作用。模数协调强调的是在建筑设计阶段尽量统一尺寸,做到标准化设计,而部件通用体系强调的是在部件生产阶段尽量统一部件的规格尺寸,做到部件通用。两者之间存在着紧密的联系,设计是生产的基础,标准化设计有助于部件的通用,部件生产是设计的延续,部件通用可以促进标准化设计。各级政府部门在修订和制定标准时应充分借鉴国外标准,尤其是在模数协调和部件通用体系两方面。

二、我国新型工业化建筑技术标准现状

目前我国针对传统建筑的标准规范已经形成相对完善的体系,其中也涉及了一些有关工业化建筑的内容,但涉及专业不全,规定分散,不成体系,本文对此按照执行范围进行分类、总结和分析。

(一)国家标准表-1中所列标准涉及建筑设计、建筑产品、结构设计和施工验收四方面,其中既有针对工业化建筑而制定的标准,也有针对传统建筑制定而又涉及装配式混凝土结构的标准。针对工业化建筑的标准大部分颁布较早,已不能够满足新型工业化建筑的要求,应结合新材料、新技术和新工艺等进行修订。传统建筑标准中关于装配式混凝土结构的规定不够深入,应进行深化完善。

(二)行业标准表-2中所列行业标准大部分为建筑产品标准,另外还有两部集设计和施工于一身的综合规程以及一部抗震标准。与国家标准情况相似,针对工业化建筑的标准颁发时间较早,应结合现状修订,传统建筑标准中关于工业化建筑的规定应深化完善。

(三)地方标准从表-3可以看出,各地区已出台的针对新型工业化建筑的技术标准在内容上基本一致,大体可分为总则、术语解释、材料要求、建筑设计、结构设计、施工和验收。且各技术标准和规范都集中大部分篇幅对结构设计进行了详细规定,而其他章节则只做了原则性规定,比较概括,不够具体、详细,具有一定的指导作用。沈阳市作为全国首个国家现代建筑产业化试点城市,在制定技术标准方面明显领先于其他地区。在国家住建部、省住建厅等部门的指导和大力支持下,沈阳市组织中建标准院、中建东北院、中建设计集团、沈阳建筑设计院等设计单位,以现代建筑产业化工程建设为依托,不断丰富完善装配式建筑技术标准体系,在构件制作与验收、工程质量、安全、节能、检测等方面开展技术标准体系研究编制工作(于海,2012)。

(四)在编标准目前行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见稿)已经,相关人员正在积极修改。该规程规定了装配式混凝土结构的基本要求、材料、建筑设计、结构设计、框架结构设计、剪力墙结构设计、装配板式结构设计、外墙挂板设计、构件制作与储运、构件安装与施工和工程验收。另外,据北京市建委消息称,将启动《装配式混凝土结构住宅建筑设计规程》编制工作,积极推动产业化住宅设计标准建设。该规程将对住宅设计中的模数协调、平面设计、外墙、内墙、楼面设计、内装修与设备管线设计等方面进行深入研究,提出具有可操作性的技术要求,为规划管理和建筑设计提供技术依据。由标准院作为组编单位编制的《装配式住宅设计规范》也正处在编制中。

(五)小结目前各级标准中,关于结构设计和施工安装及验收的标准还比较少,应尽快修改相关标准,增加相关内容。另外虽然有一些关于建筑产品的标准,但还不能满足新型工业化建筑的生产要求,应加紧修改现行标准并编制相应新标准。在修改和编制标准时应结合现有的地方标准和企业标准,做到能够充分反映新技术和新工艺;并且应该与在编标准相协调,力争做到不重复,不矛盾。另外,在生产过程上,工业化建筑和传统现浇建筑相比,无论是设计所依据的标准规范、施工安装标准,还是验收检查标准,都由于生产方式的变化而有所不同,应进行修订。在建筑设计上,应加强有关模数协调的规定;在结构设计上,现行相关标准中几乎没有针对节点设计的内容,应增加相关内容;在构件部品生产上,应尽快完善关于尺寸规格、生产要求等方面的标准,尽快建立一套通用体系;在施工安装上,现行相关标准中关于装配式混凝土结构的规定比较分散,应进行整合,增加必要规定,尤其是关于节点连接这一重要环节的规定;在验收检查上,主要应修改两方面规定:一是部分工程的验收地点由工地现场转移到了构件部品工厂;二是应增加关于节点连接的验收规定。

三、对我国新型工业化建筑技术标准的修订和建议

结合我国现行建筑技术标准规定和国外工业化建筑发展过程中制定的技术标准和要求,本文对我国发展新型工业化建筑过程中部分主要技术标准提出两点建议。

(一)对现行主要技术标准的修订建议1.建议。具体见表-4。另外,《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》、《建筑门窗洞口尺寸系列》、《装配式大板居住建筑设计与施工规程》、《住宅楼梯预制混凝土中间平台》和《住宅楼梯预制混凝土梯段》都是为了发展工业化建筑而制定的,但制定时间较早。近几年工业化建筑发展迅速,相继出现了许多新材料、新技术和新工艺。上述标准应结合工业化建筑的现状进行修订,以适应新型工业化建筑发展。2.说明。《住宅建筑规范》中的条文大多针对现浇结构,应增加针对装配式混凝土结构部分。《建筑物防雷设计规范》中规定构件中的钢筋可作为防雷设施的引下线。此技术在现浇结构中易于实现,在装配式混凝土结构中不易实现,应作相应修改。《混凝土结构设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中没有专门针对节点设计的内容,节点设计是装配式混凝土结构设计的重要组成部分,应增加针对节点设计的相应内容;另外针对装配式混凝土结构的构造要求较少,应继续完善,如节点连接构造要求等。《建筑抗震设计规范》中对各类建筑的抗震计算和构造做出了规定,但没有关于装配式混凝土建筑的抗震计算和构造,应增加相应抗震计算方法和构造要求。《建筑施工组织设计规范》主要针对现浇结构进行规定,应增加针对装配式混凝土结构施工特点的相关规定,如构件部品、施工机械等。《混凝土结构工程施工质量验收规范》中第9章装配式结构分项工程中,对预制构件的验收、结构性能和装配式混凝土结构施工做出了规定,但不够具体,应进行完善。另外,由于构件部品在工厂生产所以在现场验收的规定已不适用,应增加针对工厂生产验收部分。《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》应与《建筑物防雷设计规范》进行同步修改。《混凝土结构加固设计规范》中没有针对节点加固的方法和构造要求,节点连接处是装配式混凝土结构的薄弱环节,应增加相应加固方法和构造要求。《外墙外保温工程技术规程》中有大量针对现浇结构的规定,应增加针对装配式混凝土结构的相应规定。《建筑外墙防水工程技术规程》中没有关于构件部品连接节点的防水设计,构件部品连接节点是防水的薄弱环节,应增加相应防水设计内容。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》是混凝土结构进行施工的重要参考,目前该图集只针对现浇混凝土结构,应增加针对预制装配式混凝土结构的部分。

(二)对新增技术标准的建议1.建议。(1)完善模数标准体系,增加各类建筑的模数标准,如学校模数标准、医院模数标准、办公楼模数标准等。(2)完善建筑产品通用体系,增加关于各类建筑产品的尺寸、规格的标准,如预制梁尺寸规格标准、预制柱尺寸规格标准、预制隔墙板尺寸规格标准等。2.说明。(1)目前我国现行建筑模数标准只有《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》和《厂房建筑模数协调标准》三部,应完善模数标准体系,增加各类建筑模数标准。(2)目前我国建筑产品标准体系还不够完善,通用体系尚未建立,许多建筑产品缺乏与之对应的尺寸、规格的标准,应增加各类建筑产品的尺寸规格标准。

