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關鍵詞:被動房;裝配式鋼結構;無比鋼;節能建筑
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章號:1671-2064(2017)08-0100-02
1 引言
隨著經濟的發展和社會的進步,節能環保成為了各行各業都繞不過的話題,而建筑物的環境消耗就十分巨大,其排放的溫室氣體占全球總排放量的33%,帶來了空氣污染、全球氣候變暖等一系列世界性的環境問題。我國目前正大力推進節能減排工作,建筑節能逐漸向縱深發展,被動房裝配式鋼結構也就應運而生。
被動式房屋的概念最早源于德國,之所以叫被動房,是因為該類建筑僅利用太陽能、建筑內部得熱、建筑余熱回收等被動技術,而不使用主動采暖設備,卻能實現建筑全年達到規范要求的室內舒適溫度范圍和新風要求,十分符合節能減排的時代要求[1]。節能建筑在歐美國家已經有了近30年的發展歷史,但被動房的試點工作在國內才開展了6年,而且這方面研究還處于起步階段,體系的選擇、結構和構造的設計等都缺乏創新和提升,在這樣的背景下,本文擬采用一種新型的無比鋼結構體系來實現被動式房屋的概念。
2 無比鋼結構在裝配式鋼結構中的應用可行性分析
無比輕鋼龍骨體系簡稱無比鋼,該體系源于加拿大的一項專利技術,是一種特殊的冷彎薄壁型鋼結構體系,具有輕質高強、抗震性好、施工周期短、工業化程度高、節能環保等許多優點[2]。
裝配式鋼結構是指預先在工廠內依照標準的規格將鋼材制作成建筑單元或部件,之后運至施工現場進行裝配,最終組成完整建筑的結構。與傳統的結構形式相比,裝配式鋼結構具有空間設計靈活、集成化程度高、自重輕、承載力高、建造周期短、產品質量高、可回收再利用等許多優點[3]。
將無比鋼結構體系應用于裝配式鋼結構,具有其必要性和可行性。首先,無比鋼結構體系中,最基本的單元是由冷彎高頻焊接的輕型薄壁方形鋼管和V型連接件通過自攻螺絲連接而成的小型橋架,由于結構斷面尺寸小,相比于普通的鋼結構,無比鋼結構體系具有更輕的質量,不僅便于構件預置,更減輕了運輸壓力。其次,方形截面與三角形桁架的連接方式共同作用,使得整個結構具有更均勻的受力體系和更完整的傳力體系,進而具有更強的抗扭性能、抗多向荷載能力和抗水平荷載能力。此外,無比鋼結構體系的墻體是由小型橋架、蒙皮、抗拉鋼帶等共同組成的,這樣的裝配形式讓建筑物墻體更薄的同時也方便了墻體內部管線的布設,更重要的是,蒙皮效應提升了整個結構的剛度,大量的荷載能量都可以通過變形的形式進行消耗和吸收,這也就大大提升了結構的承載能力和抗震性能。所以不論從施工角度還是結構性能的角度來說,裝配式鋼結構都宜采用無比鋼結構系統。
同時,無比鋼結構在裝配式鋼結構中的應用是可行的。第一,無比鋼輕質高強的特點使得建筑消耗更少的鋼材,節約了成本;第二,無比鋼結構體系施工過程基本為干法施工,故而施工過程中產生的廢棄物極少,而且理論上鋼材可以完全回收,實現了資源的循環利用,符合建筑環保的要求;第三,無比鋼結構體系也具有很好的保溫隔熱性能,符合節能減排的時代要求。所以無論是從經濟角度還是從環保角度,無比鋼結構的采用都十分可行。
3 裝配式鋼結構中的無比鋼結構體系設計
3.1 結構劃分與裝配
裝配式結構要求主要構件在工廠按照規范標準預制完成,運至現場后再進行結構拼裝、節點連接等工作,這就需要預先對結構整體進行劃分,以便于工廠的分塊預制和現場的裝配施工,同時也可以將現場條件下難于完成的部分在室內完成,節約了施工的時間成本也降低了現場的施工難度。
無比鋼結構屬于冷彎薄壁輕鋼結構體系的一種,主要的承重結構是冷軋熱鍍鋅薄壁型鋼,在工廠中可以直接完成冷彎薄壁型方鋼管構件和V型連接件的生產,在現場通過自鉆自攻螺釘就可以快速裝配成小型橋架。
建筑物結構部分可以分為結構體系和護體系,無比鋼結構的結構體系主要由桁架梁、桁架方柱和樓板組成,其中桁架梁直接采用現場裝配成的小型橋架,桁架方柱則由兩片小型橋架經V型連接件拼裝而成,樓板則常選用蒸汽加壓混凝土板(ALC板)。無比鋼結構的護體系主要是指由一定數量的桁架片柱、方柱、抗拉鋼帶、蒙皮和C型導軌等組成的墻體。蒙皮通過自攻螺絲與柱構件小型橋架中的方鋼管相連,其材料可采用鋼絲網架聚苯乙烯夾芯板(GJ板)或定向刨花板(OSB板),其中GJ板具有隔熱性能好、經濟性高的優點,更適用于被動房建設。C型導軌在工廠內預制完成,現場施工時通過自攻螺釘將導軌翼緣與片柱相連接,起到定位和固定的作用。如果墻體水平承載力不夠,還需加設100mm寬、1mm厚的抗拉鋼帶,也同樣采用自攻螺釘的連接方式[4]。
3.2 節點設計
關鍵詞:裝配式結構 預制 疊合 性能研究
中圖分類號:TU375 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)03(c)-0134-02
裝配式鋼筋混凝土結構是一種基于建筑的節能減排,住宅產業化推進的要求,以現場裝配為基礎而研發的新型建筑結構體系[1],目前在發達國家中應用廣泛,我國也逐步開展了相關研究。裝配式混凝土結構研究正越來越受到眾多學者的重視與參與,中國建筑科學研究院及各高校都對裝配式混凝土建筑結構展開了研究,一些研究成果也成功應用到房地產項目之中。這種裝配式鋼筋混凝土樓板結構中的組合結構可在工廠加工預制,到施工現場裝配組裝,節省工期,提高生產效率。
1 裝配式樓板結構體系
我國目前主要的裝配式樓板形式主要有:預應力疊合板,預制雙T樓板和PK預應力混凝土疊合板。
預應力疊合板結構是將混凝土的預制方式與現澆方式結合形成的一種形式。它的制作過程是這樣的:首先在預制構件的預應力混凝土結構上澆筑一層混凝土,使之形成一個半裝配式的結構。在制作預應力混凝土疊合板時,可以將預制的預應力混凝土薄板作為模板,在模板上澆筑一層混凝土形成疊合層,經支模、固定、成型、養護后,兩者結合成為預制疊合樓板。這種結構形式在梁板、剪力墻結構中較為常見。
預應力疊合板的優點是穩固性好,抗拉強度和承載能力高,抗震性能好,加快了施工速度,經濟實用。但是這種結構也有明顯的缺點,就是結構需要進行二次澆注。而兩次澆筑的混凝土能不能在同一構件中協調工作并發揮作用決定了這種結構中能否體現它的優越性。
預制雙T樓板作為預制樓板的一種,在引入國內時就被看重。但由于是新式樓板,整個雙T預制樓板體系的設計方法沒有相關的設計手冊,其節點連接方式及細部構造措施相關規程又較少,使得其推廣受到了阻礙。
PK預應力混凝土疊合樓板則是對傳統的混凝土疊合樓板的改良。PK預應力混凝土疊合樓板的底板是倒“T”型的,肋薄板是由預應力混凝土制作而成的底板,預制鋼筋采用的螺旋肋消除應力高強鋼絲。PK預應力混凝土疊合樓板受力階段分為兩個。在施工過程中,只需要在樓板上設置一些支撐,不需另外設置施工模板,減少了模板使用量,降低施工成本,提高施工效率。
2 預制空心疊合板
預制疊合空心板主要用于預制砼結構的樓、屋面板,在板內按一定規律填入許多小尺寸箱體內模,從而形成蜂窩式孔洞。這種板由下部敞口預制空心板和上部現澆層構成,板內配有鋼筋桁架,縱筋及分布筋。這種樓板跨度大、自重輕,適合大柱網、大開間建筑的樓蓋結構體系。但目前國內外對此結構體系研究較少,受力性能、設計方法還不明確。
3 預制空心疊合板性能研究
為研究空心疊合板的受力性能,國內學者做了大量的研究工作,張仟朋,程文等人[2]對4 m×4 m柱網、板厚90 mm的樓板模型的澆混凝土蜂窩式空心板進行了試驗研究,用配重塊模擬均布荷載進行加載,實驗結果表明:空心雙向板在均布荷載作用下的受力階段可分為未裂階段、裂縫階段和破壞階段。板的受力和變形性能與普通實心板極為相似,最后的破壞機構也符合普通板的塑性鉸線理論。
程遠兵,程文等人[3-4]為了研究周邊支承的現澆混凝土蜂窩式空心雙向板的受力與變形性能,進行了豎向均布荷載作用下4 m×4 m柱網、板厚為90 mm的模型試驗。空心板內模為聚苯乙烯泡沫塊。實驗得出現澆混凝土蜂窩式空心板塑性變形性能較好,承載力較高,厚度薄,變形小,自重輕,適于在中大跨度的多層和高層鋼筋混凝土結構中應用。現澆混凝土蜂窩式空心板的肋很密,現澆混凝土蜂窩式空心板與普通實心板計算理論相似。在未裂階段,可用彈性理論近似計算撓度。
徐有鄰,姜紅等人[5]對雙鋼筋疊合樓板結構進行了性能檢驗,觀測不同因素(疊合結合面,接縫位置和結合筋)對樓板撓度的影響。試驗表明:在撓度指標上,結合面進過處理后撓度增長小,開裂晚;結合筋對撓度影響較小,而接縫位置對撓度影響較大,試驗顯示1/4跨度拼接板撓度指標明顯優于跨中拼接板。實驗也表明這種疊合板結鉤性能良好,其剛度、強度、裂縫寬度均能滿足有關規范標準的要求,可以在實際工程中放心使用。
4 結語
建筑工業化是我國今后發展必然的趨勢,而裝配式結構通過整合材料、結構等各方面技術,在提高構件性能的同時,對建筑工業化、住宅產業化也具有重要意義。預制空心疊合板作為裝配式結構中的一種新型板材,確實具有自重輕等若干方面的優勢,對裝配式結構而言具有重大意義。
參考文獻
[1] 陳建偉,蘇幼坡,陳海彬,等.帶邊框預制裝配式剪力墻關鍵技術研究進展[J].河北聯合大學學報:自然科學版,2013,35(3):96-101.
[2] 張仟朋,程文,黨紀,等.現澆混凝土蜂窩式空心板的試驗研究[J].建筑結構學報,2005,31(8):231-235.
[3] 程遠兵,程文,黨紀.邊支承現澆混凝土蜂窩式空心雙向板試驗[J].東南大學學報:自然科學版,2007,37(2):217-221.
