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装配式住宅

2016-12-31  碧野田间...

 

宝业·爱多邦

项目概况

宝业·爱多邦位于上海市青浦区青浦新城东部,总占地面积为27938.2m2,地上建筑面积为55876.4m2,地下建筑面积:26591.99 m2,由八栋16~18层高层住宅和一栋2层商业组成。该项目为100%装配式建筑,其中预制装配率为30%,采用了叠合板式剪力墙结构、整体装配式剪力墙结构及预应力装配式框架结构三种装配式结构体系,整个项目有以下四大创新亮点:

1、创新的结构体系

1.1 装配整体式预应力框架结构体系

装配整体式预应力框架结构体系,在装配整体式框架的基础上加入预应力技术,预制构件包括预制柱、预应力叠合梁、预应力空心预制楼板等。该体系在生产和施工中有明显优势。

1) 有利于实现建筑的大跨度、大空间,内部空间更加灵活;

2) 节能节材;

3) 施工建造质量有保证;

4) 施工过程环境污染小;

5) 节点连接技术成熟;

6) 框架体系适应性强。

1.2 叠合板式剪力墙结构体系

叠合板体系由预制和现浇两部分组成,该体系预制部分在工厂进行标准化生产,运输至施工现场进行吊装,再进行混凝土浇筑结合而成。该体系在生产和施工中有明显优势。

1) 建筑更具安全性与防水性;

2) 构件生产不受模数限制;

3) 施工建造质量有保证;

4) 施工过程注重环境保护;

5) 经济性优势突出;

6) 可塑性强,如叠合夹心保温墙板。

2、集成化技术

为提高集约化生产,提高专业集成部品的使用,本项目着重以下集成技术:

1) 门窗一体化防水叠合墙板;

2) 工业化内装;

3) 被动式建筑;

4) 工业集成化外墙。

3、工艺工法

预制装配式建筑改变了传统现浇结构相关的施工模式,开发适合预制装配式建筑的工艺工法显得尤为重要,本项目有以下创新工艺工法:

1) 预制装配化与现浇工具化相结合的工艺工法;

2) 装配式建筑整体爬升式平台体系施工工法;

3) 装配式结构与干式内装系统工艺工法;

4) 基于大空间可变房型的轻质隔墙施工工法;

5) SP预应力砼空心板吊装施工工法;

6) 后张预应力施工工法;

4、创新项目管理模式

将建筑信息模型(BIM)技术在装配式住宅的设计、生产、运输、施工、运维等全寿命周期建设过程中投入运用,将有助于全面实现项目信息的无障碍交流。在本项目中BIM将实现以下功能:

1) 集成化信息共享平台;

2) 辅助智能化生产;

3) 4D模拟施工进度;

4) 无纸化施工管理;

5) 快速统计工程量;

6) 信息化运维管理。

 

附录:

1. 创新的结构体系

1.1 装配整体式预应力框架体系

装配整体式框架结构是由框架柱、框架梁、楼板和外墙组成,并通过现浇节点保证整体性的预制结构体系。主要的预制构件包括预制框架柱、预制梁(叠合梁)和预制楼板。其中,楼板可采用叠合楼板、SP预应力混凝土空心板、压型钢板组合楼盖等形式,外墙可采用预制混凝土外挂板、幕墙等。

1) 有利于实现建筑的大跨度、大空间,内部空间更加灵活;

框架结构跨度大,平面布局规整,室内空间可灵活布置,在商业建筑、工业厂房、公共建筑中应用广泛。框架结构中采用预应力混凝土技术可以降低梁高,增大建筑净高,更有利于建筑功能的实现。

2) 节能节材;

据统计,全球建筑能源消耗已超过工业和交通方面,占到总能源消耗的41%。我国每年新增建筑面积超过20亿平方米,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。节约能源和资源是执行可持续发展战略方针的重要内涵。