四、结论

为了找出目前我国新型工业化建筑技术标准体系存在的问题,同时借鉴国外典型的成功经验,对完善我国新型工业化建筑技术标准体系提出建议,本文主要开展了以下工作并得到相关结论。

(一)对我国新型工业化建筑技术标准进行总结和分析目前我国已经出台了一些关于新型工业化建筑的国家标准、行业标准和地方标准。其中国家标准和行业标准大都颁布较早,已不能满足新型工业化建筑的建造,地方标准大都只对结构设计进行了详细规定,而其他方面则比较概括。

(二)对典型国家的技术标准特点进行总结对瑞典、丹麦、日本和法国的技术标准特点进行总结,虽然四国在做法上不太一样,但是基本上都体现出了模数协调和部件通用体系在技术标准中的重要性。

装配式建筑的设计要点篇5

[关键词]装配式整体建筑;价值链;成本动因

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2016.07.004

[中图分类号]F275[文献标识码]a[文章编号]1673-0194(2016)07-0010-05

1引言

随着国家绿色化、城镇化、工业化发展进程不断加快,建筑业原有的粗放型发展方式已不再适应市场需求,建筑工业化、住宅产业现代化市场优势和潜力日益凸显。住宅产业化通过设计标准化、构件部品化、施工机械化和管理信息化,提高建造效率,提升了劳动生产率和住宅建设整体质量水准,施工工期明显缩短。

装配整体式建筑是建筑业转型发展的重要方向,与传统现浇技术相比,装配式建筑是各类通用预制构件(pC)经专有连接装配而成的建筑,预制装配式建筑的预制混凝土制品构件全部在工厂里完成,运输至施工现场进行吊装,在质量方面彻底解决了传统现场建造方式造成的门窗漏水、外墙外保温脱落等问题,减少了施工现场大量的建筑垃圾及材料损耗,施工现场扬尘和噪声污染得到有效遏制,是促进建筑节能减排的重要手段。

目前国内的装配整体式住宅尚处于起步阶段,工业化程度不到10%,其建造成本比传统生产方式高出10%~30%,预制率越高,建造成本增加越多,高成本已经是阻碍装配式建筑发展和推广的重要因素。本文采用价值链理论模型对装配整体式建筑的内外部链条进行成本分析,借用成本动因理论,找出影响装配整体式建筑成本的关键因素,针对装配整体式建筑生产特性,提出降低成本的措施及建议,推动现代建筑产业的健康发展。

2装配整体式建筑价值链模型构建

2.1价值链理论介绍

价值链理论是哈佛大学商学院教授迈克尔・波特提出的。波特认为,企业创造价值是通过各种活动来实现的,这些活动分为基本活动和辅助活动,这些活动不相同但相互关联,企业在产品设计、制造、营销、物流和完成其他辅助产品的动态过程中,构成了企业的价值链。

价值链普遍存在于各种经济活动中,上游供给端企业与下游需求端企业存在行业价值链,企业内部各部门岗位之间的联系构成企业价值链,企业创造的价值大小与价值链上的单个活动息息相关,价值链理论揭示,企业的竞争力取决于整个价值链的综合竞争力,是企业内部多个活动进行竞争,不只是某个环节或某项活动的竞争。

根据价值链理论引申出的价值链成本分析是成本管理的有效方法,通过行业价值链和企业价值链的分析,寻求上下游整合的通道,降低原材料成本,在不断优化价值链的过程中,提高企业竞争优势。波特的基本价值链模型见图1。

2.2装配整体式建筑行业价值链

基于价值链理论的成本管理,其优势在于将成本管理延伸至上下游供应链系统,范围延展涉及整个行业的价值链优化,有效实现各方共赢。装配整体式建筑的链条不仅包括建筑施工企业自身,还涉及建设开发企业、建筑设计企业、构件部品制造企业等上游行业,以及运输、营销、物业管理等相关领域,价值链范围较广。

装配整体式建筑的建造活动主要以房地产企业为主开展,因此本文以房地产企业为核心进行研究,根据价值链理论模型,结合装配整体式建筑的建造过程和运行模式,建立装配整体式建筑行业价值链模型。

装配整体式建筑实施阶段可分为工程项目决策阶段、设计阶段、构件部品制造阶段、施工阶段、营销和后评价阶段。其行业价值链由多条内部价值链和外部价值链共同组成。装配整体式建筑行业价值链模型见图2。

装配整体式建筑涉及行业较多,关系较复杂,而且价值链上的各项活动密切相关,决策的失误会影响营销环节,设计的失误会影响构件部品加工和现场施工,建造过程中的失误会影响整体质量。因此,行业价值链上的任何环节的变动,均会导致成本的改变。

2.3装配整体式建筑企业价值链

装配整体式建筑中预制构件的使用对价值链模型中的各种活动均产生影响,企业必须设置单独的部门应对这种产业化趋势,分析单个活动的有效性,强化价值增量,从事装配整体式建筑的房地产企业往往不是直接的建设方,而更多的是对多方资源进行整合,做好管理和协调,因此需与外部关联单位密切协作,增强竞争优势。

装配整体式建筑企业价值链模型见图3。

3装配整体式建筑价值链成本分析

3.1装配整体式建筑与现浇建筑成本分析对比

装配整体式建筑是一种新型建造模式,有自己独有的产业特征,通过部品、零件及组件安装完成整体建造,与现浇建筑在成本上有一定差异,笔者分别选取杭州和沈阳两个地区的典型工程进行对比分析,得出的结论基本相同,签于南方地区造价构成中未包括采暖工程,因此以沈阳地区的典型工程数据做分析,明确装配式建筑与现浇建筑的成本差异之处,为成本控制提供数据支撑。装配整体式设计与现浇设计成本差异(预制率约40%)见表1。

表中数据显示,装配整体式建筑工程的平米造价比现浇建筑高692.65元,其中装饰、电气、采暖、给排水工程均低于现浇建筑,而土建工程平米造价明显高于现浇建筑。从控制成本的角度考虑,下面仅对土建部分的造价进一步进行分析。

装配整体式建筑土建工程中,组成结构主体的主要构件包括框架柱、梁、剪力墙及楼板等,辅助构件包括楼梯、阳台及空调搁板等,均采用预制装配式进行现场组装成型,减少了现场大部分的混凝土浇筑量和墙体砌筑量,这部分成本明显减少,而且与之相关的措施费用也有所降低。而预制混凝土构件(pC构件)本身及安装成本大幅增加,导致土建部分造价中装配整体式建筑较现浇建筑增加766.29元。土建部分造价比较具体见图4。

3.2价值链各阶段成本分析

通过装配整体式建筑与现浇建筑成本分析对比,二者的成本差异主要为pC构件的费用,pC构件的生产成本及吊装、运输等费用对价值链上的各个链条产生影响,引起成本发生变动。价值链各阶段的费用增加情况及对成本的影响分析如下。

3.2.1设计阶段

装配整体式建筑设计要求较高,需要在常规建筑设计的基础上增加对pC技术的延伸设计,根据工程实际情况及建筑结构特点,出具拆分设计图纸,设计深度前移,较常规建筑增加两个阶段,pC专项策划阶段和构件图设计阶段,预埋设备、吊装构件、摊销生产模具、附着塔吊、构件的运输、外架与构件的连接,预留放线测量孔等等这些设计、生产、施工问题也要拿到前期方案阶段考虑进去,因此设计费用有所增加。