關鍵詞:節能減排;裝配式住宅;營造體系;標準化;模塊化
中圖分類號:TU208
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2014)06-0141-06
1 引言
裝配整體式混凝土結構是由預制混凝土構件或部件通過鋼筋、連接件或施加預應力加以連接并現場澆筑混凝土而形成整體的結構,又簡稱為預制裝配式結構(precast concrete,PC結構),按照此工藝建造的建筑,稱為裝配式建筑,亦可稱為PC建筑。由此體系建造的住宅為裝配式混凝土住宅。裝配式混凝土住宅是住宅生產方式的變革,住宅產業化是住宅建設的發展趨勢,是實現節能減排、發展低碳經濟的必然需求。當今世界,能源緊張、節能減排已是全球共同的話題,住宅建筑的工業化和產業化勢在必行。
裝配式住宅工業化生產,這與國家產業結構改革、節能減排、原材料的循環利用、提升建筑質量等是密切相關的,政府在管理層面上也出臺了一系列政策大力支持。裝配式混凝土住宅已逐步在全國各地進行推廣,各地也初步形成了符合當地特色的裝配式混凝土住宅體系,也有相關的地方規范出臺。但從目前裝配式混凝土住宅的實際情況來看,存在的一個重要的問題是,標準化、模數化沒有充分體現;建筑形式與裝配式、工業化的關系不緊密。產生此問題的根本原因是缺少一個標準的營造體系。
2 營造體系的標準化需求
國內的PC技術有很多種,各地不盡相同。萬科在全國各地推廣的PC也有多種體系,北京萬科的是預制整體式剪力墻技術(豎向套筒連接),深圳萬科是內澆外掛體系,上海萬科是PCF體系,上海城建(集團)采用的是框架體系。體系眾多,裝配式住宅產品的設計標準化、模數化的概念不強,和現澆的住宅產品比沒有實質性的變化。標準化、模數化的缺失,導致裝配式住宅的建造成本大幅度提升。同時也存在為了預制而預制,或者象征性的采用部分的PC技術。達到此目的很容易,造價也不會太高。然而建立一套成熟的技術體系則需要長時間的實踐和堅持,只有不斷改進和優化才能進一步降低成本,將技術的推廣應用推向成熟。
2.1 裝配式建筑的技術策略
基于對裝配式建筑多年研究和實踐,建議可采用如下技術策略。
2.1.1 向制造業學習
我國建筑行業一直走的是粗放型的發展道路,標準化缺失,模數化沒有真正推廣開,建筑部品在推廣和應用模數協調方面貫徹不力,導致住宅產業化長期形不成,開發成本、效率和效益低下。住宅開發及部品生產標準化概念淡薄,模數協調理論早丟到腦后。部品設備無序化生產,技術引進名目混亂。我們一直號召向制造業學習,像造汽車那樣造房子,向機械行業、計算機行業學習,學習什么?首要的就是要學習標準化、模塊化思想,用標準化的理論知識武裝頭腦,結合建筑行業的實際,解決PC技術應用帶來的成本居高不下、難以標準化的問題。同時需要建立標準化的一系列標準文件,占據行業發展的高端地位,引領社會化大協作生產模式的技術發展方向。
2.1.2 熟悉各種不同的技術體系,吸取各種技術體系的長處,尋找技術實施和研發的現實條件
技術體系的成熟不是一天兩天的事情,各種結構技術體系均存在一定的優缺點,沒有完美的技術體系。但可以結合規范的允許范圍,促進成熟可靠技術的實施推廣;并聯合社會各界技術研發力量,搭建尚未成熟的技術的研發平臺,熟悉掌握各種可能出現的技術,在有條件時開展試驗。
2.1.3 以成本為導向研發、設計產品,同時注意技術體系的延展性
宜家的產品設計有一個特色,那就是“先制訂價格,再進行具體設計和生產”,所以出現很多價格低廉、非常具有設計感的家居產品。宜家憑這樣的設計理念讓宜家的產品走進了干家萬戶,在激烈的市場競爭中占得一席之地。
做裝配式住宅也可以根據售價未開始設計,根據不同的受眾群體來設計適合他們的裝配式住宅。但同時還要考慮到裝配式技術的延展性,縱向是自身技術的發展的脈絡要清晰,在質量穩定和成本可控的同時逐步提升預制率,提供更加高質量的產品,橫向是將裝配式住宅技術向其他領域擴展到辦公、商業乃至于各種業態的綜合集群建筑。
2.2 關于標準化、模塊化的研究
2.2.1 標準化
標準定義為“在一定范圍內獲得最佳秩序,對活動或其結果規定共同的和重復使用的規則,導則或特征的文件。該文件經協商一致并經一個公認的機構批準。”標準應該以科學技術和經驗的綜合成果為技術,以促進最佳社會效益為目的。制定標準的對象是重復性事物或概念;制定標準的對象,包含生產、技術、經濟工作和社會活動各個領域,但并不是所有的事物或概念,而是比較穩定的重復性的事物或概念;標準產生的客觀基礎是“科學、技術和實踐經驗的綜合成果”;標準在產生過程中要“經有關方面協商一致”;標準的本質特征是統一;標準“由標準主管機構批準以特定的形式,作為共同遵守的準則和依據”的統一規定。“標準”是一個廣義的概念,有文件標準、實物標準等。
2.2.1.1 標準化的定義
標準化為在一定范圍內獲得最佳秩序,對實際的或潛在的問題制定共同的重復使用的規則活動。上述活動主要是包括制定、及實施標準的過程。標準化的重要意義是改進產品、過程或服務的適用性,防止貿易壁壘,并促進技術合作。標準化的總目的是為了在一定的范圍內獲得最佳秩序并促進最佳的社會效益。除此之外,標準化還有一個或多個特定目的,以適應某種需要或選擇。標準化的方法原理:標準化的基本原理通常是通行的八字原理:“統一、簡化、選優、協調”。
2.2.1.2 標準化設計
標準化設計是指標準件的選用和常用件的設計。標準件設計中提高效率的最簡便的方法是建立標準件庫和常用件庫。經過生產實踐的檢驗具有優良的性能才能確立為標準件,其結構和參數都已經標準化,所以無須對其結構合理性進行檢驗。在標準件庫設計中體現了信息傳遞的單向性,即設計者只能選用不能修改。標準件庫的優點如下:采用統一的描述格式,不同系統開發的標準庫可以進行信息交換,最大限度地減少重復開發標準件庫造成的資源浪費,并提高了系統的可靠性;為設計人員提供盡可能完整的標準件信息,該信息不僅包含尺寸、圖形信息,還包括材料、功能信息等。基于事物特性表的標準件庫體系是開放的,易于擴充。
2.2.2 模塊化
模塊的本意就是“組件、預制件或預制住房單元”等,人們采用標準的尺寸的磚、石和黏結劑,通過不同的組合,可建成形狀、風格各異的建筑物。磚、石的形狀雖然簡單,但是他們的組合是多變的。Module的形容詞modular則表示有節奏的進行測量,含有積木化或組裝式等含義,模塊化(modularization)一詞就兼有積木化的意義。由若干塊“積木”,可以組合成不同形狀和風格的建筑物,雖然他們的元素不多,但它具有快速組合和形式多變的特點,這正是人們所需要的優點。模塊化是在通用化、系列化、組合化等標準化基礎上引入系統工程原理而發展起來的一種標準化的高級形式,表現特征為尺寸模數化、結構典型化、部件通用化、參數系列化,組裝積木化。作為組合化發展的高級階段,模塊化的理論基礎是系統的分解與組合原理。
2.2.2.1 模塊化的涵義
所謂模塊化設計,就是在標準化理論的基礎上運用系統工程的原理,將一復雜的工程產品分解成層次合理的簡化、系列化、標準化單元模塊,并用這些標準化模塊組合成各種不同產品的過程。它是以功能分析為基礎,通過功能、用途不同的各模塊的互聯組合實現基型產品和變型產品,主要包括模塊劃分與模塊組合兩個過程,模塊劃分是功能模塊的結構設計過程,模塊組合則是根據具體的功能要求,選擇合適的模塊組成產品。根據模塊化設計思想,產品的構成層次發生了重大的變化。模塊成了設計制造單元,要設計并建立標準模塊庫、專用模塊庫與相似的零部件庫。生產時,查找標準模塊庫、專用模塊庫,對無法直接利用的模塊可在其基礎上進行變性設計形成新的模塊,重新拼合模塊使之成品化,縮短了設計周期。
2.2.2.2 模塊化設計
模塊化設計的關鍵是模塊化標準化和通用化。它是指結構標準化,尤其是模塊接口標準化和通用化。模塊化設計所依賴的模塊化的組合,即連接或接口。顯然,為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換,模塊化應具有可組合性和互換性兩個特征,而這兩個特征出現在接口上,必須提高其標準化、通用化、規格化的程度。例如,具有相同的功能,不同性質的單元一定要具有相同的安裝基面和相同的安裝尺寸,才能保證模塊化的有效組合。計算機行業中,由于采用了標準通用的總線結構,來自不同國家和地區廠家的模塊均能組成計算機系統并協調工作,使這些廠家可以集中精力、大量生辰某些特定的模塊,并不斷進行精心改良和研究,促使計算機技術達到空前的發展。
2.2.2.3 模塊化與模數協調
關于模塊化與模數協調,模塊化是復雜產品標準化的高級形式,無論是組合式的單元模塊還是結構模塊都貫穿一個基本原則,這就是用型式和型式尺寸數目很少且有經濟合理的統一化單元一模塊,組合成大量具有各種不同性能的各種復雜的非標準綜合體,這一原則成為模塊化原則。為了實現模塊化原則,保證模塊是由模塊組成的產品在尺寸上的協調,必須建立一套模數系統對產品的主尺度、性能參數以及模塊化的外形尺寸進行約束,這就是建筑中的模數協調。
模數協調工作是各行各業生產活動中最基本的技術工作,遵循模數協調原則,全面實現尺寸配合,可保證在住宅建設過程中,在功能、質量和經濟效益方面獲得優化,促使住宅建設從粗放型生產轉化為集約型的社會化協作生產。
2.2.2.4 模數協調技術在裝配式混凝土住宅設計的目的
模數協調技術在裝配式混凝土住宅設計的目的主要表現在以下幾方面:實現住宅建筑的設計者、制造業者、經銷商、建筑業者和業主等人員之間的生產活動互相協調;能從建筑各部位尺寸進行分割,并確定各部件(模塊)的尺寸和邊界條件,是部件(模塊)規格化,又不限制設計自由;優選某種類型的標準化方式,達到使用數量不多的標準化部件(模塊),建造不同類型的住宅建筑;能使建筑部件(模塊)尺寸的數量達到優先化;促進部件(模塊)的互換性,使部件(模塊)的互換與其材料、外形或生產方式無關;采用合理化的方法定位,吊裝和組裝部件(模塊),以簡化施工現場作業。
2.2.3 PC技術體系選定要訣
PC技術體系選定的過程中一定要做到“六化”,即簡化、統一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。具體可表現為以下九點:
1)結構布置盡可能的簡單,構件的規格盡可能的簡化;
2)相同通用構件體系的住宅產品可以實現多種戶型和樓型,但是具有相同的“基因”,實現一種統一外部表現,個性化的表現通過外表面顏色、附加構件如陽臺板、空調板等的設置實現個性化;
3)構件、戶型應該形成事實上的通用化體系,并具有互換的特性,促進產品和部件的標準化;通用構件應具有很靈活的組合性特點;
4)按照建筑模數,形成構件、部品的系列化分布,以適應更加多樣的需求;
5)PC建筑首先拆分為標準模塊,然后是標準構件,形成一定的系統層次關系;某些非標部位形成非標模塊,以適應部分特殊需求;
6)標準化需要形成一定的標準化構件和部品庫,且這是一個開放的系統,易于擴充;
7)拆分構件時應注意構件在整個系統中的作用及其更換性的可能性以及必要性,并保持構件在功能及結構方面有一定的獨立性和完整性,構件問的結合要素便于連接與分離;