预制装配式建筑将大部分现场施工的工作转移至工厂,通过机械代替人工、自动化生产代替手工作业、高素质产业工人代替农民工,通过BIM平台获取详细的物料清单,将现场和工厂的材料浪费降到最低,实现节能节材的目的。

3) 施工建造质量有保证;

预制构件均由工厂完成生产,在现场装配式施工仅需吊装安装调整就位即可,这些工作均由塔吊机械、工具来完成,从而保证工程质量和施工进度能够按计划达到既定目标。预制柱主筋通过套筒灌浆连接,施工遵循标准流程,符合JGJ355要求,施工过程全程记录,施工质量有保证。与传统施工过程相比较,由于减少了大部分的钢筋、混凝土作业,因而大大减少了机械器具的使用,同时比传统工程在施工中依靠工人的熟练程度和手艺好坏做出的项目质量更稳定可靠。

4) 施工过程环境污染小;

预制构件在经过深化设计拆分后在工厂生产,钢模的加工精度和组装精度在1.5mm以内,构件加工精度可控制在3mm内。构件在工厂内加工,在节水,节能,节时,节材,节地和环保方面比传统的现浇方式有明显的优势。

预制构件在工厂加工完成后再运往工地安装,现场支撑架、模板作业、钢筋作业和湿作业都大大减小,避免了噪音和扬尘污染。由于现场施工人员数量减少,交叉作业相应减少,现场整洁有序,安全隐患和质量问题也大幅下降。

5) 节点连接技术成熟;

装配整体式框架结构中采用了预制柱、叠合梁等预制构件,各预制构件通过节点现浇的方式连接,保证了结构的整体性。预制柱主筋通过套筒灌浆技术连接,该技术连接性能稳定,有行业规范支持,并且在国内外有大量的工程应用实例。叠合梁的上层筋和楼板面筋现场绑扎,一同浇筑混凝土,保证了连接的整体性和稳定性。

6) 框架体系适应性强。

框架结构中,框架柱、梁、楼板形成结构体(Skeleton),墙体、管线设备、内装修等形成填充体(Infill),结构体与填充体分离的CSI体系,实现建筑结构长寿化。内墙作为填充体的一部分,可以根据用户的需求做出调整,实现户型的可变性,不会影响结构安全和建筑寿命。

框架结构对建筑外墙具有很好的适应性,可搭配混凝土外挂墙版、三明治外墙、帷幕墙或是宝业·大和的工业集成化外墙等,建筑立面多样化,容易满足建筑设计要求。结合外围护结构、超级节能窗、建筑结构无热桥、良好的密封、换气系统等方式达到节能环保要求,可以用非常小的能耗将室内调节到合适的温度,实现被动式房屋设计理念。

1.2 创新叠合板结构体系

叠合板体系由预制和现浇两部分组成,又名半预制体系,结合了预制和现浇混凝土结构各自的优点。其中,预制部分多为薄板,在预制构件加工厂完成,施工时吊装就位,现浇部分在预制板面上完成,预制薄板既作为永久模板而无需模板,又作为墙板、楼板的一部分承担使用荷载。

无论和传统的现浇技术或是和其他预制体系比较,叠合板体系具有其独特的优点:

1) 建筑更具安全性与防水性

预制叠合板体系的建筑构件连接节点均采用符合国家规范的整浇节点。再加上叠合墙与叠合楼板需要二次浇注,所以更接近传统现浇技术,发挥等效现浇的作用。

按规范要求,预制叠合板面做4mm毛糙面处理,能更好的与现浇层结合,从而协同受力。同时利用桁架钢筋的整体协同性将预制层与现浇层紧密联系在一起共同承载受力,结构安全性几乎与现浇结构相同。

因叠合板技术体系的独有特性,二次浇注的混凝土将预制墙板的底部预留水平缝和垂直拼缝以及楼板的拼缝连接成一个整体,利用混凝土自身的防水性保证接缝处的防水性能。

同时使用BRS嵌缝砂浆填补缝槽,以加强防水渗漏和抗裂性能,降低外墙渗漏率,尤其可以缩短地下室的工期,节省降水和防水等的相关措施费用。

 

