于 勁，杜 慶，李 健，凌曉彤，黃博洋

（北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100005）

北京金域緹香項目的工業(yè)化實踐

于 勁，杜 慶，李 健，凌曉彤，黃博洋

（北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100005）

以北京住總?cè)f科金域緹香工業(yè)化項目為例，從預(yù)制構(gòu)件的科學(xué)拆分、節(jié)點(diǎn)處理以及BIM協(xié)同配合等方面闡述工業(yè)化住宅的設(shè)計理念，介紹工業(yè)化住宅施工安裝的主要特點(diǎn)及工藝流程，最后對住宅產(chǎn)業(yè)化的運(yùn)營模式和發(fā)展提出建議。

住宅產(chǎn)業(yè)化設(shè)計；施工發(fā)展；工業(yè)化實踐

0 引言

住總?cè)f科金域緹香項目位于北京市房山區(qū)長陽鎮(zhèn)高佃二村，東至20 m寬規(guī)劃路，西至長韓路，規(guī)劃總用地65 967 m2，其中建設(shè)用地65 967 m2，地上建筑面積15.64萬m2。項目由14棟16~21層的高層住宅組成，其中7、8、9#樓建筑面積約3萬m2，地上16~18層，采用全預(yù)制裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系的工業(yè)化方式建造，預(yù)制部位包括外墻、內(nèi)墻、樓板、陽臺、空調(diào)板樓梯、輕質(zhì)內(nèi)隔墻，獲綠建三星設(shè)計標(biāo)識，其中7#樓設(shè)置基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制率55%。

項目實現(xiàn)了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、部品生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場施工裝配化、結(jié)構(gòu)裝修一體化和管理信息化，精裝交房。2012年開工建設(shè)，預(yù)計2015年年底竣工交用（見圖1）。

1 工業(yè)化建筑的設(shè)計

1.1 工業(yè)化建筑的設(shè)計理念

工業(yè)化的設(shè)計思想應(yīng)盡早融入設(shè)計，一般來說不應(yīng)晚于初步設(shè)計階段，設(shè)計院應(yīng)進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件拆分，給出合理可靠的節(jié)點(diǎn)拼接構(gòu)造，確?！暗韧F(xiàn)澆”的設(shè)計目標(biāo)。

規(guī)劃設(shè)計應(yīng)優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊單元進(jìn)行規(guī)劃組合，考慮預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸通道、堆放以及起重設(shè)備所需空間，充分利用政策為項目爭取盡量多附加值，合理設(shè)置樓棟數(shù)、樓層數(shù)，實現(xiàn)施工中人、機(jī)、材周轉(zhuǎn)效率的最優(yōu)化。

圖1 項目小區(qū)局部實景圖

建筑設(shè)計要基于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模數(shù)化的協(xié)調(diào)原則，遵循功能空間模塊的“少規(guī)格、多組合”的原則，選用適合產(chǎn)業(yè)化建造方式的標(biāo)準(zhǔn)住宅戶型平面，立面上盡量不用承重墻體的錯位來實現(xiàn)立面的層次，而是用外立面的材質(zhì)、顏色以及空調(diào)和陽臺的變化來豐富立面的層次感及陰影變化的韻律。同時充分考慮構(gòu)件生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸方案和施工安裝方案的原則。

結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)充分考慮建筑使用功能、構(gòu)件生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸以及安裝條件，在確保結(jié)構(gòu)安全的前提下，遵循施工安裝方便的原則，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的科學(xué)拆分和連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計，達(dá)到“等同現(xiàn)澆”目標(biāo)。

機(jī)電設(shè)計應(yīng)優(yōu)化管線布置以精確定位。

優(yōu)秀的工業(yè)化建筑的設(shè)計人員應(yīng)具備一定的工業(yè)化建造全過程知識，具有成本控制思想和意識，充分了解預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸方案，同時考慮施工吊裝、工序穿插方案等因素，保證設(shè)計既滿足生產(chǎn)水平的要求，也能達(dá)到成本相對合理目標(biāo)。