8)構件的標準化背后其實就是模板的標準化,目的就是提升鋼模的利用效率,標準的構件可以由可變模板技術實現系列化的構件系統;
9)模塊化數理方面的支撐就是模數協調技術,模數協調技術首先利用基本模數網格控制建筑物的平立剖面,以利于拆分成單元模塊或構件,并利用構件定位技術、公差與配合等技術實現部件安裝接口的模數協調。
3 裝配式混凝土住宅相關體系
根據近年未裝配式混凝土住宅按結構體系體可分為預制框架體系、預制剪力墻體系、預制疊合剪力墻結構體系、內澆外掛體系(各體系綜合比較見表1)。
3.1 預制框架體系
預制框架結構體系(如圖1)的主要特征是將框架結構的構件拆分成梁、柱、樓板等基本預制結構體,單個構件重量較小,有利于預制和運輸。連接處可以選擇在梁柱節點,也可選擇在梁柱節點以外,垂直構件連接一般采用套筒灌漿連接,可以實現高可靠性的連接。節點區或分段連接區現澆,樓板疊合層一般現澆,形成整體的剛度,達到等同現澆、抗震的目的。目前上海地區現行規范規定,裝配整體式混凝土框架結構總高度不應大于50m。
外墻作為結構體的荷載,不作為主要受力構件,根據建筑物的性質,可以選擇預制混凝土墻板或者玻璃幕墻。預制墻板與結構體的連接采用干法或濕法連接,必定有一個方向與結構體鉸接。結構體遇到外部荷載發生形變時,墻板之間可以發生變形,但墻體本身不發生破壞。
預制框架可以結合現澆剪力墻或者預制剪力墻同時使用形成框架剪力墻結構體系。預制框架結構體系在上海、南京、沈陽有部分項目應用。
3.2 預制剪力墻體系
預制剪力墻結構體系將剪力墻結構體系的建筑拆分成剪力墻、樓板等構件,構件類型較少,但單個構件重量較大,剪力墻板豎向采用套筒或者漿錨連接,套筒可靠度高但是造價比較高,漿錨連接理論可行、造價較低,但施工質量保證難度較大;墻板水平向采用預留現澆段連接。預制剪力墻的平面布置與現澆結構區別不大,用于住宅比較容易適合傳統的高層住宅的消費習慣。現行上海地區沒有規范出臺支持本系統。目前在國內預制剪力墻技術北京、沈陽、哈爾濱有部分項目應用(如圖2、圖3)。
3.3 預制疊合剪力墻結構體系
預制疊合剪力墻是為了實現住宅產業化而生產的一種介于全現澆鋼筋混凝土剪力墻和全預制剪力墻之間的一種剪力墻結構構件。預制墻板工法又稱為PCF工法,日本是較早推廣、應用這種剪力墻的國家,技術也相對成熟。目前,預制疊合剪力墻在日本作為框架填充墻或框架結構中的抗震墻使用,真正作為受力構件用于純剪力墻結構的工程實例不多見,同時日本工程界對于結構高度超過60m的建筑中采用預制疊合剪力墻態度謹慎。現行上海地區規范規定預制疊合剪力墻結構只適用于結構總高度不大于60m,層高不大于5.5m,抗震等級為三級以及以下的小高層、高層剪力墻結構住宅外墻。目前在國內預制疊合剪力墻技術上海有部分項目應用。
3.4 其他體系
在國內展開應用的其他體系還有NPC體系、預制疊合墻板體系等,這些體系與前述介紹的三種體系之一無本質區別。內澆外掛體系本質上是將部分外墻板當成荷載,受力結構采用現澆結構的形式,兩者利用現澆連接在一起,本質上不屬于結構受力構件采用PC技術的范疇,不具備技術延展性,屬于為了預制而預制。預制異形柱結構體系也是一種適合于預制構件標準化的結構體系,由于本體系現澆結構的適用范圍(上海地區異性柱框架結構適用的高度為21m,異形柱框架剪力墻結構技術體系適用的高度為40m)不算大,且尚未開展相應預制工法的研究,預計未來可以作為一種比較有特點的預制技術體系加以應用。
4 基于標準營造的技術體系研究
基于裝配式混凝土住宅標準營造可以從標準構配件、標準戶型和標準立面三方面人手形成一套完善的技術標準體系。
4.1 標準構配件
標準構配件有立柱、疊合梁、墻板、疊合板,樓梯,陽臺六種構件(如圖4),每種構件的規格控制在2種以內,可以提高模板的重復利用率,降低模板的攤銷費用,從而降低生產成本。
4.1.1 標準立柱
規格600x600,可采用預制柱或現澆柱。
方柱VS扁柱(見圖5):方柱形狀和受力性能I-IN個方向完全相同,更有利于構件梁、墻體的標準化,提高模板的利用率;扁柱在角部設置帶來了多種非標準構件,處理難度較大。
4.1.2 標準墻板
150厚預制混凝土外墻板或200厚預制夾心保溫墻板,造價要求高時采用單板,造價允許時可采用夾心墻板(見圖6)。
4.1.3 標準樓板
采用疊合樓板,板厚140(60預制+80現澆)(見圖7)。
4.1.4 標準樓梯
采用預制樓梯(見圖8)。
4.1.5 標準陽臺板
采用懸挑疊合陽臺板(見圖9)。
4.2 標準戶型設計
4.2.1 戶型設計原則
裝配式混凝土住宅設計應該充分體現標準化、模數化的設計理念。筆者結合實際情況,對戶型的設計總結出若干原則:
1)裝配式框架一剪力墻體系的預制率的高低可調節性大,且此體系還可以用于辦公、商業、學校等一系列的公共建筑中,市場前景廣闊。因此,新的戶型設計依舊選用裝配式框架一剪力墻體系;
2)針對中小戶型設計,提出將梁柱外凸到室外,以減弱凸梁凸柱對室內的影響;
3)建筑尺寸盡量統一,從而可以較少預制構件的種類和規格。通過構件之間不同的組合來達到各種戶型的使用要求;
4)廚房、衛生間、陽臺等小構件尺寸盡可能一致。
4.2.2 標準戶型設計
在上述原則的指導下,提出了如圖10所示的標準戶型設計。
此戶型構件的種類少,大部分的構建是以6.6m和3.3m為基本尺寸。平面規則,基本沒有凹凸,體形系數小,對節能有利。柱網規則,縱橫兩個方向均能對齊,對結構受力有利。沒有凹口,對房間采光有利。梁柱外凸,減少了結構構件對平面的影響。此戶型設計成一房、二房、三房,三種不同戶型的組合形式,可滿足中小戶型的住房基本功能需求。戶型單元之間可分可合(如圖11)。
此戶型的建筑構(部)件可拆分為:交通核剪力墻部分、樓梯、框架柱、框架梁、護墻體、陽臺、樓板、空調板等(如圖12)。剪力墻為現澆構件、樓板和陽臺為疊合構件、其它的均可做成預制構件(如圖13)。可根據工程實際情況,自主選擇預制構件。
4.2.3 戶型的可延展性設計
僅一種戶型是不可能滿足市場的需求。在上述對裝配式建筑的認識、實踐和設計原則的指導下,提出了一系列的戶型設計方案。同樣的建筑構件,通過不同的組合,再配以不同的現澆的交通核,未滿足不同住宅需求,實現簡化、統一化、通用化、組合化、系列化、模塊化設計,衍生出三種系列的戶型平面。
4.2.3 1A系列
由三戶組成一個單元,開間模數3300,進深模數4500。通過現澆交通核的不同,來滿足11-24層的戶型要求(如圖14、15)。
4.2.3.2 B系列
由四戶組成一個單元,開口按摩模數3300,進深模數3300和3600。通過現澆交通核的不同,未滿足11-24層的戶型要求(如圖16、17)。
4.2.3 3C系列
由四戶組成一個單元,開間模數3300,進深模數由三種。通過內天井來實現中間戶型廚衛等房間的通風和采光。此設計建筑進深大,有利于節約用地(如圖18、19)。
4.2.3.4 通廊式戶型(如圖20)
上述系列的房型都體現了標準化、模數化、系列化的概念。戶型平面規整,有利于建筑節能。但建筑的進深不大,對節約土地不利。如果能逐步采用暗衛生間,對裝配式建筑的戶型設計是非常有利的。既可以減少凹凸和內天井,又能加大建筑進深。小面寬、大進深的建筑可以節約土地。
4.3 標準立面設計
裝配式建筑的立面設計同樣應體現標準化、模數化的理念。在二進制的計算機領域里“0”和“1”創造了數字世界,簡單卻擁有無限可能。在做立面設計時可以借鑒這個概念。“0”可以看做裝配整體式混凝土結構,“1”可以看做標準化、模數化的通用部件。兩者相結合,并以不同的排列和組合未達到立面設計的變化與同一性。
上述建筑戶型的立面上已經存在有四種元素――柱、梁、板、陽臺(欄桿)。此四種元素是建筑的基本構件。現代住宅建筑中通常會在空調板外加百葉,來隱蔽空調室外機。因此,立面上總共有柱、梁、板、陽臺(欄桿)、百葉共五種元素。通過五種元素的不同組合方式、柱和墻面的顏色和材質的變化,來到達立面設計的標準化、模數化、多樣化(如圖21)。
5 標準營造體系控制造價的基本心思路
裝配式混凝土住宅控制造價的總體思路是:大力推廣標準化工作,促進預制構件的社會化大生產和加強施工操作人員的培訓,降低預制構件的造價和安裝價格;部分簡易構件,比如疊合樓板推行工地現場就地預制,減少運輸費用。而在采用較低PC率的時候,比如立柱不采用預制,內隔墻全部采用傳統砌塊等靈活措施。
下面參照已有項目,根據標準營造體系進行不同PC率的造價分析(見表2―5,表內數據基于筆者部分工程實踐,按照上海市相關技術規程和定額計算標準)。
北京豐臺橋南王莊子居住項目(澤信悅府)是全國首批按照新國標《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014申報的綠色三星級設計標識和運行標識住宅項目,也是北京市第一個申報百年住宅評價的住宅項目。通過戶內外環境品質優良化設計、長效使用化設計、住宅產業化導向的技術集成、綠色低碳設計、風貌與意境營造等方面的闡述,探討了以適宜技術的集成運用實現住宅品質提升的設計方法。
0引言
當代住區與住宅的建設和使用,關乎廣大居住者的家庭生活品質、環境資源消耗、相關產業發展以及城市風貌的形成。因此,當代集合住宅的規劃設計應主要關注以下五方面的價值實現。
1)住區及套內環境品質應適應人們使用要求的提升。
2)住宅建筑應能夠長效化使用,并在建筑的全壽命期內具備適應住戶使用需求變化的性能。
3)住宅建筑的開發、建設及使用環節應促進和引領相關行業的產業發展。
4)住宅建筑開發、建設及使用中的綠色低碳化。
5)住宅建筑的形態應符合城市整體風貌要求,井有利于文化創新與傳承。
這些性能價值要求與我國“百年住宅”技術體系中“建筑產業化、建筑長壽化、品質優良化、綠色低碳化”的理念相符。因此,以上述五方面價值實現為目標,引導適宜技水在當代集合住宅中的集成應用,可以使住宅具備堪用、耐久、綠色的“百年”品質。本文以北京豐臺橋南王莊子居住項目(澤信悅府)為例,探討基于上述設計理念下技水集成住宅的設計方法。
1項目概況
北京豐臺橋南王莊子居住項目(澤信悅府)位于豐臺區看丹路,東距西四環主路約250m,周邊多為普通住宅區,區位地段并無特殊之處(見圖1)。用地面積3.4公頃,容積率要求1.85,形狀也較為規整,限高45m,規模體量也屬普通項目。因此,本項目的特征優勢只能來自于高品質的住宅本身。
總體布局規劃有7棟住宅樓,1500m2的配套商業用房。6棟10~11層住宅樓為普通商品房,環繞著中心綠地,呈南北兩行格局排布;15層的公租房住宅樓及居住公共服務設施布置在地塊北側;2層高、約1500m2配套商業用房臨北側、東側城市道路,便于商業經營活動展開。整個小區建筑群體整齊有序,自然采光和通風良好,交通便捷,環境舒適(見圖2,3)。
商品住宅樓均為板式住宅樓,一梯兩戶,套型南北通透,通風性、采光性俱佳;建筑層高為2.95和3.05m,有效提高了住宅樓的品質;建筑形體方正規整,有利于建筑節能。
結合項目規劃布局,景觀設計以“十字形軸線”的景觀構架構成,用十字形景觀軸串聯起四組主要的院落空間,每組院落各具特色的種植主題,造就了相似空間中形態各異的園林景觀。