2) 构件生产不受模数限制

叠合板经过深化设计拆分后在工厂生产,由数控机械手完成绘图和支模,能够精确到以毫米级单位调整尺寸,所以不存在模数限制,预制构件的模具摊销成本非常低。

 

3) 施工建造质量有保证

叠合楼板均由工厂完成生产,在现场装配式施工仅需吊装安装调整就位即可,这些工作均由塔吊机械、工具来完成,从而保证工程质量和施工进度能够按计划达到既定目标。与传统施工过程相比较,由于减少了大部分的钢筋、混凝土作业,因而大大减少了机械器具的使用,同时比传统工程在施工中依靠工人的熟练程度和手艺好坏做出的项目质量更稳定可靠。

 

4) 施工过程注重环境保护

叠合板在经过深化设计拆分后在工厂生产,由数控机械手完成绘图和支模,能够精确到以毫米级单位调整尺寸,所以不存在模数限制,预制构件的模具摊销成本就非常低。并且,在节水,节能,节时,节材,节地和环保方面比传统的现浇方式有明显的优势。

叠合板在工厂组装加工完成后再运往工地,现场非常整洁有序。同时工地现场减少了大量的湿作业,避免了扬尘污染城市空气。由于现场施工人员数量减少,交叉作业相应减少,所以安全隐患也大幅下降。

 

5) 经济性优势突出

叠合板堆放方式较自由并且单位重量较轻,所以单程运输量大,构件单位运输成本较低。根据设计图纸精确埋入水电预埋件(套管、线盒等),或是根据客户的要求在工厂预埋门窗等其他预埋件,现场只需要做少量的接头处理即可。

在叠合板设计图纸完成以后即可安排工厂组织生产,因此不受天气、场地等外界因素影响,做到与现场准备、地基开挖同时进行,采取机械化吊装与专用的支撑体系相配合,配备专业的安装队伍,能够做到安装的快速、精准、一步到位。

叠合墙双面预制板可以替代现场大部分的木模板,现场只需要在节点处做少量的装配式模板组装。施工现场非常整洁有序,湿作业少,地面绿化作业可以提前与主体结构同时施工,使交付周期缩短30%。

 

6) 可塑性强,如叠合夹心保温墙板

为响应沪建管联〔2014〕901 号文对夹心保温外墙的要求,将保温层与叠合墙板进行有机结合,通过不锈钢桁架筋将其连接成一体的叠合夹心保温墙板。最外层混凝土墙板充当保温板保护层,保证其耐久性;中间空心层后浇混凝土,与内层预制混凝土墙板形成整体剪力墙。叠合夹心保温墙板有效地让内置的保温层与建筑主体共同作用,达到节能减排,绿色环保的目的。

 

2、集成化技术

2.1 门窗一体化防水叠合墙板

门窗一体化防水叠合墙板采用工厂流水化生产,产品质量得到保证;现场安装效率高,提升行业技术水平;利于提高装配式住宅的工业化程度,缩短工期;节省材料用量,利于环境;降低住宅建造过程中的模板使用、人工及后期的维护成本。

2.2 装修一体化

装修一体化是未来装修的先进模式,是装修行业模式的又一完美升级。通过整体设计,施工,售中跟踪,工程监理监督,交叉作业协调,售后服务等过程,使整个装修过程变得科学合理。一站式的服务,让装修变得省心、省时、省力更省钱,工厂化生产和机械化施工,使装修现场更环保和清爽。

同层排水系统的管道不穿过楼板,防止噪声对楼下住户的干扰;解决卫生死角,采用挂式洁具,方便清扫,彻底解决卫生间死角;个性化设计,不受坑距限制,避免上下卫生间须对齐的尴尬,卫生间布局自由;防渗漏,与建筑同寿命,性能优异的管道管材,且管材不受混凝土挤压,有效避免渗漏发生。