3.2.2部件生产阶段

pC部件生产工厂需要大面积堆场以及配套设备和工具,导致堆存成本较高,同时预制构件生产所需要的机械设备投入较大,据有关资料统计,一个标准的pC部件生产工厂,国内设备需10690万元,国外设备需13290万元,如果加上土地的费用,则投入更大。另外运输成本高且有风险,分摊成本随之增加。

3.2.3施工阶段

pC部件需要经过专业培训的施工队伍配合安装,安装顺序以及连接方式及临时支撑和拉结对技术工人的要求较高,《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014是我国当前pC建筑技术水平的标志,但对于新技术、新材料、新工艺,其编制的内容还不是很深入,例如:钢筋套筒灌浆连接技术、非组合式夹心外墙的保温拉结件等都具有很强的专业性,仍然困扰着施工单位。另外施工吊装设备机械台班及进出场费用较一般塔吊要高,部分材料需要进口,现场管理难度加大等等,引起施工阶段费用增加。

4装配整体式建筑成本动因分析

通过对装配整体式建筑价值链的梳理分析,发现pC构件产业链条尚未成熟,所需成本居高不下,寻找降低成本的途径,必须找到对成本影响的主要驱动因素。从管理角度分析,成本动因不仅包括微观层次上的执行性成本动因,而且包括决定企业整体成本定位的结构性成本动因。分析这两个层次的成本动因,有助于企业发掘有效路径来获取成本优势。

4.1结构性成本动因

成本分析将视角从企业的各项具体活动转向企业整体进行考虑,企业的成本在其具体生产经营活动进行之前往往就已被确定,而且改变较难,这些影响因素即称结构性成本动因。为了获得长期成本优势,应有效地控制这类成本动因。参考波特提出的影响企业价值活动的十种结构性成本驱动因素,结合装配整体式建筑的特性,归纳出其结构性成本动因分别为:规模效应、业务整合、市场定位、产业政策、厂址选择、工艺技术。

4.2执行性成本动因

执行性成本动因分析包括对每项具体生产经营活动进行动因分析,通过分析判断对作业的影响性,因此与进行的作业流程相关。针对装配整体式建筑的工艺流程,选取分析其执行性成本动因为:人员素质、质量管理、作业效率、部品结构、组织协调、进入时机

4.3成本动因排序

基于价值链理论,运用层次分析法,对前面所有影响动因按重要性进行排序,对重要因素进行有效控制。

4.3.1确定层次结构

装配整体式建筑成本动因分为目标层、准则层、指标层,呈递阶层次,见图5。

4.3.2建立判断矩阵

通过专家访谈反馈及相关人员问卷调查方式获得相关数据,将指标层任意两个特征因素进行对比打分,相对极其重要的得5分,相对很重要的得4分,相对较重要的得3分,相对略重要的得2分,同样重要的两个因素得1分,根据判断矩阵计算出特征值和特征向量。

4.3.3动因排序分析

判断矩阵经过一致性检验后,将各结果按照目标层的权重进行排序,y1=0.67,y2=0.33,形成对总目标的排序,将权重值进行算术平均后,得到层次总排序见表5.

Ci=0.049,平均随机一致性指标Ri=1.21

得出检验系数:CR=Ci/RiCR=0.040

层次总排序符合一致性检验,判断矩阵构造合理。

以上计算分析结果显示,在影响装配式整体建筑的成本因素中,结构性成本的作用明显大于执行性成本,排在前六位的分别是:规模效应(z1)、产业政策(z4)、业务整合(z2)、人员素质(z7)、工艺技术(z6)、质量管理(z8),这六项指标共占成本动因75.42%的权重,是装配式整体建筑成本控制的重点。

5基于价值链的成本控制建议

通过数据分析显示结构性成本动因对装配式整体建筑成本影响很大,需采用有效手段进行控制。结合内外部价值链提出如下建议。

5.1设计阶段

通过规模效应实现成本降低,装配式整体建筑体量增加后,设计成本会分解摊销,大力推广标准化通用化的部品构件,设计费随着标准化预制部件的增多而降低;整合链条前后端的业务,企业自身业务向两端拓展,发展开发、设计、部件制造及施工一体化,减少沟通环节,降低成本。

5.2部件生产及施工阶段

培养专业化的施工队伍,大幅提高生产效率;建立全面质量管理意识,优化施工组织设计,合理安排现场部件供应及运输安装,合理选择技术路线和安装方法,制定多工序流水,提高安装效率;改进生产工艺,采用流水线生产模式,例如,采用设备模具平台,降低模具摊销成本,对关键的技术环节进行重点攻关,储备积累经验;打破行业壁垒,通过研究试点工程,制定完善的标准化规程,规范部件生产及施工过程。

另外,政策的导向也会产生较大影响,政策支持力度会在一定程度上弥补装配式建筑的成本增量,比如制定对预制外墙或叠合外墙预制部分不计入建筑面积的鼓励政策,加大建筑节能专项扶持资金补贴,对于符合要求的装配式建筑项目,预制装配率越高,补贴越高等,以此大力推进装配式建筑的发展。

6结语

相比传统现浇设计,装配式整体建筑优点显而易见,如工期短、无粉尘、无噪声,节能环保等,全国已有多家定点生产企业,但目前推广有一定难度,成本高是重要原因之一,通过基于价值链模型的成本分析,找出影响成本的关键因素,进而提出解决建议,推动产业化建筑健康发展。

主要参考文献

[1]许平彩,叶,唐雪翠.基于价值链视角下的内部审计研究[J].企业经济,2011(3).

[2]杨安.基于价值链的成本管理研究[J].财会通讯:综合版,2008(6).

[3]何亚伯,汪琴.基于价值链的多项目施工成本控制[J].工程管理学报,2012(4).

[4]李丽红,耿博慧,齐宝库,等.装配式建筑工程与现浇建筑工程成本对比与实证研究[J].建筑经济,2013(9).

[5]马丽丽.基于价值链分析的工业化住宅成本管理.中国房地产,2013(7).

[6]闫红缨.预制装配式体系建造成本的比较分析[J].住宅产业,2012(7).

装配式建筑的设计要点篇6

【关键词】Bim技术;装配式建筑;建筑产业化;应用案例

1装配式建筑与Bim概述

1.1装配式建筑

在生产车间中预制好建筑的部品、构建、原料后,向施工现场运送加以安装,最后采用后浇筑砼或浆锚法相连而产生建筑产品称之为装配式建筑[1]。板材、砌块、盒式、升层升板、骨架板材等五种建筑类型均为装配式建筑。因为该类建筑有很多在车间加工完毕的建筑补品,因此导致原始现浇作业大大低于装配作业。采取建筑、装修相融合的设计,使功能现代化、设计多元化、生产车间化、施工装配化的模式形成,推动建筑行业转变成节省、集成、科技、环保等现代化形式,与绿色建筑的诉求相契合。

1.2Bim技术

Buildinginformationmodeling即建筑信息模型简称为Bim,其是通过数字技术对某一建筑项目的功能、物理信息进行表述,可以将Bim技术在项目各个阶段和参与方式各异的情况下完成录入、修正、输出项目信息等操作,拥有仿真性、可视性、改良性、协调化、可输出图等特征。作为项目信息协同、共享的载体-Bim技术,能够提供给项目从策划概念到维护拆掉整个生命周期决策根据[2]。