本項目采用土建裝修一體化設計以及工業化內裝技術,同時集成了多項成熟技術,通過適用的新技術、新部品、新工藝提高了住宅的健康要素。
本項目是全國首批按照新國標《綠色建筑評價標準》GB/T 50378-2014申報的綠色三星級設計標識和運行標識住宅項目,也是北京市第一個申報百年住宅評價的住宅項目。
2設計特點—追求“百年品質”的技術集成
這里的所謂“百年”,是指住宅的品質優良,能夠提供健康舒適的環境;值得并且滿足居住者在住宅結構改良后往往可達百年壽命期的長效化使用。在追求“百年品質”實現的設計過程中,以住宅的全壽命周期適用為目標,在規劃、設計環節集中考慮建造、使用、維護和拆除再利用全過程。通過提高結構的跨度和耐久性,賦予空間可變性和設備的可維護性;實現居住功能舒適、建筑節能、材料可循環、環境健康潔凈,建造集成和配套完善,力圖奉獻一座可持續使用百年以上的優質住宅。
2.1以戶內外環境品質優良化為導向的技術集成
戶內外環境包括住區環境、住宅單體及套內環境,其品質直接影響著人們的起居使用,是住宅承載、塑造生活效用的本質體現。在從住區到戶內的各層次環境中,可從生理一心理關懷、聲光熱等物理性能優化,以及通用適老等方面進行品質優化提升。
2.1.1住區環境品質提升
本項目設計采用南北向的行列式線性布局,6棟住宅樓(普通商品房)行列間因日照間距的要求錯動排布,自然形成三組相互關聯、層)欠豐富的院落空間,活躍了小區的空間形態。小區核心空間東西通透,無視線遮擋,環繞核心空間的中心綠地布置商品房,打造優良品質房型。5號公租房住宅樓及居住公共服務設施沿街布置,交通便利,同時與商品樓完全脫開設置,避免與商品房之間的相互干擾,室外環境人性化(見圖4)。
本項目地下汽車庫集中設置,這樣有利于增加實土綠化面積,最大化創造小區內的景觀資源。同時根據老年人的生理特點,在室外環境設計中體現“全健康”的理念,為老年人設置了無障礙步道、無障礙設施等,便于老年人活動,有益于老年人身心健康。
在交通流線設計方面,人車分流,停車場均設于地下,為小區營造安全的室外活動場所。
2.1.2單體適用性能設計
1)單元平面設計特點
本項目商品房為南北通透全板式布局,建筑結構布置規整,套型采用標準化設計,開間進深都模數化,保證所有單元開間享有同等充足的日照、采光及開闊的視野。本項目還對所有套型的廚衛空間進行模塊化設計,管道、設備設施等各占其位,實現對空間的合理利用。
2)套內功能設計特點
住宅套內電梯相對獨立、貫通人戶,在便捷、安全的基礎上更提升居住品位;朝北廚房緊鄰人口處,L形操作臺實用方便;服務陽臺區集中設置的儲藏空間和洗衣空間增加了使用功能便捷性和有效性;衛生間的位置相對隱蔽且使用方便,盡量做到洗浴分開;空調室外機的位置結合立面整體設計,遠離臥室等安靜區域。同時戶內空間設計充分考慮了老年人的活動特點,從功能布局到空間尺度的詳細設計充分滿足了老年人的生理和心理需求(見圖5)。
3)室內聲環境優化
本項目設計建筑平面、空間布局合理,沒有明顯的噪聲干擾問題。項目降噪系統設計由景觀降噪、外圍護系統幕墻系統降噪、雙層中空Low-E鍍膜玻璃外窗系統降嗓、衛生間同層排水降噪、設備間降噪、電梯井降噪、水管管材降噪等部分組成,實現室內外環境的清新和靜謐。
4)室內光環境優化
在滿足節能要求下,住宅開窗盡量寬大,實現良好的套內采光設計。各居室的采光系數、采光窗洞口的窗地面積比均優于設計標準值。同時在緊張的地面環境中,協調布置地下汽車庫斗形采光天窗,使其既可作為地面景觀小品,又可為地下車庫補充自然采光,增加視覺舒適度,提升品質(見圖6)。
本項目設計所有商品房住宅樓南向外門窗都設置了展開后可以全部遮蔽窗戶的手動遮陽卷簾,減少陽光照射和輻射,提高了居住品質,更有利于建筑節能(見圖7)。
5)室內設備設施
商品房戶內衛生間設計為非降板式同層排水技術,排水管線置于管道間內,衛生間排水管不穿越本層樓板,并可在本層維修。
戶內空調采暖新風系統,采用地板采曖+新風+VRV系統,采用地板送風,過濾PM2,5達到95%以上。該系統熱舒適度高,室內空氣品質好,控制靈活,節省能源,同時還節約了室內的使用空間(見圖8)。
戶內設置了軟化水處理設備,保證高品質水質及延長用水設備壽命。
2.2以長效使用為導向的技術集成
住宅中,結構構件的壽命周期往往長于設備設施的使用年限,而住戶生活樣態的改變又需要空間布局可變。妥善處理這幾者間的矛盾,使得空間布局可變、設備設施可更換維修,以便匹配結構體的使用周期,即成為可長效化使用的住宅。
2.2.1主體耐久性設計
為保證其長壽命建筑的要求,本工程按100年設計使用年限進行設計,全面提高結構安全性與耐久性。目前國內尚沒有百年住宅相關標準,結構設計叉寸此進行了探索和創新(見圖9)。
2.2.2外圍護系統設計
建筑外立面為整體掛裝式陶板幕墻體系,加厚了外保溫層,可提高保溫隔熱性能;因為整體呼吸式幕墻設計可以充分隔聲減噪;陶板由天然陶土配石英砂擠壓成型,質感良好美觀,并且便于維修更換(見圖10)。
2.2.3內部空間可變性設計
整個住宅套內空間除了結構外墻外,只有一道橫向剪力墻,結構樓板為大板構造,這為空間靈活可變提供了可能性;戶內隔墻為輕鋼龍骨隔墻,干法施工,方便快捷,按需組合,靈敏劃分空間,同時容易撤除,可有效節約人工,加快施工進度(見圖11)。
2.2.4填充體部分長期維護性設計
本項目以SI建造體系為基礎,可實現80%的管線與主體結構分離。與傳統設計方法不同,SI體系將支撐體部分和填充體部分相分離,從根本上杜絕了由于運行中的裝修、改造、維護等活動對建筑主體安全的影響。本)欠設計力爭減少或消除在結構體中的各種管線預埋,通過設置管道夾層、線路夾層、管線吊頂內明裝等方式將設備從結構體中解放出來(見圖12)。Sl建造體系充分實現了在建筑全生命周期各個階段的施工可視、質量可控、部品可換的目標。
2.3以住宅產業化為導向的技術運用
建筑,尤其是住宅的產業化有利于實現節能減排,推進綠色安全施工,提高住宅工程質量,改善人居環境以及促進產業化結構調整,是住宅建設發展的趨勢。推進住宅產業化的核心是要實現住宅設計標準化、部品部件生產工廠化、現場施工裝配化和土建裝修一體化。規劃設計是實現產業化的重要啟動環節。
1)集成化設計
本、欠設計從設計初期就建立各專業的統一標準,這種集成化設計在統一標準的指引下,有效保證了設計理念前后的一致性和完整性,保證了高品質的設計質量。
2)工業化內裝
室內設計采用裝配式部品、裝配化施工方式。室內精裝修采用輕鋼龍骨石膏板/水泥壓力板隔墻體系、輕鋼龍骨石膏板吊頂體系、廚房整體櫥柜、衛生間整體衛浴系統。整個施工過程干法施工,無現場污染,提高工作效率。
3)土建裝修一體化設計
土建設計與精裝修設計同步進行,對土建設計和裝修設計協調統一,實現設計的標準化與模數化,減少浪費,提高工作效率。
4)打造科學化管理的技術基礎
通過信息化手段,即BIM技術的應用,實現設計數據與部品加工、施工現場、后期物業管理的數據連接。本項目在設計中全程使用了BIM設計技術。’ 5)裝配式剪力墻體系
5號公租房住宅樓及居住公共服務設施采用裝配式剪力墻體系。裝配式剪力墻結構體系(PC)屬于住宅產業化結構體系,在王莊子項目中,5號樓按照裝配式剪力墻結構體系(PC)設計。在設計過程中對裝配式剪力墻結構體系(PC)進行了積極的探索和創新。5號樓大部分主體結構采用鋼筋混凝土預制構件拼裝。預制構件拆分如圖13所示。
2.4綠色低碳設計
本項目是全國首批按照新版綠色建筑評價標準申報的三星級設計及運行標識的住宅項目。新的評價標準和原評價標準相比,各類評價指標條款數量增加;定性評價多深化為定量評價,使原來較為寬泛的標準更加清晰化。
本項目設計中,對建筑全壽命周期內節能、節地、節水、節材、保護環境等性能進行綜合評價,將住宅規劃設計階段、開發建設階段、部品生產階段以及運行維護階段低碳節能技術加以整合,形成一整套綠色低碳集成技術措施。
在本項目的綠色低碳化設計中,強調綠色技術的適宜選用,比如:針對商品房和公租房的不同特點,分別配置了變頻VRV空調系統、分體空調系統。這兩種系統并非最新空調系統,但是這兩種空調系統技術成熟、性能高效、靈活可控、舒適健康。同時,根據北京的氣候特點,堅持配置了新風系統,空氣過濾效率> 95%0再如,雖然注重建筑產業化的技術引導,但并未配置整體式衛浴間。雖然其集成特質將衛浴空間的每部分融為一體,省事省時、結構合理、材質優良,但是因為產品設計、物流配送等費用造成的成本增加,整體衛浴室間的價格昂貴,同時新產品技術并不成熟,產品后期維修等都還存在問題。最后從實際角度出發,本項目還是選擇了技術相對成熟,價格相對合理的同層排水技術及相應的設備設施。
作為大量建造的綠色集合住宅,不應成為各種高新技術簡單堆砌的昂貴產品,而應該成為由更經濟、可靠、更具推廣意義的適宜技木集成,只有這樣綠色建筑才能健康發展。
2.5合群風貌與特色意境的營造
用地位置、規模體量、限高等規劃條件因素決定本項目不屬于地標建筑,而應采取合群的形態融人周邊環境,成為城市有機整體生長的一部分。同時,從環境藝水的整體性出發,應整合建筑形態設計、景觀設計及室內設計。
2.5.1色彩定位遵循區域建筑風貌設計導則
本項目遵循《豐臺區建筑風貌設計導則》,汲取周邊區域色彩,選取鍺紅色作為項目主要色調,輔以灰色,構成沉穩、經久的整體意象,符合該區域色彩定位。建筑立面設計強調規整、簡潔,以窗墻比例等手法構成清晰明確的立面特征,杜絕多余的純裝飾性構件。
2.5.2“新中式”特色意境整體營造
本項目為建筑、景觀、室內一體化設計,這為設計團隊創造連續的整體環境意境提供了條件。以北方宅院為原型,著力營造“傳統意味,現代形式”的“新中式”整體環境意境,以呼應北京作為“具有現代活力的古都”的城市特征。體現傳統文化意象的窗格符號經過簡潔抽象的轉化后,融人空調位裝飾板、人口門廳等處,豐富完善建筑細部設計(見圖14)。景觀設計、內裝設計也連貫采用同樣的符號,融傳統意味于現代形式的院門、景墻、廊架、特色燈具、路標小品等(見圖15~17)。
3結語
本項目并非一味地采用高精尖技術,而較多地采用了適應建設成本、技術可靠性高的適宜技術。以追求“百年品質”為理念導向,系統地集成運用多項技術,通過提高住宅的技術含量,提升了住區、住宅的品質。希望這樣的技術集成運用實踐能夠對關心住區、住宅建設的同行有所啟發。
【關鍵詞】綠色建筑;綠色施工
當前我國處于經濟高速發展的階段,建筑業為社會主義現代化建設做出了重要貢獻。同時。建筑業也消耗了大量資源。有數據顯示我國的建筑業能耗占到全部能耗的30%左右。建筑施工過程中產生的噪聲、灰塵、渣土等,還會對周邊的環境造成較大的影響,與日益要求嚴格的環保不相適應。在當前國家全面節能減排的大形勢下。實施綠色施工是建筑業應承擔起的社會責任。
1 綠色施工(Green Corstruction)概念
綠色施工是指通過切實有效的管理制度和工作制度,最大程度地減少施工活動對環境的不利影響,減少資源與能源的消耗,實現可持續發展的施工技術。它是以資源的高效利用為核心、以環保優先為原則,追求高效、低耗、環保,統籌兼顧實現經濟、社會、環保、生態綜合效益最大化的先進施工理念。
2 綠色施工現狀