整体式卫浴系统采用定制化生产,工业化程度高;拼缝少,全圆弧边角,布局合理,易清洗;施工效率高,两个工人一天即可安装一间卫生间;节能环保,不污染环境、不产生建筑垃圾,保温隔热性能优良;隔声降噪,整个卫浴间与主体分开,大大降低卫浴间噪声对周围环境影响。

集成装配化吊顶系统又称整体吊顶、整体天花顶,就是将吊顶模块与电器模块,均制作成标准规格的可组合式模块,安装时集成在一起,能真正达到快速安装且方便。

装配式隔墙系统是采用装配式的施工工艺,具有施工效率高、现场湿作业量大大减少,具有节能环保,可重复使用的特点。

2.3 被动式建筑

被动式建筑,又称被动式节能屋,是指在不主动消耗能量的基础上,通过被动收集能量为房屋居住者提供一个舒适健康的活动环境,实现“零能耗”的房屋。

高效保温系统采用保温棉、PU板为保温材料,内外分别采用A级水泥纤维板和ALC板,即保证了防火要求,又提高了建筑保温隔热效果。

超级节能窗采用超级保温复合框体,玻璃采用三玻两腔结构(双LOW-E、双暖边、充氩气),使其具有超强的保温性能。

被动式建筑外围护系统的相关接缝都做了可靠处理,避免产生冷热气体对流,造成能力损失。

热回收新风机组的核心器件是全热交换器,可对室内排出的能量进行回收。夏季回收排出空气中的冷量,再把室外的热空气预冷后送入室内;冬季回收排出空气的热量,再把室外的热空气预热后送入室内,从而减少能量的损失,降低了空调制冷制热空气的能耗。

2.4 工业集成化外墙

售楼处采用宝业大和集成化墙板,具有耐候性好、表面自洁、防水性好等优点。外墙表面的微粒子防护层具有比沾附物更强的亲水性,沾附物与外墙表面之间始终隔一层亲水分子薄膜,导致附着在外墙上的污渍只要遇到雨水,即会被雨水冲走,达到外墙自洁的功能。并且在高耐候性的外墙树脂中添加紫外线吸收剂和光安定剂,使美观效果能够长久保持,从而减少喷涂等维修费用,具有良好的经济性。

保证外墙板的耐候性前提下,在外墙板连接拼缝处使用改良性密封硅酮胶,维持柔软弹性的同时,能更有效防治水渗入。硅酮胶柔软的特性,使墙板在不可抗力作用下变位时,也能跟随墙板延展变形,根据对硅酮胶进行的疲劳试验和伸缩性试验,确保其耐久性。

硅酮胶疲劳和伸缩性试验

3、工艺工法

1) 预制装配式施工与现浇工具化系统(铝合金模板系统或手持钢框木模系统)的整体结合

 

铝合金模板体系由模板系统、附件系统、支撑系统、紧固系统组成。具有重量轻,板面拼缝少,施工方便, 周转次数高,正常使用可达到 300 次,应用范围广,混凝土表面质量平整光滑,可达到饰面或清水混凝土的效果,建筑工期短,承载力大, 回收价值高等优点。

手持钢框木模系统能适用于任何垂直几何形状的结构,胶合板面板替换方便又能重复适用,同时还提供了极佳的混凝土浇筑饰面,面板之间的连接既简单又可调节,尽可能减少面板之间的补模,通过合理方案设计,可最大限度的提高模板周转率。

2) 整体爬升式平台体系

爬架系统是由爬升机构、动力系统、防坠系统、架体系统、竖向主框架、底部承力桁架、荷载预警系统组成。其上升可满足结构施工需要,结构封顶后下降又可适应装修施工的需要。

技术优势

(1) 高安全性: 较大且完全封闭的工作空间确保安全且不受天气影响得作业;平台整体提升,可防止重新组模过程中存在开放的坠落危险场所;一体化平台、施工塔梯可在工作过程中确保上下通道安全;

(2) 快速施工: 平台可实现全自动式爬升,快速简单;爬升过程中不占用塔吊,有助于加快工期总体进度;