2应用案例

2.1工程概况

南京万科上坊北面地块6-05栋经济适用房项目是整体型钢筋砼架构加钢支撑结构体系为全预制型的装配,地上和地下分别为45层和1层,有10380m2的建筑面,建筑有45m高,是国内第一栋全预制式高层建筑。装配式预制构件涵盖区间为:使用预制砼框架柱作为竖直的结构主体构件;使用预制砼叠合梁作为梁;用框架结构加钢支撑体系作为抗侧向力剪力构件;预应力砼叠合板预制来作楼板;砼梯板预制完成后在标准层楼梯上使用,砼叠合阳台板预制完安装在阳台上,预制K板后用作阳台上的隔板;使用naLC板;预制好的楼板运用在下沉式或者整个厕所中。

2.2工程实施难点

整栋楼全部预制的高层建筑项目,需要在较短的时间内完成设计、制造、施工,且保持良好的质量。即使用该种装配式技术,应在短期内把设计到施工整个流程的所有工作高质量的实现,这时传送和协调建筑信息的工作十分关键。有以下问题需要攻克:1)在设计环节。进行归纳深化,需要将预制构件彼此间的碰撞检测精细到钢筋层级,在短期内凭借老员工的经验,很难完成二维图纸辨别工作;2)制造构件环节。生产商要吃透一万多张构件图纸,完成计划、制造、供应工作根本不可能实现。3)施工环节对构件进行精准迅捷的定位,高品质安装没有新技术扶持难以实现。以项目的特征为据,工程将Bim模拟研究中心建成,利用该技术达到项目管理的信息化。

2.3Bim在设计阶段的应用

本工程使用autodeskRevit系列三维建模平台建立Bim模型,对本项目的建筑、给排水、结构这些三维信息化模型构建时使用了各专业得力的设计员,并在autodesk协同环境中实现,高效精准。在2D环境中,一张图纸则是独立的“小项目”,应从绘制平面展开,接着绘制剖面、立画,然后根据项目的进程对全部图纸进行修正。而建筑师之所以工作时间长、繁重最大的因素就是需要反复、永不停歇的更改图纸所致,珍贵的精力和时间白白的浪费在了这一工作上[3]。而Bim技术改变了这种工作方式。即把设计搬至仿真建筑中,设计的核心并非图纸而是在模型上,全部图纸均在模型中直接产生,而图纸则沦为设计的附属品。所有视图都有与之相应的数据库,在其中的数据库中完美展现视图的各个角度,建筑师只需以自身所需随时将视图生成即可。从建筑模型中可生成立体、平面、3D、剖面、大样图等视图。

因为在装配中应当精细化预制构件彼此间的撞击检测到钢筋层级,精细化设计员可采用teklaStructures内部的校核撞击管理器对钢筋进行精细化检查,点开后只需对要校验的模型或构件选定之后,直接对校核这个菜单单击方可。实现撞击检查,像撞击对象的类型、名称、对象iD、构件等全部撞击位置会在管理器对话框中罗列出来,对表中的一个撞击位置选中时,在模型中会用高亮的方式显示出碰撞实体,从而方便修正和检测。

2.4Bim在构件生产阶段的应用

建筑的设计到生产整个信息传输都可以在Bim模型中完成,生产环节可以提炼和更新设计环节中生成的Bim模型。在制造构件环节使用Bim的明显优势是信息传送的高时效性和精准性,这从很大层面上能够达到制造构件技术的精益。在保证精益建造的理论引导下,将Bim信息化平台运用其中,将其集中化储存优势和技术功能支持的作用充分施展出来,确保实时、精准、有效的呈现整个项目全生命周期内的信息流,进而使精益生产的目的达成。

2.5Bim在施工阶段的应用

在吊装施工构件环节。以3D-Bim模型数据库设计完成为前提,采用施工进展信息关联模型对象的方式,将有时间属性的4D模型设计出来。进行autodesknavisworks中的api的运用,采取Bim前沿性的管理模式和质量技术办法,能够使传送信息流程中的衰减率下降,确保施工质量更加优良,施工中的安全管理得到强化。使用手持便携式电脑,进行施工管理系统研发,可对施工员确定吊装位置给予指导,查询构建参数特性,提示施工质量指数等,达到可追踪整体施工质量数据的目的。

在安装水电管线环节。在综合标准层中,秉承综合性原则,借助Bim的可视化成效,对各种专业管线进行妥当的布置,设立综合性的支吊架,集约化部署各类管线,接下来透过Bim对感官成效进行检验,同设计交流,展开校核核算,妥当设定固定支架、膨胀节等。在地下室,对无压力管道朝向进行改良,避免有压力管道对无压管道的挤压,使用Bim模型对支吊架进行妥当设定,将同其余管线的撞击难题处理好。在管井层,利用Bim设计创建模型,对安装设备的方位进行改良,定位好施工序列,并且在Bim中进行管道支架的设置,对妥当性进行验证,并采用三维建模检验管井维修空间的合理性。

3结语

Bim技术在装配式建筑中使用,能够使工程质量和生产率卓效提升,能够保证构建规整化、户型规范化的装配式建筑出炉,降低了设计失误率,出图率提升,特别是能够紧密连接生产中的上下游公司,信息化推动产业化的发展模式切实完成[4]。不过在装配式建筑中还需要化解Bim技术还存在软件太过封闭、软件同我国制图标准有一定分歧、信管智能化程度低下等问题[5],进而能保证建筑产业化得到稳健发展,进而推动建筑产业改变旧的发展模式。

【参考文献】

[1]贾晓英.建筑工业化与工业化建筑[J].科技信息,2012,22(8):435.

[2]美国国家建筑信息模型标准项目委员会.美国国家建筑信息模型标准(nBimS-US)[m]2014.

[3]宫文军,曹杨,巩俊松.基于Bim技术的装配式构件系统设计与优化[J].安装,2014(1):55-57.

装配式建筑的设计要点篇7

关键词:房屋建筑;装配式;混凝土结构

装配式混凝土结构是当前房屋建筑中的一种新型施工技术,相对于传统建筑模式,其关键在于将钢混预制构件从传统模式下的施工现场制作转移到工厂制作,实现了建筑构建的批量化生产。通过工厂化、批量化完成建筑构建后,再将其运输至建筑现场完成装配。运用装配式混凝土结构施工,能够显著提升建筑施工的效率,降低施工成本;同时还能够更好地保障建筑质量。工厂化生产建筑构建,无论是效率还是质量控制都更为有效。另外,钢混预制件在工厂生产,也大幅减少了施工现场的作业内容,缩短了工期也降低了对周围环境的影响,更符合绿色节能的要求[1]。

1装配式混凝土结构的建造技术

1.1pC技术

pC技术(precastconcrete),就是一种较为常用的预制混凝土技术,万科集团在这方面的应用较为突出。通常是用于处理房屋内部的剪力墙、电梯井等特殊部位。如果施工过程中是针对建筑外部装饰层、窗框、房屋墙体、保温层等来安装预制件,pC技术同样可以发挥很好的效果。通过采用上述的施工技术以后,能够最大程度地确保房屋密闭性,并且能够极大地提升房屋整体结构的施工效率。所以当前,该技术的应用正在不断推广。

