精選論文推薦:裝配式高層鋼結構住宅現狀及發展瓶頸研究


1.1 產業政策
1.1.1 中央層面政策
國務院和住房和城鄉建設部(以下簡稱住建部)近年來發布了一系列政策
1.1.2 地方政府層面政策
在中央政府大力推動裝配式建筑產業發展的同時,各級地方政府也積極制定裝配式建筑發展目標,其中,北京、河北和江西等地比較有代表性。北京要求到2018年實現裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到20%以上,到2020年實現裝配式建筑比例達30%以上;河北省要求到2020年全省裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到20%以上,其中鋼結構建筑占新建建筑面積的比例不低于10%,到2025年裝配式建筑面積占比達到30%以上;江西省要求到2018年,全省采用裝配式施工的建筑占新建建筑的比例達到10%,其中政府投資項目達到30%,2020年達到30%,其中政府投資項目達到50%,到2025年力爭達到50%,符合條件的政府投資項目全部采用裝配式施工……
除了制定發展目標,各級地方政府也制定了側重點不同的扶持政策,北京、廣西、河北石家莊、安徽等省市比較有代表性.
1.2 政策分析
對搜集到的政策進行分類、歸納、整理之后可以發現,產業政策(圖3)基本上分成三大方面:發展目標、扶持政策、EPC(工程總承包)及監管。
1.2.1 發展目標
在裝配式建筑產業發展目標方面,國務院及各地方政府基本上均明確了近期目標和中遠期目標,其中海南省要求最高,其裝配率達到30%,被較多省份作為裝配式建筑的中遠期目標。
1.2.2 扶持政策
在各級政府制定的扶持政策中,經過梳理,基本上可以分為經濟獎勵、金融支持和行政支持三類。其中,經濟獎勵包括財政獎勵、面積獎勵增值稅即征即退等;金融支持分為資金補助、貸款額度上浮等;行政支持涵蓋縮短審批時間、稅收優惠、優先保障用地等。
1.2.3 EPC及監管
裝配式建筑作為近年來新興的產業,傳統的建造模式已經難以適應項目的整體協調,根據其自身特點,工程總承包模式則成功地被借鑒過來,作為各級政府主推的裝配式建筑的建造模式。同時,各省市都在著力健全監管體制,制定適應裝配式建筑推廣應用的審批、設計、施工、監理、驗收、運營等的技術導則,建立并完善結構體系、現場裝配與施工、部品部件與整體建筑評價認證制度和監督檢查制度。
2 產業特點及優勢
2014年,住建部發布《裝配式混凝土結構技術規程》;2016年,住建部發布《裝配式木結構建筑技術標準》;2017年,住建部發布《裝配式鋼結構建筑技術標準》;2017年底,住建部發布《裝配式建筑評價標準》,并給出裝配式建筑的定義:由預制部品部件在工地裝配而成的建筑。無論是從建筑的建造流程,還是從組成建筑物各個專業的角度,裝配式高層鋼結構住宅都有著區別于傳統建筑的鮮明特點。
2.1 建造流程特點
2.1.1 建筑設計模塊化
裝配式高層鋼結構住宅,在設計階段便要考慮生產與施工的環節,盡可能做到模塊化,從而實現標準化、一體化設計,在設計過程中,與構件加工廠緊密結合,不再像傳統住宅設計時與施工相脫節。
2.1.2 部品生產工業化
同傳統建筑相比,在工廠生產這一階段,不再是僅僅生產原材料,而是進行構件生產,從而增加產業工人的工作崗位,也使得構件生產過程中的污染控制更易于實現,同時構件精度大大提升,為高層鋼結構住宅的質量奠定堅實基礎。
2.1.3 現場施工裝配化
在施工階段,傳統的現澆混凝土高層住宅,以現場濕作業、手工操作為主,工人以農民工為主,綜合素質偏低,專業化程度也很低。裝配式高層鋼結構住宅則不同,由于設計階段充分考慮了施工中可能遇到的問題,同時實現模塊化設計,從而使施工階段的難度極大降低,也使得濕作業大量減少,現場施工實現裝配化,施工隊伍的專業化水平得到明顯提升。
2.1.4 裝飾裝修一體化
進入裝修階段,傳統的住宅,多以毛坯房為主,住戶通過二次裝修后入住。二次裝修的過程中消耗大量人力物力,且噪聲污染嚴重。高層鋼結構住宅則可以實現裝修與建筑設計同步進行,從而達到裝飾裝修一體化的效果,最大限度地給住戶提供良好的居住體驗。
2.1.5 生命周期信息化
裝配式高層鋼結構住宅,通過工程總承包(EPC)的管理模式,改變以往以包代管、專業化協同不順暢的局面,結合BIM技術和平臺,實現建筑全過程的信息化管理,從而使整體效益達到最優。
2.2 各專業特點
對于裝配式高層鋼結構住宅,從建筑、結構、給排水、暖通、電氣這幾個專業角度來看,也有著區別于傳統建筑的顯著特點。
