住宅装配式建筑设计实践——以时代天韵花园项目为例

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:孙阳阳
[导读] 摘要:装配式建筑设计需符合标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的装配式建筑基本特征。
        深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司  510000
        摘要:装配式建筑设计需符合标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的装配式建筑基本特征。预制构件设计必须做到标准化、系统化、简单及易于施工操作。预制构件的关节节点设计应满足防水、防火、保温、隔声的要求。综合考虑装配式建筑特点,在项目建造过程中结合实际项目情况综合应用BIM信息化技术,辅助项目顺利进行。
        关键词:装配式建筑;标准化设计;装配式节点;BIM应用
        引言
        装配式建筑政策规划自2015年以来密集出台,并取得突破性进展。2016年2月22日国务院出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》要求要因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。在此背景下,各地相应出台装配式实施政策及相关的计算细则。
        目前我国装配式建筑的成本仍高于传统住宅;设计存在一定局限性;缺乏结构体系优化研究;施工技术研发落后,复杂构件的安装、精度控制都很难有效保证。如何在满足国家和地方规范的基础上进行装配式建筑设计,平衡现阶段装配式建筑的局限与房地产开放商的需要,最大化发挥装配式建筑的优势,无疑是建筑工业化发展中非要重要的一步。本文以时代天韵花园项目为例,简析住宅装配式建筑的实践。
        一、项目概况
        时代天韵花园项目位于珠海市斗门区。规划总用地面积23712.15㎡,总建筑面积79965.39㎡。本项目5栋塔楼全部实施装配式,一次性开发。
        本项目根据《海市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则(试行)》进行预制率和装配率计算,1栋住宅标准层预制率为20.43%,装配率55.12%,2栋、3栋住宅标准层预制率为22.61%,装配率57.32%,4栋住宅标准层预制率21.32%,装配率56.14%,5栋住宅标准层预制率21.32%,装配率56.14%,预制率和装配率均符合珠海市装配式建筑预制率和装配率的要求。本项目是珠海首批装配式建筑之一,并在珠海市装配式建筑项目设计阶段技术认定工作中取得较好评价,有力的推动了装配式建筑的应用与实践。
        本项目采用的预制构件有:预制外墙板(含凸窗)、预制阳台(含叠合)、预制空调板、预制楼梯、预制内隔墙条板。标准层采用铝模及爬架施工方式。
        目前,该项目已经于2020完成封顶,准备验收交付。
        二、装配式建筑设计
        1.装配式建筑标准化设计
        本项目设计符合标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的装配式建筑基本特征。为发挥工业化优势,通过减少楼栋类型,减少户型种类,最大限度使标准单元楼层数量最多。
        (1)楼栋类型标准化
        本项目4栋住宅和5栋住宅塔楼标准层完全相同,仅层数不同;2栋和3栋塔楼高度一致,标准层平面镜像;1栋住宅仅一端与其他三栋不同。5栋住宅的平面符合住宅楼栋标准化特征。
        1栋住宅部分仅一个标准层,标准层层数为3F~24F,2栋、3栋住宅部分仅一个标准层,标准层层数为3F~24F;4栋住宅部分仅一个标准层,标准层层数为3F~22F,5栋住宅部分仅一个标准层,标准层层数为3F~24F。2层将延续3层构件做法采用的预制外墙和预制楼梯,以确保适宜预制的位置均采用预制装配技术。
        (2)户型模块标准化
        本项目由四种标准套型组成所有塔楼单体。1栋塔楼采用三种标准套型;2栋和3栋塔楼高度一致,平面镜像,采用三种标准套型;4栋和5栋塔楼标准层相同,仅层数不同,采用三种标准套型。整个项目的户型标准化程度较高。
        户型平面规整,采用统一模数协调尺寸,结构主要墙体保证规整对齐,使结构更加合理,同时减少PC构件转折。结合设计规范、项目定位及产业化目标等要求。
       
        套型模块组合示意图
        (2)预制构件标准化
        预制构件设计必须做到标准化、系统化、简单及易于施工操作。预制凸窗、预制阳台和预制楼梯的拆分符合模数化标准化设计原则,做到尽量统一。
        本项目供使用10种预制凸窗,4种预制阳台构件,1种预制楼梯构件,1种预制空调板,综合考虑了构件的拆分合理、模具的周转次数最大化等因素。
        预制构件信息统计表
       