1.2npC技术

npC技术(newprecastconcrete)是一种新型水泥预制技术,中南集团是这种技术研发和使用的代表性企业。该技术是基于pC技术的基础上产生的一种新技术,主要同样在建筑物剪力墙结构方面有较为广泛的应用,其主要优势体现在节能性和环保性方面更加突出。npC技术具有更强的综合性,还在需要一定程度上考虑现浇需求,从而将现浇与预制综合。所以在实际施工过程中,需要更加慎重的选择实际,保证现浇技术应用从而确保整体的质量[2]。

1.3pCF技术

pCF技术(precastconcreteform),该技术与其他装配式结构相比,其应用的范围更广,更能够满足多种建筑需求。pCF技术最突出的特点在于现浇技术与预制技术的同步应用。在实际工程建设中,一些工程内容,诸如内部隔墙、电梯井等因为其预制具有较高的难度,所以这些部分采用现浇作业。就pCF技术的实际应用状况来看,虽然该技术依然存在一定的限制,但是在研发和施工能力有限的条件下,采用这种技术依然是一种很好的选择。相对于传统现浇施工,在效率和环保方面的优势还是相当显著的。当然比起pC技术、npC技术,其改进程度有限,预制构件形式有限,同时在实际施工中对吊装设备有较高要求[3]。

2装配式混凝土结构中的常见问题

尽管在房屋建筑过程中采用装配式混凝土结构具有效率、环保等多方面的优势,但是就当前装配式混凝土结构的实际应用状况来看,依然存在以下一些问题。首先是结构设计问题。如果要充分保证房屋建筑具备良好的性能,更好地满足住户的需求,就必须要针对房屋整体构造展开优化设计;同时还需要设计人员结合装配式房屋的相关特点来对房屋结构设计展开优化。然而就实际情况来看,很多设计人员依然采用的是传统施工模式下的结构设计方法,并没有考虑装配式施工的特点,这在一定程度上会影响建筑的施工质量。甚至在影响严重的情况下,还会造成严重的质量缺陷[4]。其次是预制构件本身的质量。尽管从理论上来说,预制构件采用工厂化模式生产,其质量控制手段会更加有效,所以理应在质量方面更好,也能够更好地保障房屋的坚固性与安全性。但是就实际情况来看,因为预制构件本身在生产制造的过程中,还需要对其实施一定的前期施工处理;而工程生产人员对这些处理并不熟悉,导致预制构件容易出现问题。另外预制构件在工厂生产完成以后需要运输至施工现场,在这个过程中可能会对构建造成碰撞、挤压等进而造成质量缺陷,也会对实际施工造成影响[5]。最后是预制构件的连接施工问题。对于装配式建筑来说,预制构件的连接是最关键的操作,构建的连接质量直接决定了整个房屋建筑的安全性和稳定性。但是一些施工企业对于预制构件的连接施工重视程度不足,同时因为装配式施工才刚刚应用不久,在经验方面有些不足,所以在施工过程中容易出现一些问题,这不但会对建筑本身造成质量隐患,也会导致质量成本因此而增加。当前对于装配式建筑还必须要进行严格的质量检测。

3装配式混凝土结构问题的解决对策

3.1优化结构设计工作

建筑房屋的结构设计在很大程度上影响着建筑的质量,所以要想真正解决装配式混凝土结构问题,必须要针对设计工作展开持续优化。对于工程设计人员来说,务必要对装配式建筑结构的结构设计给予高度重视,同时设计人员必须要对装配式建筑的特点有充分了解,从而能够结合装配式施工来展开设计优化。要保证设计的建筑结构一方面能够充分满足建筑的性能需求,另一方面能够全面发挥装配式建筑的优势,这样才能够最大程度地规避潜在的结构设计问题[6]。

3.2强化预制构件质量

房屋建筑采用装配式混凝土结构,就必须要高度重视预制构件的质量,这也是整个建筑工程质量的基础。建筑工程中需要预制的构建很多,不同构建有不同的生产方法、质量标准,所以在工厂生产预制构件的时候,务必要根据不同的预制构件设置有效的质量控制措施,从而在提升生产效率的同时能够最大程度保证质量。产品出厂前务必要进行全面的质量检测,并且对预制构件的运输方法要不断优化和改善,避免出现预制构件在运输过程中受到损坏。施工现场在接收预制构件的时候,同样需要严格做好质量检测,另外在安装过程中,务必要严谨认真,避免发生预制构件的质量损坏,确保用于房屋建筑的预制构件均满足相关的质量标准。

3.3合理连接预制构件

质量合格的预制构件还必须要对其实施高质量的连接,才能够完成工程房屋建筑的整体架构,所以在施工过程中务必要保证预制构件的连接质量。在施工过程中,施工人员必须要严格依据预制构件连接的相关作业程序和步骤展开施工,决不能随意增减施工步骤或内容;同时必须要确保预制构件连接与设计图片相符,避免出现错连接和漏连接。如果施工中为严格依据标准流程和图纸完成构建连接施工,必然会导致建筑的牢固程度受到影响,也无法最大程度地发挥装配式建筑的优势。并且在施工过程中要带着高度责任心小心操作,避免对预制构件造成损坏,破坏了预制构件的完整性和牢固性。

3.4使用先浇筑预制装配技术

当前在使用装配式建筑施工的过程中,采用改良型的先浇筑的施工技术已经得到了一定的推广。采用这样的先浇筑预制装配技术,能够达到有效简化操作环节,提升建筑施工效益的目的。要采用这样的先浇筑预制装配技术,需要对相关技术手段实施一定的改良,这样能够为房屋提供更有效的质量保证,从而达到提升建筑稳定性,延长建筑寿命的效果。近年来在建筑设计领域中,基本上已经实现了房屋建筑设计的标准化与一体化,其一体化的主要体现就是房屋围护、房屋主体以及房屋装饰的一体化。采用改良型的先浇筑预制装配式房屋的关键施工为水平后浇带的设置,另外要特别注意连接与搭接锚固等作业内容。采用这种施工技术完成的房屋,能够保证纵向连接配筋结构。

3.5运用Bim技术

Bim(Buildinginformationmodeling)技术,国内一般将其称之为“建筑信息模型”。这是一种建筑设计技术,将该技术引用于装配式建筑中,能够极大地提升施工的效率和管理的精度,从而更好地保证施工的质量。通过Bim技术能够构建设计、加工、装配、施工的统一的信息共享平台,这样一来各个方面、各阶段就能够实现信息的全面共享和系统控制。在设计时能够最大程度地考虑施工的需求,从而实现最右的预制装配式结构设计,最大程度地满足预制柱、预制板等要求,保证设计的科学性。在生产阶段Bim可以实现机械加工集成管理,确保生产与施工的信息共享,强化生产质量。在施工过程中,通过各种物联网技术,可以对相关构建实施动态控制。

4小结

综上所述,预制混凝土结构作为一种新型施工技术,当前已经在我国建筑领域有广泛的应用,并且表现出了显著的效果。未来该技术必然还会进一步发展,这对于建筑行业的未来发展将起到巨大的推动作用。

参考文献:

[1]张斌,胡江海.房屋建筑装配式混凝土结构建造技术创新研究[J].工程技术研究,2020,5(05):147-148.

[2]马雪晴,焦亚军.房屋建筑装配式混凝土结构建造技术探讨[J].九江学院学报(自然科学版),2020,35(02):20-23.

[3],徐马成.房屋建筑装配式混凝土结构施工关键技术分析[J].中国标准化,2019(08):67-68.

[4]万里霜.房屋建筑装配式混凝土结构关键技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2020,330(12):25-26.

[5]马世丁.房屋建筑装配式混凝土结构关键技术分析[J].江西建材,2017,000(023):69.