可持續發展戰略和科教興國戰略是我國21世紀社會發展的兩大基本戰略,而建筑業作為國民經濟的重要支柱產業,其日新月異的發展,對能源供應、資源利用和環境保護造成巨大壓力,給可持續發展提出前所未有的挑戰。目前中國有380億m2的既有建筑,每年的新建建筑為16億m2左右,在國家各級政府重視環保的同時,人們對住宅的舒適性也提出更高要求。幾年前,中國就開始研究與生態住宅相關的問題,建立起生態住宅評估體系,綠色奧運建筑評估體系,綠色辦公建筑評估標準,并且已經初步建立起自己的建筑評定體系,如建筑節能示范工程、康居工程住宅性能評級、健康住宅等,而且越來越多的房地產開發商打出了生態、綠色、健康建筑的旗號。
3 綠色施工
3.1 施工節地
我國工程建設發展的情況是體量越做越大,基礎越做越深,所以施工方案是綠色施工中的重大問題。如地下工程的施工,是采用明挖法、蓋挖法、暗挖法、沉管法還是冷凍法,會涉及到工期、質量、安全、資金投入、裝備配置、施工力量等一系列問題,是一個舉足輕重的問題,對此在施工管理中,對施工方案確定均有具體規定。
根據施工規模及現場條件等因素合理確定臨時設施,如臨時加工廠、現場作業棚及材料堆場、辦公生活設施等的占地指標。其占地面積應按用地指標所需的最低面積設計。要求平面布置合理、緊湊,在滿足環境、職業健康與安全及文明施工要求的前提下盡可能減少廢棄地和死角,臨時設施占地面積有效利用率大于90%。
臨時辦公和生活用房應采用經濟、美觀、占地面積小、對周邊地貌環境影響較小,且適合于施工平面布置動態調整的多層輕鋼活動板房、鋼骨架水泥活動板房等標準化裝配式結構。生活區與生產區應分開布置,并設置標準的分隔設施。施工現場圍墻可采用連續封閉的輕鋼結構預制裝配式活動圍擋,減少建筑垃圾,保護土地。臨時設施布置應注意遠近結合(本期工程與下期工程),努力減少和避免大量臨時建筑拆遷和場地搬遷。
3.2 施工節能
施工過程中,應優先使用國家、行業推薦的節能、高效、環保的施工設備和機具,如選用變頻技術的節能施工設備等。機電安裝可采用節電型機械設備,如逆變式電焊機和能耗低、效率高的手持電動工具等,以利節電。機械設備宜使用節能型油料添加劑,在可能的情況下,考慮回收利用,節約油量。
施工現場應分別設定生產、生活、辦公和施工設備的用電控制指標,定期進行計量、核算、對比分析,并有預防與糾正措施。通過制定合理施工能耗指標,提高施工能源利用率,選擇功率與負載相匹配的施工機械設備,避免設備額定功率遠大于使用功率或超負荷使用設備的現象。建立施工機械設備管理制度,開展用電、用油計量,完善設備檔案,及時做好維修保養工作,使機械設備保持低耗、高效的狀態。
安排施工工藝時,應優先考慮能耗較少的施工工藝。在施工組織設計中,要合理安排施工順序、工作面,以減少作業區域的機具數量,相鄰作業區充分利用共有的機具資源,提高各種機械的使用率和滿載率,降低各種設備的單位耗能。
3.3 施工節水
3.3.1 加強節水管理
加強節水管理,施工用水進行定額計量也很重要。比如施工現場辦公區、生活區的生活用水采用節水系統和節水器具,提高節水器具配置比率,分別對生活用水與工程用水確定用水定額指標,并分別計量管理。項目臨時用水使用節水型產品,安裝計量裝置,采取針對性的節水措施。對混凝土攪拌站點等用水集中的區域和工藝點進行專項計量考核。現場攪拌用水、養護用水采取有效的節水措施,現場機具、設備、車輛沖洗用水設立循環用水裝置。大型工程的不同單項工程、不同標段、不同分包生活區,凡具備條件的應分別計量用水量。在簽訂不同標段分包或勞務合同時,將節水定額指標納入合同條款,進行計量考核。
3.3.2 非傳統水源的利用
施工現場建立雨水、中水或可再利用水的搜集利用系統,優先采用中水攪拌、中水養護,有條件的地區和工程應收集雨水養護。比如某些大型施工現場,尤其是雨量充沛地區的大型施工現場建立雨水收集利用系統,應充分收集自然降水用于施工和生活中適宜的部位。現場機具、設備、車輛沖洗、噴灑路面、綠化澆灌等用水,優先采用非傳統水源,盡量不使用市政自來水。
3.4 施工節材是建筑節材的重中之重,是和建筑設計密切相關的技術。
3.4.1 節材措施
根據施工進度、庫存情況等合理安排材料的采購、進場時間和批次,減少庫存。現場材料堆放有序,儲存環境適宜,措施得當。保管制度健全,責任落實。材料運輸工具適宜,裝卸方法得當,防止損壞和遺灑。根據現場平面布置情況就近卸載,避免和減少二次搬運。優化安裝工程的預留、預埋、管線路徑等方案,幕墻及各類預留預埋應與結構施工同步。
3.4.2 減少建筑材料浪費及建筑垃圾的產生
采用科學嚴謹的材料預算方案,盡量降低竣工后建筑材料剩余率。采用科學先進的施工組織和施工管理技術,使建筑垃圾產生量占建筑材料總用量的比例盡可能降低。加強工程物資與倉庫管理,避免優材劣用、長材短用、大材小用等不合理現象。
3.4.3 周轉材料
受體制約束,我國工程建設中木模板的周轉次數低得驚人,有的僅用一次,綠色施工規定優化模板及支撐體系方案。因此,應采取技術和管理措施提高模板、腳手架等的周轉次數。應選用耐用、維護與拆卸方便的周轉材料和機具。優先選用制作、安裝、拆除一體化的專業隊伍進行模板工程施工。采用工具式模板、鋼制大模板和早拆支撐體系,采用定型鋼模,鋼框竹模、竹膠板代替木模板。推廣采用外墻保溫板替代混凝土施工模板的技術。優化高層建筑的外腳手架方案,采用整體提升、分段懸挑等方案。現場辦公和生活用房采用周轉式活動房。現場圍擋應最大限度地利用已有圍墻,或采用裝配式可重復使用圍擋封閉。
綠色施工在建筑業界對于廣大項目管理層面和技術人員來說都還是新鮮事物。搖要我們在日常的施工過程中不斷摸索實踐。結合具體工程項目實際。尋找到最優化的實施方案,為我國的節能減排工作和可持續發展做出貢獻。
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作者簡介:
2006年批準施行《可再生能源法》。
2007年《中國可再生能源中長期發展規劃》
2007年煙臺市政府以煙政辦發[2007]7號文轉發市建設局《關于在住宅建設中推廣使用太陽能熱水器及成套技術的意見的通知》。以政府文件推廣使用太陽能建筑那時在全國還不多見。
2010年煙臺市政府《關于加快太陽能成套技術推廣應用的實施意見》提出,到2012年,山東省煙臺市新建住宅全部用上太陽能。基于以上原因,煙臺市政府在文件中規定,要將太陽能成套系統作為建筑的組成部分,在規劃、設計、建設、驗收等各個環節,都有了監管的“硬杠杠”。
從國家到地方,這些都顯示,我國的房屋建設及其能源問題已經成為中國社會的全局問題,太陽能建筑在中國的發展已經普遍推廣開來。
一、現代太陽能建筑的定義與內涵
中國可再生能源學會太陽能建筑專委會將太陽能等可再生能源利用在建筑使用能耗中的所占比例大于30%或基于現狀建筑二氧化碳排放平均水平上的減排貢獻率大于30%的建筑,稱為太陽能建筑。我們可按住宅建筑為例進行定義指標的分解:現階段成熟的太陽能熱利用技術已經完全能夠解決生活熱水問題,約占使用能耗的10%,采用被動太陽能采暖、制冷技術,可至少節約建筑使用能耗10%;充分利用自然采光、自然通風策略可降低建筑使用能耗5%以上;另外隨著可再生能源技術的發展,其技術經濟性會越來越高,太陽能光伏發電技術、太陽能采暖制冷技術、小功率建筑用風力發電技術、安全可靠的地源能供熱制冷技術、城市垃圾、污水源利用技術等,會極大的提高可再生能源主動利用供能技術在建筑使用能中的貢獻率,按照國家可再生能源中長期發展規劃,到2020年,可以達到15%。所以30%是一個可達到的目標。當然,隨著技術進步和經濟發展,30%的指標將會不斷提高。
二、太陽能建筑理念催生產業發展機遇
標準規范促進了可再生能源在建筑中的應用我國已經或正在制定較為完整的建筑節能和太陽能利用的設計規范和驗收標準,并開始推行建筑節能和綠色建筑等級標識制度。《綠色建筑設計規范》不但關注建筑體型系數、窗墻比、圍護結構傳熱系數、設備及系統效率與圍護結構相關的分解指標,對于自然采光、自然通風等熱舒適性指標,生態設計策略的綜合指標,以及與可再生能源利用相關的“建筑產能”指標將給予更大的關注。
既有建筑節能改造將會引發新的經濟增長點我國既有建筑超過數百億平方米,而且大部分為非節能建筑。無論是建筑節能改造、還是延長既有建筑的經濟壽命,既有建筑改造將會引發新的經濟增長點。在“十一五”科技支撐計劃“既有建筑綜合改造關鍵技術研究與示范”項目中,要求對建筑圍護結構進行將節能綜合改造研究,通過開發裝配式外墻保溫、外墻集熱、通風、遮陽部件,提高建筑保溫隔熱、自然通風降溫性能,充分利用太陽能等先進能源自給技術,提高節能減排水平。
新農村建設將成為太陽能利用的主戰場隨著社會主義新農村建設的展開,城鎮化步伐加快,以及農民生活方式和能源結構的變革,對能源尤其是商品能源的需求越來越大,致使農村能源供需矛盾日益尖銳,并成為中國能源安全必須關注的重要領域,農村住房及其配套設施的建筑節能研究開始受到應有的關注。在“十一五”科技支撐計劃中對農村建筑太陽能、生物質能以及低品位能源的綜合利用,農村建筑節能及改善室內熱環境設計研究、農村生活用能規劃玉政策標準研究等投入了較大的力量。
三、太陽能建筑發展的中國之路
選擇基于建筑全生命周期的能源需求解決方案正確理解“零能耗建筑”的含義,即在生命周期內,建筑使用能耗對于常規石化類能源需求為零的建筑,或該建筑沒有對大氣環境新增二氧化碳排放。實質是用建筑節能和可再生能源的增長替代全社會石化類能源需求的增長,即可再生能源利用的“開源”和建筑節能的“節流”。社會能源需求增長方式不應只是“加法”,還應有“減法”。
開發建筑集能系統,實現建筑能源自助 建筑物本身作為能源系統的關鍵部件是太陽能建筑的顯著特征。
建筑能量系統由建筑被動供能系統(包括建筑物內的熱源和太陽能的被動利用)和主動供能系統組成(在再生能源利用)。可以用建筑被動集能指標表征建筑的被動供能能力和建筑環境的熱舒適度,而用建筑主動供能指標反映可再生能源對于建筑使用能耗的二氧化碳減排的貢獻率。優化系統并解決系統之間的矛盾,尤其是冬夏兩季的能量匹配和投資平衡問題是建筑集能系統的關鍵問題。
提倡建筑能源中心模式,推廣能源梯級利用建筑能源中心是指單戶或單元建筑為能源供給對象,構成包括太陽能等可再生能源在內的復合能源系統,滿足建筑的使用功能和環境質量所需要的能量(包括供暖、制冷、熱水、新風、照明、炊事等)。它是分布式能源系統的最小單元,是建筑物基于能量梯級綜合利用(如中水回用、余熱回收等)的多能源復合能量系統,其優勢在于可方便的綜合、高效利用各種可再生能源技術,以滿足安全、經濟的建筑能耗需求。
綜合考慮建筑運營成本及其外部成本建筑運營體現在建筑物的策劃、建設、使用及其改造、拆除等全壽命周期的各種活動中,建筑節能技術、太陽能技術以及生態建筑技術對與建筑運營具有重要影響。因此,人們不僅要關注建筑初期的一次投資,更應關注建筑的后期運營和費用支出,不但要滿足中國民眾的居住問題,也要關注住房使用的耗能支出。另外,還應考慮二氧化碳排放等外部環境成本的增加。中國不但要建設經濟適用房,更需要建設經濟運營房。