1.2 預(yù)制構(gòu)件的科學(xué)拆分

預(yù)制構(gòu)件科學(xué)拆分對建筑功能、建筑平立面、結(jié)構(gòu)受力性能、預(yù)制構(gòu)件承載能力、工程造價等都會產(chǎn)生影響。標(biāo)準(zhǔn)化的目的是實現(xiàn)建筑部件的通用性和互換性，使規(guī)格化、通用化的部件適用于各類常規(guī)建筑，滿足各種要求。同時，大批量的規(guī)格化、定型化部件的生產(chǎn)可穩(wěn)定質(zhì)量，降低成本。標(biāo)準(zhǔn)化部品部件所具有的互換能力，可促進(jìn)市場的競爭和部件生產(chǎn)水平的提高，從而有利于推動現(xiàn)代建筑行業(yè)生產(chǎn)方式和組織方式的變革。

組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件按功能及受力的不同，主要分為豎向構(gòu)件、水平構(gòu)件及非受力構(gòu)件。豎向構(gòu)件主要包括承重—保溫—裝飾一體化的預(yù)制外墻板和內(nèi)墻板（見圖2）；水平構(gòu)件主要包括疊合樓板、預(yù)制陽臺空調(diào)板、預(yù)制樓梯等（見圖3~圖5）；非受力構(gòu)件主要包括保溫—裝飾一體化的PCF預(yù)制角模板和陽臺立板構(gòu)件（見圖6、圖7）。

圖2 預(yù)制剪力墻

圖3 預(yù)制疊合板

圖4 預(yù)制陽臺空調(diào)板

圖5 預(yù)制樓梯

圖6 PCF外墻板

圖7 裝飾性構(gòu)件

通過科學(xué)的拆分，將預(yù)制外墻板種類控制在7種，預(yù)制內(nèi)墻板為2種，預(yù)制陽臺板為1種。單塊預(yù)制墻板最大重量控制在6 t以下，連接節(jié)點(diǎn)的尺寸盡量統(tǒng)一，減少內(nèi)模的規(guī)格。

1.3 連接節(jié)點(diǎn)的處理

工業(yè)化建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)注重概念設(shè)計、整體抗震分析以及連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計并重的原則。連接節(jié)點(diǎn)分為豎向和水平兩種形式，將各預(yù)制構(gòu)件連接成一個整體，保證工業(yè)化建筑結(jié)構(gòu)具有與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)等同的整體性、延性、承載力和耐久性性能，達(dá)到“等同現(xiàn)澆”目標(biāo)。所以，連接節(jié)點(diǎn)是設(shè)計與施工的重中之重，是保證結(jié)構(gòu)受力性能的關(guān)鍵，應(yīng)采用便于施工的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式以保證施工質(zhì)量。

預(yù)制構(gòu)件豎向受力鋼筋的連接方式，主要采用套筒灌漿連接技術(shù)。預(yù)制墻板水平現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的規(guī)格宜統(tǒng)一，預(yù)制墻板兩側(cè)伸出鋼筋的長度、間距和端部做法宜采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)做法；鋼筋錨固于現(xiàn)澆段邊緣構(gòu)件區(qū)域內(nèi)時，可采用直錨或機(jī)械錨固方式。

建筑設(shè)計中，節(jié)點(diǎn)處理的重點(diǎn)包括外保溫及防水措施。外墻板采用承重—保溫—裝飾一體化的夾芯外墻板，從內(nèi)到外分別是混凝土受力層、保溫層和混凝土外飾保護(hù)層，通過連接件將內(nèi)外層混凝土連接成整體，既保證了外墻穩(wěn)定的保溫性能傳熱系數(shù)，也提高了防火等級。豎向連接和水平連接的板縫防水措施均采用結(jié)構(gòu)防水、構(gòu)造防水、材料防水結(jié)合的三道防水構(gòu)造（見圖8、圖9），保證了建筑防水的可靠性、有效性和耐久性。