装配式建筑的设计要点篇8

关键词:装配式结构建筑产业化产业链技术创新集成住宅

中图分类号:F426文献标识码:a文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0036-01

当前我国实施建筑产业现代化的目的是提高建筑总体质量,提高劳动生产率,以适应当前我国新型城镇化建设的发展需求,其基础是搞好工业化生产,实现集约化、社会化大生产,而搞好工业化生产的前提是提高科技发展水平,提高体系集成配套的水平,提升产业链上的联动服务水平。

近些年来,国内的建筑科技交流空前频繁,信息扩散速度加快,范围加大。装配式建筑结构是实现建筑产业现代化的重要途径,我国在装配式建筑方面的研究和应用也在逐渐升温,截止目前住建部已批准50个国家住宅产业化基地,并成立国家住宅产业化基地技术创新联盟,为推进建筑产业化技术创新体系建设起到重要推动作用。据中国二十二冶集团装配式住宅分公司总工程师李哲龙介绍,“通过国家住宅产业化基地建设,不断加大科研投入,与科研院所和高等院校合作,解决影响产业化发展的关键技术问题,不断提升行业竞争力。”

要推进建筑产业现代化的发展,必须着眼于建筑产业化科技创新体系建设,加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,目前无论国家层面,还是地方层面都在积极探索与推进。笔者从产业化建筑全生命周期、全产业链协作角度考虑,提出以下七个方面开展技术创新,逐步夯实国家建筑产业现代化发展战略支点的科技支撑。

第一,结构体系设计。新型装配式建筑结构体系的研发是实现建筑产业现代化的重要基础,更是满足建筑产业化发展不同需求的基本保障。通过结构体系的技术研发与创新,为满足不同地域、不同居住空间要求提供核心技术支撑。

第二,节点、接缝连接技术。相比传统现浇建筑结构,装配式结构存在大量的节点、水平接缝、竖向接缝连接,这些连接是结构的薄弱环节。例如装配式框架结构中梁与柱;装配式剪力墙中水平接缝、竖向接缝连接均需要从其抗震性能、物理功能等方面考虑,并和抗震设计规范的“强节点、弱构件”的设计原则相吻合,从而保证装配式结构体系的整体性能。

第三,施工工法。装配式建筑结构的优势主要体现在施工工法上,诸如具有施工速度快,对环境影响小,受环境制约小等特点。装配式结构涉及复杂工况下构件的吊装、翻转、就位、固定等施工技术、安全施工措施与防护标准的制定、构件校正技术等环节,如何提升施工效率、进行安全施工,对有效缩短施工总工期,实现住宅的高效节能,低碳环保起到决定性作用,也是能否真正实现绿色工地和绿色施工的重要保障。

第四,部品生产。部品生产不仅要考虑自身设计能力的发展,更要注重与结构设计及施工协作联动,共同推进装配式建筑结构体系发展,不断提升市场竞争力。确保部品构件的高精度,开发更高精度预制混凝土模具是部品生产的前提和关键技术,河北雪龙机械制造有限公司副总经理王立宁说,“无论是从成本角度、生产效率还是构件质量方面考虑,模具设计是关系到工业化建筑成败的关键性因素。”另外各类预埋件的精确定位技术、流水线自动化生产技术、特殊施工工艺的自动化技术及部品标准化、模数化、通用化生产技术均需要不断提升科技水平,为降低施工综合成本、确保部品构件质量奠定基础。

第五,新型建筑材料研发。新型建筑材料是建筑产业现代化发展的必然要求,反之也将推动新型建筑材料业的发展。产业化建筑必将围绕新型建材的使用而全面展开,建筑产业现代化对新型建材从规格、质量、性能上都将提出新的要求,建材质地要采用密度小、易加工、方便运输、易成型的新型建筑材料,这就要求建材行业必须进行相应的技术研发、设备改造,不断根据市场的需求调整产业结构和产品结构,提高建材生产的技术与管理水平,提高产品质量与技术含量,由粗制产品向精细加工的半成品、成品方向发展。

第六,软件开发。据住建部印发的《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中指出,“加快推广Bim(Buildinginformationmoldeling)、协同设计等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用,提升企业的生产效率和管理水平。”通过软件开发,将信息技术、自动化技术、现代管理技术与生产技术相结合,提高生产效率、产品质量和企业的创新能力。据唐山市规划建筑设计研究院正高级工程师高春荣介绍,加强适用于装配式结构设计、施工、管理的软件技术研发,将为装配式结构的技术进步和推广应用注入强劲动力。

第七,住宅集成技术。集成住宅是我国建筑产业化发展的重要方向,是满足我国新型城镇化建设中多样化、个性化需求的必然选择。发展住宅集成技术主要是围绕结构主体、围护材料、室内装修及设备安装进行,是我国建筑产业化发展的最大瓶颈。据唐山中材建筑科技有限公司董事长巩俊贤介绍,目前困扰集成住宅的问题包括集成住宅设计缺乏标准、围护材料需要轻质高强、工业化的建造模式,只有解决瓶颈问题,才能更好体现装配式集成住宅的优势与市场。

党的十八届三中全会指出,深化科技体制改革,健全技术创新市场导向机制,发挥市场对技术研发方向,促进科技成果资本化、产业化的作用。目前我国建筑生产方式正发生着转型升级的巨大变化,产业科技创新有利于推动产业结构优化升级。积极推进建筑产业化科技创新的同时,适应市场导向需求,注重科技成果转化与推广,全面提升建筑产业链的服务水平和科技含量,逐步推进产学研合作制度和互惠政策,使得各方优势资源(人、物、信息)有机衔接,提高科技研发效率和速度,为建筑产业现代化发展奠定基础。

据住建部科技与产业化发展中心副主任文林峰表示,建筑产业化的发展方向日趋明显,各地政府的热情也逐渐高涨,建筑产业化正步入发展机遇期。通过建筑产业链协作与产业化建筑全生命周期的技术创新,提升建筑产业化发展水平与科技含量,推动产业化建筑整体水平上台阶,发展符合节能、节地、节水、节材等资源节约和环保要求的建筑产业化成套技术与建筑体系,促进产业化建筑生产、建设和消费方式的根本性转变,全面提升我国建筑产业现代化发展水平。

参考文献

[1]秦珩.万科北京区域工业化住宅技术研究与探索实践[J].住宅产业,2011,131(6):25-32.

[2]樊骅.叠合板式混凝土剪力墙结构体系技术应用[J].住宅产业,2011,131(6):19-24.