引入建筑整合設計方法,發展太陽能與建筑集成技術建筑整合設計是指將太陽能應用技術納入建筑設計全過程,以達到建筑設計美觀、實用、經濟的要求。采用模數化太陽能建筑部件,既能較全面的運用主被動太陽能技術,又讓這些部件構成了現代住宅的立面元素。
提升傳統建筑理念,推行被動優先設計原則 這是建筑充分利用太陽能的基本原則。已經使用太陽能采暖與熱水工程的住宅區的統計結果表明:在供暖運行費用不變的情況下,供熱面積從60平方米增加到140平方米,室內溫度由8―10度提高到15―20度。進過兩個采暖期的連續測試,提高圍護結構保溫性能和增設太陽能供暖系統在室內熱舒適度改善中的貢獻率分別約占80和20%。而夏季室內測試溫度也說明新的圍護結構的保溫性能明顯好于舊的建筑。
充分利用建筑資源,向建筑要能源 滿足中國人民溫飽的18億畝耕地底限、400億平方米的既有建筑、10億平方米的年新增建筑,成為充分利用建筑資源的壓力和現實條件。簡單的推算表明,目前20億平方米的可用屋頂面積,相當于新增30萬畝的土地資源,這還不包括墻面的利用。
關注氣候特征和“值班環境”用能技術“值班環境”也稱“職守環境”,指建筑在無人使用時的環境。建筑值班環境直接影響著達到建筑使用環境的啟動時間、建筑室內的空氣質量品質和閑置建筑的使用壽命。
充分利用太陽能熱水等先進的成熟技術太陽能熱水器是目前太陽能利用技術中最成熟的技術,應用普及率較高,到2006年底全球太陽能熱水器安裝量約1.68億平方米,其中我國占9000萬平方米,約占53.6%左右。目前,與建筑集成應用的太陽能集熱系統研發獲得了長足的發展。
引入能源互聯網概念,提高可再生能源系統的經濟和安全性能分布能源系統的經濟性和集中能源系統的安全性一直是能源規劃與能源發展的瓶頸問題。“能源互聯網”理念至少包括以下方面:
1、多種可再生能源在時間和空間上能夠互補,提高可再生能源系統的穩定性,經濟性和系統效率。如風/光互補發電系統、太陽光譜選擇性利用涂層集熱系統等。
【關鍵詞】裝飾裝修 最新 施工技術
中圖分類號:U416.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2013)35-116-01
建筑裝飾裝修行業是一個高消耗的服務性行業,裝飾裝修施工過程中的技術水平、設備水平、材料水平直接決定了一個工程的能源消耗和資源利用效率。在日常的工作,特別是在工程的設計、材料采購、現場管理、主導技術等方面,只有把握了正確的方向,才能實現既滿足建筑物功能要求,又符合可持續發展要求的目標。
一、裝飾裝修工程的節水、節電、節能、節材新工藝、新材料、新技術
(一)節水
水是當今世界最寶貴的資源之一,水資源的嚴重缺乏已成為日益突出的全球性問題。
建筑裝飾工程施工中,主要用水為裝飾濕作業用水(如水泥砂漿地面、瓷磚墻地面等)、清潔用水、消防用水和生活用水等,而在建筑裝飾工程完工后,建筑使用過程中還有設備用水等,因此,建筑裝飾工程必須在施工和建筑使用過程中節約用水。
建筑裝飾施工節水的目標:立足企業,立足行業,積極實踐建筑節水,為全面建設節水型社會作出貢獻。主要在以下幾個方面:
(1)要嚴格執行國家有關節水節能的規定,樹立節水觀念,切實搞好水資源的綜合利用。
(2)在建筑及裝飾設計中,嚴格遵循簡潔、實用原則,杜絕華而不實的設計,避免因
設計不合理造成的水資源浪費。同時采用新型衛生設施,比如節水龍頭、節水馬桶、節水
浴缸等;節水的重點是廚房、衛生間設備的選配與安裝,最好安裝節水龍頭和流量控制閥
門,選用節水馬桶和節水洗浴器具。
(3)在建筑施工過程中,積極采用和推行節水節能的新技術、新工藝,堅決淘汰高耗水、高耗能、高耗材的落后技術和落后工藝;努力提高建筑裝飾現場施工的科技含量,做好施工現場資源控制和管理工作,采取切實可行的措施,降低水資源及其他能源的消耗,提高水資源的利用效率。
(4)正確用材,合理配置建筑裝飾材料及部品,選用低水耗、低能耗的建筑材料及部品。
(5)積極研制和開發技術先進、性能可靠、經濟適用的節水產品。如在建筑給排水設計節水措施,采用新型節水設備,采用節水型衛生器具和配水器具,推廣中水回用技術,開發建筑雨水利用技術等。
(二)節電
(1)施工現場分別設定生產、生活、辦公和施工設備的用電控制指標,定期進行計量、核算、對比分析,如有偏差及時糾正。開展用電、用油計量,完善設備檔案,及時做好維修保養工作,使機械設備保持低耗、高效的狀態。施工過程中,現場用電設備上安裝空載保護裝置,減少電量浪費。編制施工組織設計時對中小型機械的配備、使用頻次、進場時間,使用時間進行分析,合理調配,減少機械使用數量,減少電力資源消耗。對施工現場用電統一規劃,施工電源引至每棟樓,并對分包單位施工用電掛表計量。
(2)辦公及生活照明使用專項低壓照明線路,嚴禁私拉亂接用電器。
(三)節能
1.建筑裝飾工程節能的三個環節
通過科學管理和應用的先進技術,切實降低建筑物在使用過程中的能源消耗;嚴格執
行建筑節能減排的法律制度和技術規范,按照建筑節能強制性標準進行節能設計、注意施
工管理和材料、產品選購等三個環節:
(1)進行裝修的節能設計。建筑裝飾裝修工程的節能要從設計開始,在裝飾裝修設計
時,根據房屋本身的節能效果和業主的使用要求,進行節能裝飾裝修工程的設計。
(2)推廣使用節能材料和產品。
(3)施工管理環節。一方面建筑裝飾裝修施工單位要保護已有節能建筑的節能結構和設施,在裝修中不破壞,另一方面,對進入施工現場的墻體材料、保溫材料、門窗和照明設備進行查驗,嚴格按照規范要求進行施工,保證節能施工的節能效果。
2.建筑裝飾裝修節能施工的幾個重點
通過科學開發和有效推廣可再生能源的工藝技術和先進設備,盡量減少建筑對一次性
能源的依賴。有針對性地重點改造那些能耗高的部位,以大力提升既有建筑的節能性能。對建筑中的常規能源系統的優化利用在滿足建筑使用功能要求的基礎上,減少建筑對常規
能源的需求量。
(1)墻體、屋面、地面、門窗等節能工程方面:墻體、屋面和地面圍護節能工程使用的保溫隔熱材料的導熱系數、密度、抗壓強度、燃燒性能應符合設計要求;嚴寒和寒冷地區外墻熱橋部位;建筑外窗的氣密性、保溫性能、中空玻璃露點、玻璃遮陽系數和可見光透射比應符合節能設計要求;應按設計要求采取節能保溫等隔斷熱橋措施。
(2)采暖節能工程方面:
①采暖系統的制式,應符合設計要求;
②散熱設備、閥門、過濾器、溫度計及儀表應按設計要求安裝齊全,不能隨意增減和更換;
③室內溫度調控裝置、熱計量裝置、水力平衡裝置以及熱力人口裝置的安裝位置和方向應符合設計要求,并便于觀察、操作和調試。
(3)配電與照明方面,應堅持以下3個原則:
①滿足建筑物的功能;
②考慮實際經濟效益,不能因為節能而過高地消耗投資,增加運行費用,而是應該讓增加的部分投資,能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收;
③節省無謂消耗的能量。同時在選用節能的新設備上,應具體了解其原理、性能、效果。
(四)節材
1.減少大宗材料的消耗量。
(1)減少裝修鋁材使用量。
(2)減少裝修鋼材使用量。鋼材是住宅裝修最常用的材料之一,鋼材生產也是耗能排碳的大戶。
(3)減少裝修實木使用量。適當減少裝修實木使用量,不但保護森林,增加二氧化碳吸收量,而且可以減少木材加工、運輸過程中的能源消耗。
(4)減少建筑石材和陶瓷使用量。家庭裝修時使用石材和陶瓷能使住宅更美觀。但浪費也就此產生,大量消耗了自然資源。
2.做好材料資源的合理利用
(1)禁用國家和地方建設主管部門禁止和限制使用的建筑材料及制品。
(2)合理利用場址范圍內的已有建筑物、構筑物。
(3)選用工廠化生產的建筑構配件。
(4)在保證安全和不污染環境的情況下,使用可重復利用建筑材料、可再循環建筑材料和以廢棄物為原料生產的建筑材料。
(5)選用經濟適用的裝飾裝修材料,避免過度裝修造成的材料浪費。
(6)使用基于當地資源條件和發展水平的新材料及新產品。
3.對建筑裝飾設計進行優化
(1)建筑裝飾造型要素簡約,無大量裝飾性構件。
(2)在保證安全的前提下,控制主要結構材料的用量。
(3)避免采用特別不規則的建筑方案。
(4)在保證安全的前提下,優化結構方案。
(5)減輕建筑自重。
(6)靈活分隔可變換功能的室內空間。
(7)裝修與土建設計一體化。
4.強化施工過程控制
(1)施工現場使用的建筑材料的60%以上(重量),盡量選用運距500km以內的廠家生產的。
(2)采用工廠化生產、現場安裝的施工方法。
(3)土建與裝修一體化施工,避免破壞和過度拆除已有的建筑構件和設施。
(4)施工組織設計中制訂節材方案,并在實際施工中落實相應的措施。
(5)對舊建筑拆除、場地清理和建筑裝飾施工時產生的固體廢棄物,進行分類處理和回收利用。
二、天然及人造塊材精加工及掛裝技術
(一)石材掛裝(干掛、背栓、背粘)技術
背栓式干掛石材幕墻是在石材背面鉆成燕尾孔與凸形脹栓結合然后與龍骨連接,并由金屬支架組成的橫豎龍骨,通過埋件連接固定在外墻上。
背栓式干掛石材施工工藝,它具有以下優點:
1.背栓式干掛石材,由于每塊石材均有四個背栓式掛件,每個掛件都均勻承受石材重量且石材掛件與龍骨掛件間接觸面積大,相應的強度和穩定性好。因此它可適用于高層和超高層外墻飾面。
2.背栓式干掛石材,因各個掛件均承載石材重量,破裂后石材不易脫落且易于更換。
3.背栓式干掛石材表面清潔,不易受污染,而且用水泥砂漿粘結石材表面因受水泥漿侵蝕易變色形成色差。
(二)石材整體研磨晶面處理技術
晶面處理是目前最理想的石面保養方式,它是一種化學過程。其原理是利用晶面處理劑加上重型處理機對石面的摩擦,在化學和物理雙重作用之下,使石材地面表層形成堅硬致密的晶體結晶層,令石面不易受損,也不易沾染污漬,從而確保石材的本質特性。換句話說,結晶層讓污染源與石材隔離開來,所污染、損害的僅僅是石材上面的結晶層而已。
(三)石材翻新技術
磨拋可以使表面失光、表層粉化剝落、表面溶蝕的石材光亮面恢復原有的天然外觀。 一些新的磨具、磨料和化學助劑的結合可以使翻新后的石面達到90Gs以上的鏡面光澤度。目前國內地面的翻新磨拋技術已較為成熟,而對墻面的施工目前還有一定技術難度。
三、木制品工廠化生產及施工裝配化技術
在傳統施工過程中,木制品的施工是在現場使用小型機械配合手工操作完成,大多數施工構配件仍然采用一張桌凳、幾件小型工具,按照現場已有條件,以“量身裁衣”作坊式加工和安裝產品。施工進度難以大幅度提高,造成勞動力的浪費,加大了施工噪聲和粉塵排放,現場不能做到綠色施工。因此,提高木制品制作質量,開發配套安裝構配件是實現工廠化的最終目標。木制品工廠化的基本原則是:專業社會化、加工機械化、生產批量化、出廠標準化,以提高勞動生產率和產品質量為前提。
(一)木制品工廠化生產,現場施工裝配施工的優點
實現工廠化施工,推動建筑裝飾施工走向工業化,無論是對于建筑裝飾行業,還是對于企業本身有下列優點:
1.大幅度提高建筑裝飾加工質量水平,生產高精度產品,滿足人們日益增長的裝飾要求。
2.大幅度提高建筑裝飾施工效率,縮短施工工期。
3.大幅度減少建筑裝飾施工現場的環境污染,提高對噪聲、廢氣、廢液的控制和回收,以及邊角料回收利用,符合綠色施工的原則。
4.大幅度減少建筑裝飾施工成本,降低工程造價。