2.2.1 建筑專業特點
從建筑專業看,從戶型設計到平立面布局,裝配式高層鋼結構住宅所遵循的原則是模塊化、標準化、SI設計理念(圖4)。這些原則可以使得住宅在部品部件生產及施工過程中快速高效,同時便于住戶隨著家庭人口數量的變動自主更改戶型。
2.2.2 結構專業特點
裝配式高層鋼結構住宅采用“框架+抗側力構件”作為承重骨架,同時采用疊合樓板、鋼筋桁架樓承板作為樓板,加上預制樓梯、預制陽臺板、預制空調板等附屬構件,一起構成了裝配式高層鋼結構住宅的結構主體(圖5),使得整個設計建造過程中工業化程度大大提升。
2.2.3 水暖電專業特點
裝配式高層鋼結構住宅中的水暖電專業,區別于傳統現澆住宅,常采用整體廚房、整體衛生間,采用同層排水技術,并實現管線分離(圖6)。這些特點有效避免跨層漏水問題,并且產權明晰,不會造成糾紛。
3 產業優勢
裝配式高層鋼結構住宅作為新興產業,給相關各方帶來不同層面的利益。對政府而言,它帶來的是產業升級,使建筑業走上綠色發展的道路,由此將產生巨大的社會效益和環境效益;對開發商而言,它將縮短開發周期,提高資金利用率;對住戶而言,它易于裝修,且戶型調整幾乎不受空間限制,同時鋼結構安全性更高;對于設計方而言,由于采用模塊化、標準化設計,施工圖階段的設計周期大大縮短,設計師可將更多精力投入到項目的方案設計中;對于施工方而言,裝配式高層鋼結構住宅施工快速高效、機械化程度高,同時由于模塊化、標準化設計的引入,建造過程中避免大量的碰撞問題,可有效節約資源和時間;對監理方而言,BIM信息化技術可以全流程、全方位實時監控;對于運維方,可實現BIM信息化、智能化管理。
3.1 工程案例
3.1.1 鑄造村4號、7號鋼住宅工程
該項目位于北京市石景山區鑄造村, 4號、7號鋼結構住宅總建筑面積為35 164 m2,其中地上建筑面積為30 711 m2(4號樓為14 272 m2,7號樓為16 439 m2),地下建筑面積4 453 m2。4號樓地上13層,地下2層;7號樓地上15層,地下2層。地上部分為住宅,住宅層高2.9 m;地下1層為自行車庫;地下2層戰時為人防掩蔽所,平時為辦公用房。
該項目主體結構采用鋼框架-支撐結構體系,樓板采用疊合樓板,陽臺、樓梯、空調板采用預制構件,外墻采用新型200 mm厚新型加氣條板,室內采用裝飾裝修一體化技術,包括:同層排水、架空地板、整體衛生間、整體廚房等,屋頂采用太陽能集熱器。
3.1.2 二通廠南區棚改安置房工程
該項目總建設用地規模20 770.75 m2,總建筑面積73 772.31 m2,其中包含4棟一類高層住宅、配套公建、幼兒園和垃圾站,地下為大型車庫,其中高層鋼結構住宅地下2層,地上分別為24、24、21、22層,層高為2.9 m;地下車庫為3層,含人防。小區全部建筑均采用鋼結構,為全國首例(圖9)。高層住宅的墻板采用裝飾裝修一體化板,并在高層鋼住宅中首次應用鋼框架-防屈曲鋼板剪力墻結構體系,還應用了裝飾裝修一體化、BIM等技術。本項目的建設具有建筑工業化里程碑式的意義。
3.2 發展瓶頸
通過工程實踐,發現目前制約裝配式高層鋼結構住宅發展的瓶頸主要在于結構主體的防腐性能和外墻板的綜合性能。目前,雖然結構主體的防腐性能可以通過采用耐候鋼得到加強,并且通過耐候試驗也證明了其耐久性滿足相關要求,但由于缺乏工程實例,故工程界尚存在一定的疑慮。
外墻的性能指標主要包括保溫、隔聲、防滲、防裂、防火、建筑美學幾個方面;經濟指標主要包括原材料、生產工藝、運輸機安裝三方面;制作及安裝分為工廠制作和現場施工兩部分。目前,市場上缺乏一種能夠在各項性能指標之間取得平衡的墻板產生。
目前,通過金字塔原理分析了墻板的各項性能指標要求后,研發方向直指新的墻板主體材料和連接節點的研發。
總體而言,同發達國家相比,我國的裝配式建筑還處在起步階段,同時由于國情特殊,我國的高層鋼結構住宅很難參照國外的案例,但從長遠來看,高層鋼結構住宅既能大幅度提升建筑工業化水平,實現綠色建筑的理念,又能為國家進行鋼材的戰略儲備,應加大推廣力度,通過產學研相結合的方式,搭建新產品的研發平臺,推動高層鋼結構住宅產業的發展。以上內容就是“精選論文推薦:裝配式高層鋼結構住宅現狀及發展瓶頸研究”,更多裝配式新發展新資訊,歡迎繼續關注環球網校裝配式建筑行業頻道!點擊下方免費下載,獲取裝配式精華考點/課程講義。
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