        2.装配式建筑平面设计
       
        3.装配式关键节点设计
        (1)预制外墙的接缝应满足防水、防火、保温、隔声的要求。所有外墙采用热反射涂料,内保温采用30mm挤塑聚苯乙烯泡沫板。
        (2)本项目预制外墙板的接缝采用材料、构造、结构3道防水相结合设计方式:最外侧采用被上下层压紧的胶条和MS建筑密封胶,中间部分为胶条和PE棒空腔形成的减压空间,内侧为现浇混凝土,起到极好的防水效果。
        预制外墙板接缝所用的密封材料应具有与混凝土的相容性、低温柔性、最大伸缩变形量、剪切变形性、防霉性、憎水性及耐久性等,且应满足相关规范和设计要求。
        预制外墙接缝防水工程应由专业人员进行施工,以保证预制外墙的防排水质量。
               
        凸窗防水节点                                预制凸窗节点
        4.装配式建筑装饰装修与机电设计
        本项目外围护均为混凝土(现浇剪力墙和预制外墙)、现浇部分采用工具式铝膜板施工做到免抹灰、外墙饰面采用外墙涂料、保温采用内保温构造、防水通过混凝土自防水及接缝多道构造防水、预留预埋机电专业洞口和线盒等,从而实现外围护墙的外饰面、防水、保温、机电一体化设计。
        建筑门窗系统采用采用工厂生产、现场安装,预制构件窗框在工厂整体预埋,门窗尺寸标准化程度高,提高工厂和现场安装效率。门窗设计均符合模数化要求,门窗尺寸尽可能统一,减少种类。
        该项目机电设备管线系统中管线及点位预留、预埋到位:预制楼梯预留预埋栏杆扶手配套埋件、预制防滑条建筑功能;预制外墙预留预埋线盒、设备管线、空调留洞等;预制阳台预留预埋栏杆扶手配套埋件、预埋板底线盒、预留防水套管、立管、地漏等内容。对管线相对集中、交叉、密集的部位,比如强弱电井、表箱、集水器等进行管线综合,减少平面交叉;竖向管线集中布置,并满足维修更换的要求。
        各户型采用相同的装修方式、材料、部件,协调好建筑、结构、强弱电、供排水、燃气及室内装饰装修设计,实现各专业之间的有序、合理同步进行,减少后期返工,从而达到节约成本,节省工期,保护环境的目的。
        全面家居解决方案设计,最大化利用室内面积,提高空间效率,实现造型与户型的完美统一,提升家居舒适度。厨房设计精细化,空间利用最大化。
          
        预埋套管示意图                         预埋地漏示意图
        5.BIM应用
        本项目综合考虑装配式建筑特点,在项目建造过程中结合实际项目情况综合应用BIM信息化技术,辅助项目顺利进行。
        本项目的BIM应用在设计阶段的主要工作内容包括全专业设计建模、三维构件拆分设计、预制构件构造节点关系推敲、生产、施工阶段辅助现场三个部分工作。本项目的BIM成果主要为三个部分。一是全专业BIM模型,二是标准层施工分析模拟,三是在施工阶段的BIM模拟配合。本项目预制构件应用情况如下图BIM模型所示。
       
        户型BIM模型                            标准层预制构件BIM模型图
        运用BIM建模对预制构件和主体钢筋的碰撞进行检测
       
        三、结语
        随着我国新型城镇化进程的日益深入,国家对建设资源节约型、环境友好型社会需求的加强,具有高能耗、高排放的传统现浇建筑逐渐被新型的装配整体式建筑所替代,成为行业未来发展的主要方向。装配整体式建筑与传统建筑相比,具有提高工程质量、缩短建设周期、节约资源和能源、促进环境保护等优点,其标准化的建筑设计、工厂化的构件生产、机械化的装配施工、科学化的组织管理已经成为改变我国传统建筑生产方式、促进建筑产品精细化与标准化、实现建筑工业化的重要手段。因此我们需要不断探索与实践,推动装配式建筑不断发展。
        参考文献:
        [1] 朱百峰 装配整体式建筑绿色度评价体系研究沈阳建筑大学 2015-12-01 硕士论文
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