(3) 高效运用: 平台可运输较重的负载,从而节省塔吊工时;模块化系统拼装,可适应于任何施工要求;平台升降、检查维护过程中人工消耗量小;

(4) 高整洁度: 不占用施工场地,整个建筑立面干净整洁。

3) 预制装配式建筑干式内装系统

预制装配式建筑干式内装系统可有效减少现场湿作业,减少粉尘量,提高室内装修整体空气质量、降低噪声污染。

4) 基于大空间可变房型的轻质隔墙施工工法 

 

基于大空间可变房型的轻质隔墙,可根据客户定制化需要进行施工,施工速度快,效率高,人工少,是未来建筑工业化的发展方向之一。

5) SP预应力砼空心板吊装施工工法;

SP预应力混凝土空心板是采用高强混凝土制成的空心楼板,其标准板宽为1.2米,板长可任意切割。具有造价低、跨度大、承载力高、整体性强、抗震级别高、阻燃、隔音、施工速度快、使用方便且范围广等优点,适用于多层钢结构楼层板、商铺、教室、会议室、客厅、车库、冷库、仓储等大跨度建筑。

 

SP预应力砼空心板堆放和安装

6) 后张预应力施工工法;

预应力混凝土结构是指在构件受荷以前预先对混凝土受拉区施加压应力,来抵消或减小受拉区的拉应力,是构件不受或受到较小的拉应力的结构。预应力混凝土可有效地提高构件的刚度和抗裂能力,以实现节约材料、减轻结构自重等效果。

按照施工工艺,预应力混凝土工程可分为先张法预应力和后张法预应力。按照预应力筋与混凝土的粘结方式,可分为有粘结预应力,无粘结预应力和缓粘结预应力。

本工程采用后张有粘结预应力混凝土,主要是从如下角度考虑:

a. 后张法可选用曲线预应力筋,线型选择多样且更加符合力学原理;

b. 先张法需要专用台座和张拉设备,一次性投入大;后张法采用千斤顶现场张拉,施工更灵活;

c. 先张法将预应力钢筋直接浇筑在混凝土中,依靠预应力筋与混凝土粘结力共同工作;而后张无粘结预应力完全靠端头锚具来传递预应力,如果预应力锚头破坏,则预应力失效;后张有粘结预应力的传递由端头锚具和粘结剂双重保障,可靠性高;

后张法预应力的施工顺序如下:a.安装预应力波纹管;b.构件浇筑混凝土;c.穿预应力筋;d.张拉预应力;e.灌浆、锚头处理。

4、创新项目管理模式

将建筑信息模型(BIM)技术在装配式住宅的设计、生产、运输、施工、运维等全寿命周期建设过程中投入运用,将有助于全面实现项目信息的无障碍交流。具体来说,BIM能够实现以下功能:

1) 集成化信息共享平台

BIM协同平台集成项目信息的收集、管理、交换、更新、存储过程和项目业务流程,为建设项目生命周期中的不同阶段、不同参与方提供及时、准确、足够的信息,支持不同项目阶段之间、不同项目参与方之间及不同应用软件之间的信息交流和共享。     

2) 辅助智能化生产

利用BIM实现从设计到生产环节数据包的无缝传递对接,使预制构件实现工业化智能生产。

 

3) 4D模拟施工进度

利用4D仿真模拟技术进行数字化施工,实现对项目进度可控。

 

4) 无纸化施工管理

施工现场进行图纸计算机辅助日常维护,运用电子图纸,实现无纸化管理。

5) 快速统计工程量

借助BIM模型,能够快速、准确完成项目工程量信息的统计,大大提高财务和采购部门工作效率,同时,即时、准确的成本变化评估,也为决策层调整制定战略决策提供强有力依据。

6) 信息化运维管理

将运维阶段所需信息(如:维护计划、检验报告、工作清单、设备参数、故障时间等)录入BIM模型,使BIM模型和实际交付建筑物信息一致,为实现物业科学高效管理提供强大助力。

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