(二)木制品工廠化生產,現場施工裝配施工的兩個轉變
1.項目管理重心轉變
項目技術管理由現在重點管理操作工人向轉重點管理施工深化設計、成套供應商和工廠生產配套生產轉變。在工廠化施工方式中,管理具有四個方面的主要特征:一是施工深化設計成為項目技術管理中的核心問題,它的成功與否決定著施工方法、加工方法、安裝方法的簡易程度,決定著施工成本的高低。二是生產管理的精細化,分工明確,職責到人;三是物料供應的標準化,物料按每件產品、每道工序所需,進行定時、定點、定額的供應和控制;四是現場管理的規范化,現場功能區域劃分明確,物料置放統一規范。
2.現場技術人員基本技能轉變
傳統施工方式要求技術人員熟悉現有施工方法和施工工藝,以監督為主。工廠化施工方式要求技術人員不僅熟悉以前的預制裝配式方法,更要針對現場不同的具體情況,以現場精確測量、收集數據、根據數據進行施工深化設計為主,熟悉和了解相關(水、暖、電、通風、消防等)專業的知識,將復雜的現場情況轉化為可加工的工廠標準。通過技術人員對復雜的構配件先分散后集成、機電洞口預留、安裝偏差調節等設計,將構配件加工尺寸相對統一,便于工廠批量加工和現場安裝。
(三)木制品工廠化生產,現場施工裝配施工的措施
木制品裝飾部晶部件均為室內精裝產品,采購的原木和板材根據需要鋸裁成毛坯后經過刨光、砂磨、拼裝等工序,加工成白料;再經過油漆、總裝成品,最后檢驗并包裝入庫,運到現場安裝。必須對特定的產品(如實木門、門套、窗套及裝飾線條等)制定工廠
化生產方案,開發定型配件。
1.木制品節點設計時考慮安裝需要
安裝節點設計是木飾面集成化施工的重要環節,它直接影響裝飾飾面效果。設計時要考慮土建誤差,施工前應設計好安裝順序,更要考慮工廠加工后的成品構件安裝的便捷性,同時也要關注相鄰飾面的銜接,保證裝飾的整體效果美觀。
2.保證觀感質量的技術措施
作為精裝飾的木飾面工廠化施工,除了要提高勞動生產率,同時也要提高飾面觀感效果,其可通過固定件遮蓋和拼縫遮蓋的方法來實現。
3.開發安裝配件,實現現場快捷化安裝
配件必須具有耐久性,安裝方便,并能作不可見固定。
4.通過深化設計,使異型構件工廠化生產成為可能
在裝飾工程施工過程中,經常會遇到一些大型的,異型的裝飾部位。通過對異型裝飾構件通過深化設計,使之變成能工廠化生產的構件,把散和小的裝飾配件,通過精確的深化設計,使之在工廠集成化生產。
工廠化施工技術管理,已不再是將施工工藝、施工方法進行特定組合的方案編制管理過程,不再是按工藝、質量標準進行現場監控的技術管理;工廠化施工裝飾技術管理的主要內容是施工深化設計。技術人員從事更多的工作內容是現場精密測量、相關機電配合數據收集、委托加工的分項總成設計、安裝順序設計、安裝過程調節余量設計以及設計結果的外加工清單編制、現場施工程序編制。因此,現場技術管理內容、方式與傳統管理方式完全不同。
以上室內裝飾最新施工技術,已在本文作者所負責施工的2008年杭州市朝暉路元豐-鈦合國際的18層公寓樓精裝修工程、2013年杭州市德勝東路原筑一號石材掛裝工程、特別是2011年~2012年,在我公司承建的西湖區西溪國家濕地公園董灣區塊綜合配套用房主樓區裝飾工程及濱江區白馬湖動漫廣場酒店7、8號樓精裝修等工程中,均采用大范圍的木飾面、石材飾面工廠化生產,現場施工裝配施工中得到廣泛應用。在工期緊、施工面積大,作業區面積有幾千方,甚至幾萬方,在基層細木工板或水泥砂漿已安裝或抹面的作業面上,幾十個裝配工人,甚至幾百個裝配工人,把從上虞縣等外市縣工廠里事先丈量加工好的木飾面或石材飾面按不同批號,打開包裝,工地現場日日夜夜,拼裝打磨,現場一派繁忙的施工場面。
筆者認為要建成一個完美的工程或裝飾產品,除了要追求最新最好的施工技術外,施工管理同樣重要,如裝飾各類材料的選購,進現場后的保管使用,現場作坊施工人員的選擇等,還有施工次序的選擇,運用最先進的施工技術及藝術手段,才能創造出功能合理,舒適美觀的內外部空間環境。
科學技術日新月異,擺在裝修注冊建造師面前的是如何把科技轉化到施工實踐中去,建造師應該用人類最先進的科學技術、節約資源、提高生產效率;生產出舒適、健康、環保、安全的生活和生產場所,實踐以人為本的理念。限于篇幅,裝飾行業的最新施工技術其他如幕墻施工技術、金屬、玻璃及化學建材應用技術、新型膠粘劑及連接技術、小型施工機具研發與使用技術、建筑裝修翻新改裝維護技術、計算機在裝飾設計和施工應用技術等等,不再介紹。
參考文獻:
關鍵詞:綠色施工;可持續發展;建筑節能;環境保護
隨著我國人口劇增、土地沙漠化、自然災害頻發、溫室效應、水資源日益枯竭等人類生存危機的惡化,在建設工程中實行綠色施工、可持續發展已在迫在眉睫。由于綠色施工、可持續發展是一項綜合性很強的工程,如果有一個細節沒有處理好,都會影響整個實施效果。因此如何落實建筑綠色施工實現可持續發展成為工程建設工作者需要解決的首要問題。下面就結合實例對此進行討論分析。
1 環境保護措施
l.1揚塵控制
(1)為達到非作業區目測無揚塵的要求,硬化場區道路、加工區及材料堆放區地面。現場周邊采用可周轉的定型彩鋼板圍擋,其尺寸、配件按相關規定定型化裝配,施工結束后可周轉繼續使用。回填土及堆土區全部用密目網覆蓋。
(2)土方、建筑垃圾、設備及建筑材料,要求做到裝載不超過車輛擋板,以防撒出;罐車出料口放置料兜,防止混凝土撒漏。現場出入口設洗槽、三級沉砂池及高壓水槍,安排專職人員對出入車輛進行清洗;施工道路采用自動噴灑降塵系統采用分段式開關控制,可滿足各路段不同時段、不同降塵程度的需要,必要時段增加曬水車進行施工場地曬水作業;專職人員定期及不定期檢查,有效降低施工塵土對外界的影響,改善施工現場的作業環境。
(3)對砂、石等材料用密目網覆蓋;采用散裝水泥、預拌干混砂漿,其余材料在現場臨時倉庫存放,為混凝土輸送泵等設備搭設機棚,機棚周圍用密目網等封閉圍護,以阻擋機械運轉的噪聲和油氣污染。
1.2噪聲與振動控制
(1)合理規劃平面布置,加強操作管理。采取噪聲控制措施并建立噪聲監測點,經檢測噪聲排放不超過國家標準GB12523―1990《建筑施工場界噪聲限值》的規定。
(2)在基礎及基坑支護施工時,根據相關的規定對施工噪聲進行合理的控制,選擇產生噪音小的機械設備,比如把沖孔樁機更換為旋挖鉆孔鉆機、錘擊樁機更換為靜壓樁機等,并且盡量減少夜間作業,施工現場做到在噪音的源頭把噪音控制在最低的范圍從而減少對周圍居民的生活、工作的影響。
(3)在施工作業層安裝全集成附著式升降腳手架,該腳手架主次龍骨采用定型鋼管,重量輕、用料少、整體剛度高。用定型鋼板封閉水平縫隙,防止作業層施工灰塵和雜物飄散。架體外立面由穿孔鋁板網整體封閉,可減少作業層施工震動,降低施工噪聲5dB。
(4)本工程全部采用商品預拌混凝土,核心筒、斜柱和角筒24層以下采用高強混凝土C60和C55。節點處鋼筋復雜,采用普通混凝土澆筑困難,故部分斜柱采用C60自密實混凝土,無須長時間振搗并可降低噪聲。
1.3 光污染控制
夜間施工照明燈加設聚光燈罩,將投光方向集中在施工區域以節省能源;調整燈光投射角度,避免影響周圍居民生活;照明大燈等大功率用電設備安裝光控自動開關,實現了燈光使用智能化,可節省能源。
1.4 水污染控制
施工過程中產生的污水,必須要采取針對性的排放措施,并加強對污水的檢測,同時向有關部門提交污水排放的檢測報告,以使其能充分了解污水的排放情況。并在首層建立臨時排污水渠。利用結構集水井作為污水沉淀池,污水沉淀后,將上部清水循環利用,可節省水資源。
1.5建筑垃圾控制
(1)基礎施工時多余的泥漿則運送到處理場處理,而有毒有害等廢棄物則要由相關部門進行回收處理,以避免土壤污染,從而起到高效、節能、減排、環保的效果。
(2)建筑垃圾全部袋裝并采用吊籠吊運,建筑垃圾存放于現場垃圾點統一外運至垃圾站。在現場設置可回收物料池,對可再回收利用的材料如廢鋼筋、鐵釘、鐵絲、模板下腳料等進行回收利用。
(3)生活區設置足夠數量的垃圾箱,并注明“可回收”“不可回收”字樣,分類存放,在廚房排污處設置隔油池,并定期清理。
2節材和材料資源利用措施
2.1材料計劃審批制度
實行多方材料計劃審批制度(工程部、物資部制訂材料進場計劃,報項目經理審批),根據施工進度、庫存情況等安排材料采購、進場時間和批次,減少庫存。
2.2可周轉定型鋼樓梯
本工程地下共4層,施工區域狹小,基坑無法放坡。在地基基礎施工階段,人行通道采用可周轉的定型拼接鋼樓梯取代由鋼管搭設的斜道,減少了跳板及安全網投人量。鋼樓梯采用定型拼裝,可節省人工及材料投入,周轉使用效率{。
2.3 定型可周轉拼接加工棚
現場鋼筋加工棚和木工加工棚等防護棚全部采用標準化的組裝式構件,安裝方便,可重復使用。
2.4 就近取材
混凝土、模板、鋼材等使用量大的材料在工程所在地及周邊范圍內采購。利用供貨商集中采購平臺,選擇運距較近的供貨商,咨詢合理的材料價格。鋼筋等材料在工程所在地范圍內采購,以縮短運距減少運輸成本。
2.5結構材料
2.5.1 斜柱及節點鋼筋優化
本工程結構形式特殊,主體結構施工全部采用HRB400E高強鋼筋,其中斜柱及節點鋼筋使用量大、設計復雜,通過設計優化及鋼筋配料方案優化,節省了大量鋼筋原材料和人工投入,鋼筋分項施工進度提高30%。
2.5.2 直螺紋套筒機械連接
本工程直徑16~32mm的鋼筋采用直螺紋連接,接頭質量穩定、性能可靠。該工藝可減少因搭接而增加的材料消耗。
2.5.3機械錯固頭施工
16層以上直徑25mm以上的梁筋需錨固到核心筒剪力墻內,但核心區鋼筋較多且形式復雜,無法采用常規錨固方法,為此在錨固端增加定型機械錨固頭代替鋼筋錨固段,節約鋼筋,降低了施工難度。
2.5.4 鋼結構柱加工
地下1層至地上4層為鋼管約束混凝土柱,鋼管柱所有焊縫均在加工廠加工成型,現場直接吊裝就位,可減少現場焊接量,減少氣體及光污染。
2.5.5 地下室后澆帶改為膨脹加強帶
地下室主樓與裙樓分界處原設計為后澆帶,在成型28d后再施工后澆帶,需投入大量材料,影響施工整體安排。將后澆帶改為2m寬膨脹加強帶,梁板混凝土可整體澆筑,減少了后澆帶模板料具的投入量。
2.6 環保型圍護材料
2.6.1 地下室外墻及屋面保溫材料
地下室外墻的防水保護墻原設計全部為磚砌,經優化改為復合硅酸鈣保溫板,其內部為高密度保溫材料,外表為高強度桂酸耗保護層,復合板內側直接粘貼在地下室外立面上,可減少保護墻砌筑工程量。
2.6.2屋面材料
將屋面爐渣保溫層和砂漿找平層等做法優化為發泡混凝土面層,施工中分兩次找坡直接成型,可減少砂漿和保溫材料用量,簡化工藝且保溫效果良好。
2.6.3嚴格控制大模板施工質量
核心筒、斜柱和角筒施工使用全鋼大模板,通過嚴格控制模板施工質量,澆筑的混凝土表觀質量良好,達到清水混凝土效果,減少了抹灰量。
2.7 裝飾裝修材料
2.7.1 采用新型輕質隔墻
工程除鋼筋混凝土墻體外,厚200mm及以上的墻體為輕骨料混凝土空心砌塊,部分厚100mm的墻體為雙面石膏板輕質隔墻。根據設計要求可采用輕質隔墻替代砌筑、抹灰等做法,減少了大量砂石、水泥等原材料消耗。
2.7.2 采用自粘類防水卷材
底板及外墻防水卷材全部采用3+3自粘防水卷材,可減少明火熱熔施工,降低能源消耗和光、氣污染。