装配式建筑的设计要点篇9

【关键词】高层;居民;供配电;设计

引言

大型高层居民建筑电气设计包括供配电系统,公用动力,公共照明,消防系统,电力监控系统,防雷及接地系统,安保系统等。

大型居民建筑多指楼层达18层以上,涉及人群较多,消防安保一级负荷集中等特点,从供配电设计,计量设计,终端通讯等几个方面进行分析说明。

对低层居民建筑和大型城市综合体来说,在《供配电设计》等有关设计标准中均能找到设计依据和相关技术标准,但大型高层居民建筑既区别于工厂配电,也区别于居民小区用电。

综上所述,对大型居民建筑单独作为一类电气设计提出来研究,是很有必要单独考虑设计方案。

在本次讨论的题目中,对《供配电设计》等有关标准不在赘述。

1供电系统设计

1.1负荷等级

大型居民建筑中,消防用排烟风机,应急照明,安保与消防监控中心,消防水泵,均为一级负荷。因此,配电设计应保证达到高压双电源,并能在末端切换的要求。

按照现行的《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》分类,居民用户为三类负荷,但大型居民建筑人员密集,停电后对正常生活产生较大影响,在供电方式的选择上,应该考虑按二级负荷来配置电源,但根据投资和负荷的重要情况,适当降低设计标准,尽量不考虑公网变电站专线供电的方式,应考虑从公网选择双电源供电,保证其安全可靠性。

1.2容量计算

容量根据《低压供电设施制作安装规范》住户基本容量配置。计算容量除了考虑其他动力、物业等用电外,还应考虑当地气候条件,对采暖和制冷的集中用电的实际需求,以及干式变压器过载能力的考虑,应考虑增加一定百分比的用电容量余度。

1.3供电一次系统设计

1.3.1运行方式及配电设计

配电室电气一次设计中,应按两个独立电源进线设计,采用单母分段,两台变压器设计,设母联开关及母线pt装置,装设备自投装置,可自投自复。

与居民建筑非独立异地建设的地下配电室或楼层配电室,应采用干式变压器设计,配电室门窗防火等级按Ⅱ级设计。

1.3.2保安电源设计

保安电源与公网电源之间有电气和机械联锁设计,不得并网运行,能满足消防及应急照明一级负荷的末端切换,并保证在非事故情况下,给部分重要负荷供电的可能,如底层大型商场电梯,照明或导向指示照明系统等。

根据其负荷分类,可参照二类负荷标准,但因属于居民建筑,考虑维护运营成本,不必设计大型的UpS电源或者成套的直流屏柜设计,也不必设计自备发电机设计,但可以考虑对消防系统的楼外泵房等负荷,除了本供电系统的双电源外,在条件允许情况下还可以增加外部公网低压电源作为另外一路备用电源设计,提高一级负荷的供电可靠性。

1.4供电二次系统设计

根据电气一次设计,保护装置应按终端配电室设计,进线柜设微机线路保护装置,受电柜设变压器保护装置,母联保护装置,独立配电室的油变,应含非电气量温度瓦斯保护功能,备自投等功能。

双电源之间,应设计可靠的电气闭锁装置。低压装置中应设电容自动投切装置。

2低压配电系统设计

在土建设计中,应有配电通道设计,每层设配电间,配电间最小门宽不低于0.8米,门高不低于2.1米,配电间面积不小于2.5平方米,与热、水、通信等管道不在同一通道通过,配电间应有移动通讯信号。

低压配电系统应按tn-S系统设计;低压总断路器不应采用欠压脱扣装置。不同楼宇不同单元的配电,应从配电室低压柜引出的电缆分支箱二次分配电能,楼宇和单元间设电缆观察井,便于维护和检修。

在低层居民建筑中,一般都采用三相四线电缆配电,计量箱内分层分相配电,因户数少,负荷小,配电设计简单,大型高层居民建筑配电方式因同一单元内负荷集中,配电距离长等因素并存。

高层居民建筑内各单元负荷分配,单层间的负荷较为集中,用电容量大的特点,一般考虑不同楼层段分段供电,即在几个楼层间共用一个母线桥,用多个相对独立的封闭式母线桥将整个建筑分为多段,从低压配电室每个馈路电缆向不同的封闭式母线桥进行供电,每层再通过电缆向计量箱引入三相电源及零线和pe线。

零线和pe线采用与多段母线桥贯通的整根铜排设计,零线和pe线应该按两点接地设计。

3接地与防雷

大型高层居民建筑,属于人口密集建筑,高压电缆t接点及进线柜均设避雷器,高低压进户线绝缘子铁脚、母线桥外壳均应可靠接地。因贯通的pe线距离较长,等电位联接要以总等电位联接为主,辅助等电位联接和局部等电位联接为辅的方式。

高层建筑的楼顶设计有避雷针和避雷带,雷击以后接地线引出电流向大地泄流,同时在接地线上会留有泄流残压,将对供配电系统的接地、零线甚至相线形成反击电压,目前在居民建筑中没有设计室内低压避雷器和浪涌保护等避雷措施,造成电气设备损坏。这是低层建筑和大型高层居民建筑设计中不同的地方,应引起民用建筑设计人员的足够重视。

与混砖结构的低层居民建筑不同,高层建筑防雷接地和电气接地必须做到两者分离,两个接地装置接地点距离3米以上,接地电阻单独校验计算,在设计过程中应加以区别。

4用电计量设计

应根据供电部门要求集中装表,分别安装负荷控制终端,集中器,通讯采用GpRS无线移动通讯系统。高层建筑混凝土建筑结构对通讯信号有屏蔽作用,配电室应设计引入GpRS无线移动通讯信号。

参考文献:

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[2]陈家斌.接地技术与接地装置[m].中国电力出版社,2003.

作者简介:

装配式建筑的设计要点篇10

【关键词】超高层建筑;电气系统设计;安装调试

近些年来,随着经济的快速发展,建筑行业也获得了前所未有的发展机遇。与此同时,随着工业、居民等用地的紧张,超高层建筑正越来越成为建筑行业的重要选择类型。所谓超高层建筑是指建筑物高度达到100米以上。超高层建筑因其建筑面积大,人员密集,楼层多,运行机电设备较复杂,用电负荷大等特点而致使其对电气系统的设计和安装有着严格的要求。与此同时,智能电气的快速发展也给电气系统的设计与安装带来了不小的麻烦。本文以实际的建筑为例,论述了超高层建筑电气系统设计与安装的要点,强调了环保和节能在建筑电气系统的设计和安装中的重要性。该建筑物为河南省郑州市郑东新区地标性建筑,建筑总建筑面积30万平方米,高度280米,总共60层。主要为甲级办公楼和知名五星及酒店。其地下共有四层,主要是停车库、设备机房、物业用房、商铺、安保监控机房、消防控制中心;第1层到第37层是对外销售或租赁的甲级办公写字楼;第38层到第59层是五星级酒店,有客房420间,第60层是观光层。

1、超高层建筑电气设计的主要内容

超高层建筑电气设计的主要内容是包括负荷的计算、供电电源及电压的选择、高低压配电系统的设计、主要设备的选型等四个方面。

1.1负荷的计算

负荷计算是超高层建筑设计的前提,因此在实际的设计中要准确计算楼房的电力负荷数值。负荷计算数值的准确与否直接影响着后期电气设备的选择和设备的经济与否。根据我国建筑行业通行的超高层建筑负荷分级表和该楼房的实际情况,我们可以发现该楼房的负荷主要是以一级和二级为主。一般来说,关于电气负荷的计算主要是基于负荷密度法和需要系数法,有效将两种方法结合可以为得出科学客观的数据做出重大的贡献,从而为高层建筑电气的设计打下牢靠的基础。

1.2供电电源及电压的选

由于超高层建筑供电的复杂性和特殊性,因此超高层建筑必须得设立两个以上的独立电源来确保供电不会出现任何问题。在独立电源数量的选择上,这主要是由建筑物所在地区的电网条件和建筑物本身负荷大小决定的。一般而言,两个相互独立的电源是需要同时进行供电来达到减少一个电源供电压力的目的,但是两个电源之间又是相互协助,相互备用的。此外,为了防止意外出现造成的巨大损失,超高层建筑还必须设计安装备用的柴油发电机组,确保出现紧急情况的时候可以在最短的时间内恢复供电,一般是15s为限。在电压的选择上,目前,国内的超高层建筑都选择10kV的标准电压作为供电电压。