2.8周轉材料
2.8.1 定型鋼模施工
地下4層至地上43層所有豎向結構全部采用全鋼大模板施工。根據結構形式將施工流水段劃分為兩個三角區,兩流水段用一套鋼模板周轉使用。
本工程交叉斜柱每兩層形成一次交叉轉換,核心筒及角筒每5層進行一層變徑,故無標準層。為節省一次性投入成本,并優化模板設計,使單數層和雙數層模板可旋轉180°使用。根據斜柱變徑特點,設置模板定型卡,大幅提高了周轉率,減少了投入量。
2.8.2采用全集成附著式爬架代替普通防護腳手架
自地上4層開始引進新型全集成爬架。爬架為分片裝配式電力驅動,整體爬架高度跨越5層,隨施工進度分兩段進行流水爬升。該爬架安全、重量輕、強度高,且整體性好不易變形;水平縫隙全部被鋼板密封,減少了高處墜物對人員的傷害;架體材料全部為不可燃物,可避免火災隱患。
2.8.3現場全部采用周轉式活動房
現場辦公和生活用房采用周轉式活動板房,現場周邊采用定型裝配式彩鋼板圍擋封閉。臨時用房重復使用率達85%,圍擋材料可重復使用率達90%。
3節水與水資源利用
3.1節水工藝
本工程混凝土結構形式復雜,養護用水量大。現場豎向和水平結構部分結構采用塑料薄膜覆蓋,表面保水進行“內循環養護”。養護14d后由專人收集塑料薄膜至現場垃圾點,可節約養護用水。
根據用水量設計布置現場供水管網,做到管徑合理,管路簡捷。采取措施減少管網和用水器具的漏損,辦公及生活區全部采用節水型水龍頭、便器。洗浴間設腳踏式開關,控制水壓,嚴禁無節制用水。
3.2節水制度
辦公區、施工現場、生活區各設置水表,派專人每月抄表記錄,及時整理分析用水量是否正常。現場分別對生活用水與工程用水確定定額指標并分別計量管理。將節水定額指標納入合同條款,進行計量考核。
4節能與能源利用
4.1制定節電制度
制訂合理的施工能耗指標,提高能源利用率。現場分別設定生產、生活、辦公和施工設備的用電控制指標,定期進行計量、核算和對比分析并有預防與糾正措施。在施工組織設計中,合理安排施工順序和工作面,以減少作業區域的機具數量,相鄰作業區充分共享機具資源。安排施工工藝時,優先考慮耗用電能分時分配或選用其他能耗較少的工藝。避免設備額定功率遠大于使用功率或超負荷使用設備的現象。
4.2 使用節電設備
(1)優先使用國家或行業推薦的節能環保施工設備和機具,如選用變頻技術的節能施工設備等。
(2)對價值較高的材料,如鋼筋、型鋼、電纜等進行重點監控。在塔式起重機上安裝監控攝像頭,覆蓋整個施工及周邊區域,進行24h監控。這些數據圖像上傳后管理人員可通過網站實時觀看,以及時掌握材料堆放和使用情況,合理調配現場材料,避免了材料的長期積壓、浪費和丟失。
5 節地與施工用地保護措施
(1)提前設計施工總平面,根據集中堆放、就近裝卸、起重機覆蓋范圍與使用效率等多方面的綜合因素布置總平面。提高場地使用效率,避免和減少二次搬運。
(2)施工現場倉庫、加工廠、作業棚和材料堆場等均安排在靠近已有交通線路及主入口一側,以縮短運輸距離。
(3)臨時辦公和生活用房采用占地面積小、對周邊地貌環境影響較小且適合于動態調整的二層輕鋼活動板房,可多次周轉使用。生活區與生產區分開,并設置標準的分隔設施。
6 結語
綜上所述,該建筑工程施工中通過有效的施工管理手段,根據實際情況做好施工場地規劃,嚴格落實施工組織設計和優化施工方案,使綠色施工技術能夠得到更好的應用,做到了節能減排的效果,降低施工成本和成本維護,減少對周邊環境的影響,真正做到可持續發展,實現綠色施工效益的所在。綠色施工、可持續發展仍處在不斷發展和完善的階段,這就需要建筑工作者不斷的學習、更新設計施工理念,更好的切合實際實行綠色建筑、綠色施工的發展需求。
參考文獻:
看德國智慧城市建設之路
重視頂層規劃和信息基礎設施建設
從總體上來看,德國各地的智慧城市建設多突出強調生態環保、節能減排、可持續發展的理念,這與德國的發展歷史、發展目標以及總體戰略密切相關。德國自二戰以后,全面啟動城市廢墟治理和重建的核心理念就是堅持生態原則,注重生態體系建設,包括法律、政策、建筑、景觀、鄉村、修復和雨洪管理等。當前,德國的智慧城市建設與生態城市建設相融合,生態城市著重以可再生能源利用、能源效率提升為戰略,智慧城市基于互聯網技術強調整合都市綜合解決方案。同時,十分重視城市公共信息基礎設施建設,以充分利用城市運行中產生的各類數據、信息、知識、資源等,達到強化不同組織機構之間的業務協同,提高政府決策水平,提升對社會和產業服務能力等目標。從世界綠色城市的代表之一――法蘭克福開展智慧城市試點的經驗來看,有四個方面的做法值得關注:一是明確建設主題。法蘭克福非常注重綠色發展,其目標是建設綠色城市,并成功提名為“2014年歐洲綠色之都”的候選城市;二是明確規劃期建設內容。圍繞綠色發展主題,法蘭克福智慧城市規劃提出了環城綠帶、“超節能住房”、節電獎勵、降低二氧化碳排放、垃圾等可再生能源利用、“法蘭克福電動交通2025戰略”、水資源管理等一系列與之相關的智慧城市建設內容;三是明確牽頭單位。與綠色發展主題相對應,法蘭克福智慧城市規劃主要是由環保局負責;四是重視公共信息基礎設施建設。法蘭克福已經建立了“法蘭克福/萊茵-美茵數字中心”,為提供商和用戶提供一個基礎設施共享、信息共享、服務共享的平臺,促進城市及都市區的數字化基礎設施建設。
注重重點領域的實際應用
智慧城市的應用領域非常廣泛,包括能源、環境、交通、醫療、教育、建筑、金融、政務等。為了提高居民的生活水平和增強城市的綜合競爭力,德國的智慧城市建設項目主要集中在節能、環保、交通、醫療等領域。在智慧節能環保方面:2011年日本福島核事故后,德國加快了棄核的步伐,并開始實施能源轉型戰略,制定了包括六個法律和一個法規的“一攬子能源法案”,成立了能源監管獨立專家委員會,制定了3年資助35億歐元的能源研發計劃,大力發展風電、太陽能和少量的生物質能、地熱,提出到2022年前關閉所有核電站,到2050年可再生能源占到德國能源比例的80%,到2020年實現二氧化碳減排40%的目標。2014年8月,又正式頒布實施《可再生能源法》。2014年,德國可再生能源發電占比首次超過傳統褐煤。如德國日照最充足的城市――弗萊堡市,充分利用這優越的自然條件,發揮歐洲最大的太陽能研究所――弗芝恩霍夫太陽能研究所的優勢,制定了可持續發展城市規劃,將太陽能發電運用到了城市的各個角落。在智慧交通方面,比較典型的是柏林的電動交通項目。柏林的目標是成為歐洲領先的電動汽車大都市。目前,柏林―勃蘭登堡首都地區是德國最大的電動汽車“實驗室”,擁有220個公用充電樁。迄今實施的可持續交通項目涵蓋了私人和家庭用車、電動汽車共享、企業車隊、卡車貨運、電動自行車等。
促進智慧城市建設與智慧經濟的融合
智慧城市的建設不僅改變了人們的生活習慣、方式和理念,也推動了相關企業和產業的快速發展,催生了智慧產業、智慧園區,促進了智慧城市建設與智慧經濟的融合。德國通過實施工業4.0戰略和最近的《德國數字化戰略》,不僅在裝備制造業領域形成了全球領先的發展優勢,在新一代信息技術產業發展方面也取得了突出的成就,而且通過智慧城市建設,又促進了云計算、大數據、物聯網等新一代信息技術的引進、應用和本地產業化,推動了智慧產業、智慧園區的發展。柏林阿德勒斯霍夫科技園就是一個成功的實踐案例。該園區曾是德國乃至世界航空發動機研發的心臟,此后亦經歷了近30年的衰敗,期間園區治安條件差、地下水被污染、企業居民紛紛搬遷撤離。自1991年開始,科技園區推行孵化器戰略,營造創新創業生態體系,形成四大孵化器實體。為支撐德國實現能源轉型2050戰略,園區重點研發可再生能源應用綜合解決方案,并在園區規劃、開發和運營管理中,落實生態和智慧理念,將生態友好、綠色能源利用、綠色建筑、慢通系統、電動汽車和海綿城市等落實到園區實際建設之中。至今,科技園區建筑節能水平達到德國領先,建造類型以被動式建筑和裝配式建筑為主,區域能源供應直接/間接實現可再生能源全覆蓋。目前,在占地4.2平方公里的科技園里,已有科研院所16家,入園企業和研究機構超過1000家,從業人數16000人,集聚了光子和光學、光伏和可再生能源、微系統和材料、IT與傳媒、生物技術和環境、檢測分析科技等六大產業,形成了科技城、高教城、傳媒城、創業城、柏林州未來城等五“城”聯動的有機生長模式。它已成為德國實施生態和智慧建設戰略的重點示范。
學德國智慧城市建設所長
因地制宜,試點先行,確保智慧城市建設取得實效
智慧城市建設是一項復雜的系統工程,是一個城市不斷發展長期演進的過程,要從城市的經濟和社會發展現狀出發,充分考慮當地的資源稟賦、經濟水平、發展特色、產業基礎、信息化水平、市民素質等各項因素,進行科學合理的頂層規劃,明確長遠的發展目標和近期的重點建設項目,然后務實推進、分步實施。要從每個城市的實際出發,選擇與當地居民關心關注和政府社會管理中的難點領域開展試點,由易到難,由點到面,由分到合,逐步解決智慧城市發展中的關鍵問題。切忌貪大求洋,盲目跟風,不切實際地購置先進設備、系統軟件,而在整體規劃方面缺乏有效統籌,在要素資源和能力支撐方面缺乏有力保障,造成資金、資源浪費,影響智慧城市建設進程。
德國各個城市的智慧城市建設雖多集中在節能、環保、交通等領域,但在具體項目的選擇和運營方式上,各地都有各自的重點和特色。德國人認為,智慧城市建設沒有統一的模式,也并不是說運用云計算、大數據、物聯網就是智慧城市建設。智慧城市就是在城市可持續發展的過程中,有效地運用不斷出現的前沿技術為市民提供便捷、經濟且環境友好的公共服務,解決城市化進程中出現的交通擁堵、環境污染、資源緊張等問題。只要能夠促進市民生活質量改善、城市競爭力和管理水平提高,就可視為建設智慧城市。
政企合作,多方出資,積極推進多元化投資模式
智慧城市建設是一種經濟行為,需要社會資本的參與,特別是企業的投資合作。德國為了更好地建設智慧城市,積極探索政府與企業合作的PPP模式,形成了運營模式多元化的特點,保證了智慧城市安全、高效、可持續運營。
按照政府與企業在投資、建設領域的不同角色,德國智慧城市建設呈現了政府投資運營、企業參與建設,政府與企業合資建設與運營,政府統籌規劃、企業投資建設,企業建設運營、政府和公眾購買服務等多種模式并存的態勢。如德國柏林伙伴組織是柏林市的經濟促進機構,由柏林市政府和私營企業各占一半股份。在智慧城市建設方面,柏林市政府負責柏林智慧城市規劃策略的制定,確定智慧城市建設六大主題,負責智慧城市建設各方的組織聯系,并建立公開的數據平臺,將柏林800多個數據庫全部開放;而柏林伙伴組織則提供一站式服務,做好規劃策略的實施和十個試點區運營。
我們在建設智慧城市的過程中,也要發揮政府和市場兩方面的作用,改變政府大包大攬,過多依賴政府投資的狀況,而是要發揮市場配置資源的基礎性作用,走多元化、市場化的投資運營模式,既要積極爭取中央政府的資金、政策支持,也要激發企業、公眾等社會力量,充分調動政府、企業和公眾參與智慧城市建設的主動性、積極性和創造性。
以人為本,民生導向,不斷滿足社會公眾的需求
堅持以人為本,以解決民生問題為導向,是建設智慧城市的核心本質。建設智慧城市目的就是為了滿足居民的需求,為公眾提供更加便捷、高效的服務,提供更為科學、智能的城市管理。