1.3高低压配电系统的设计

1.3.1高压配电系统

由于超高层建筑采用都是两个电源独立的供电,这也意味着高压配电系统需要采用单母线分段而达到自动切换和互为备用的目的。由于母线是分段的,且其分段的数目要与电源进线回路数相适应。由此可知,当供电电源有一个备用的时候,母线就没有分段的必要性了,因此,电源采用电缆进线即可。

1.3.2配电方式的放射式和混合式相结合

高压系统和低压干线所采取的都是以放射式为主的配电系统,而楼层的配电则采取混合式的系统。超高层建筑由于其建筑物的高度非常高,因此使得水平干线的走线非常困难,这也致使超高层电路都会选择竖井母干线与全塑电缆相结合的方式进行走线。一般来说,每一层楼的竖井中都会设置一个配电间,并且在建筑物的地下、中间和最顶层都会分散的设置变压器以适应,楼房的负荷。

1.3.3功率因素

一般功率因素的补偿范围在0.9至0.95之间,集中补偿的方式则适合于无功补偿。一般使用移相电容器与配电屏相结合而至于置于变压器的低压侧以确保变压器容量的降低。

1.4主要设备的选型

1.4.1高压开关柜

在本次工程中使用的是有aBB公司生产的UniGearZS1铠装式金属封闭开关柜,其出色的性能为本工程助力不少。其结构图如图1所示。

1.4.2双电源转换开关

本工程使用的是Ge公司生产的ZtG系列自动转换开关。额定电流可达3200安培,满足常规容量需求。采用mX150控制,配备大屏幕液晶面板,所有参数现场可调,引入Ge独特可控硅整流方式,使线圈的激磁控制更加精准。其结构示意图如图2所示。

1.4.3应急备用发电机组

近些年来,燃汽轮发电机作为应备电源开始获得了应用,但目前大多的超高层建筑仍然使用柴油发电机组。本工程使用了由康明斯公司生产的QSK60系列柴油机组。

1.4.4微机保护装置

本工程微机保护装置使用了由许继电气股份有限公司生产wCB-822a微机厂用变保护测控装置和wDH-820a系列微机电动机保护测控装置。该装置主要适用于3~10kV电压等级小接地电流系统或小电阻接地系统中的厂用变、所用变或接地变的保护及测控。

2、超高层建筑电气设计中应该注意的问题

2.1供电可靠性问题

众所周知的是超高层建筑因其照明设备、空调设备、电梯设备、给排水设备等设备数量庞大,使用电量巨大,由此在进行电气设计的时候要充分考虑供电的可靠性。

2.2照明问题

照明问题主要是应急照明的问题,当超高层建筑一旦发生火灾或其他故障时候,容易造成较大的损失。因此,应急照明要安装在合理的地方,一般应该安装在疏散楼梯、消防电梯前室、消防控制室、自备电源室、变配电室、消防水泵房、防排烟机房的墙面上或者顶棚上。应急照明的指示灯要明显清楚。

2.3电梯问题

在电梯的设计中,首先要确保的是电梯运行中的噪音不会影响用户的正常生活和工作,根据实际的情况,对电梯的载荷做出相应的调整。为了防止特殊情况的出现,因此要确保电梯的供电系统的安全性,一般会设置一套正常供电系统和一套备用发电供电系统。

2.4节能问题

超高层建筑的能耗特别大,在电气设计的时候要做好节能的预算。节电的设计方案主要是以安全适用、经济合理和节能环保为设计理念。因此,在实际的设计中可以使用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等来达到减少电能损耗,节约用电的目的。

3、超高层建筑电气系统安装的要点

3.1高低压变配电室设备安装的重点和难度

高压室应该选择在靠近电源侧,其门则朝向低压室开启,而变压器则需要置于北侧;高低压配电室内要保持通风的良好;低压室的进线柜的母线要尽可能的最短;在配电箱的安装上,箱体在进行安装的时候要用水准仪校水平,让箱体能够与地面平行,而且对于与导管管径不相符的箱体要用借助机械来进行开孔。在高低压变配电室设备的安装中,特别是要注意桥架敷设电缆中经过伸缩缝的时候做好处理。手车柜安装的时候,要确保柜内控缆牢固,以便手车更为方便的近出。在手车柜的动静接头上要确保良好的插件接触和开启灵活的安全隔离板。

3.2垂直供电母线槽的安装的重点和难度

超高层建筑由于其高度在100米以上,探讨其垂直供电的母线安装有着非常重要的作用。在安装的时候,按照出厂编号,将多段母线槽单元与整个干线系统相接,两段母线槽相互之后,及时穿入绝缘螺栓,垫入碗形垫片,用力矩扳手将螺栓拧紧,之后安装上街头盖板即可。特别注意的是,用街头螺栓紧固之后还要用0.01mm的塞尺检查。一般来说,在垂直母线槽的安装中,一般每隔1.5m就会设置一个弹簧支撑以确保张力的释放。在安装完成之后,要对母线槽进行相位和连接系统的实验,以检查接地电阻和绝缘电阻,特别需要注意的是,使用1000V的兆欧表检测冷态绝缘电阻的时候,其每段电阻要高于mΩ。

3.3其它机电设备控制调试方面难点和注意事项

在wCB-822a微机厂用变保护测控装置的调试方面,需要注意的是程序的检查。如果程序的校验码正确,即可认为程序正确,装置的各种功能和逻辑正确。在主菜单下的“版本”菜单下,可查看装置的CRC校验码。而后是开关量输入检查,选择“开入量”菜单,进入开入量状态显示。将装置的开入电源分别接入各开入端子,应显示正确的状态。当断路器在合位或跳位时,Hw和twJ的显示状态应正确。之后模拟量输入检查,在装置的交流电流、电压输入端加入额定值,在主菜单的“状态”中,可查看各模入量。显示值误差分别为:保护电流不超过额定值的±2.5%,电压不超过额定值的±0.5%,测量电流不超过额定值的±0.2%。如果某一路误差过大,选择“调试”“模入设置”菜单下的“系数”项,对该路进行刻度校准。接下来是整组试验,如果上述检查全部正确,装置已基本没有问题。为谨慎起见,可整定装置的定值,然后检查装置的动作情况,确认所使用的保护定值全部正确。wDH-820a系列微机电动机保护测控装置的调试与wCB-822a微机厂用变保护测控装置基本无异。

3.4建筑物的防雷接地的安装重点要求

由于超高层建筑物对防雷有着较高的要求,因此,在进行防雷接地的安装要严格按照厂家的说明进行。此外,提高焊接工人的安全意识和焊接技术,严格按照设计要求来进行焊接,施工单位也要对焊接工人进行相关培训,如怎样更好的对不易进行焊接的地方完美的进行焊接。管理者要加强监管力度,并要求焊接工人根据相关法律规定正确的进行避雷引下线的连接,并严格用圆钢来进行搭接。

4、结语

超高层建筑的电气系统的设计和安装随着智能化的发展也变得越来越加复杂。由于超高层建筑的负荷大,用电设备多而致使其在对超高层建筑电气设计的主要内容上要从负荷的计算、供电电源及电压的逸择、高低压配电系统的设计、主要设备的选型等四个方面来进行考虑。良好的设计是安装的前提,合格出色的安装对超高层建筑的电气系统而言也有着重要的作用。随着社会生态环保意识的加强和国家可持续发展战略的大力实施,不论是在电气的设计还是安装中都需要坚持环保和节能。

参考文献

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