圖8 外墻板垂直板縫

圖9 外墻板水平縫

1.4 隔震系統(tǒng)的成功應(yīng)用

本項目是國內(nèi)外首次將全預(yù)制裝配式剪力墻技術(shù)和基礎(chǔ)隔震技術(shù)相結(jié)合的實際工程。

在地下設(shè)置獨(dú)立隔震層，通過32個鉛芯橡膠支座及普通橡膠支座的優(yōu)化布置，大幅度吸收和消耗地震能量，可減小地震作用65%，使結(jié)構(gòu)可由8度（0.2 g）降到7度（0.1 g）進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計。上部結(jié)構(gòu)剪力墻抗震等級由二級降為三級，使高烈度地震區(qū)預(yù)制墻板構(gòu)件間豎向和水平連接節(jié)點(diǎn)的簡化成為可能，大幅減低地震下的層間位移，提高住宅抗震品質(zhì)，形成一種具有良好抗震性能、完善建筑功能、順暢機(jī)電管線布置的全預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用BIM技術(shù)可以把建筑業(yè)業(yè)務(wù)流程和表達(dá)建筑物本身的信息更好地集成起來，將傳統(tǒng)的建筑信息模型延伸至動態(tài)的建筑信息模型，直到基于建筑信息的管理，將BIM深入應(yīng)用的施工管理和物業(yè)運(yùn)維，真正達(dá)到建筑全生命周期的應(yīng)用，幫助業(yè)主實現(xiàn)對項目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本的全方位的實時控制。

利用BIM進(jìn)行管線碰撞檢測，可全面檢測管線之間與土建之間的所有碰撞問題，并提給各專業(yè)設(shè)計人員進(jìn)行調(diào)整，最大限度消除管線碰撞問題。

設(shè)計院應(yīng)具備在產(chǎn)業(yè)化項目進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的BIM應(yīng)用策劃能力，確定BIM信息化應(yīng)用目標(biāo)與各階段BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和移交接口，建立BIM信息化技術(shù)應(yīng)用協(xié)同平臺并進(jìn)行維護(hù)更新；在產(chǎn)業(yè)化項目的前期策劃階段、設(shè)計階段、構(gòu)件生產(chǎn)階段、施工階段、拆除階段的產(chǎn)業(yè)化項目全生命周期運(yùn)用BIM技術(shù)，幫助業(yè)主實現(xiàn)對項目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本的全方位的實時控制。

3 結(jié)語

和歐美日本等發(fā)達(dá)國家相比，我國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍然處于初級階段，面臨管理體制滯后、技術(shù)體系不完善和建造成本高等不利局面。

通過金域緹香項目的工業(yè)化實踐，我們在項目實施工程中遇到了很多現(xiàn)實難題和問題，深刻感受到需要整合全產(chǎn)業(yè)鏈資源，密切配合，統(tǒng)籌發(fā)展。建議在不斷完善技術(shù)體系，建設(shè)住宅產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)激勵機(jī)制的同時，重點(diǎn)推行設(shè)計、施工、管理一體化，從項目策劃、規(guī)劃設(shè)計、建筑設(shè)計、生產(chǎn)加工、運(yùn)輸施工、設(shè)備設(shè)施安裝、裝飾裝修及運(yùn)營管理全過程統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，形成完整的一體化運(yùn)營模式。

總之，住宅產(chǎn)業(yè)化是我國建筑行業(yè)的一次深刻革命，是建筑行業(yè)發(fā)展必然趨勢之一，只有通過全社會共同努力，才能保證住宅產(chǎn)業(yè)化健康快速的發(fā)展。

[1]GB 50053-2013，20 kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2013：20.

[2]GB 50059-2011，35 kV～110 kV變電站設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2011：18-24.

[3]GB 50673-2011，有色金屬冶煉廠電力設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2012：37.

[4]李善化，康慧，孫相軍.火力發(fā)電廠及變電所供暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計手冊[K].北京：中國電力出版社，2001：159-173.

[5]GB 50019-2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2003：43-45.

[6]GB 50370-2005，氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006：24.

作者簡介：曹晶晶（1982），女，工程師，就職于東北大學(xué)設(shè)計研究院有限公司。

TU741

A

1673-1093（2015）08-0081-04

于勁，男，博士，北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司總工程師，長期致力于結(jié)構(gòu)設(shè)計與科研技術(shù)工作，近年在住宅產(chǎn)業(yè)化的工程設(shè)計、技術(shù)集成和產(chǎn)品成套的研發(fā)創(chuàng)新領(lǐng)域頗有建樹。

1離心式屋頂風(fēng)機(jī)；2、3軸流通風(fēng)機(jī)；4、5、6雙層防雨調(diào)節(jié)百葉窗。

表2 通風(fēng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)

編號 設(shè)備名稱 性能參數(shù) 用途 自控方式1離心式屋頂風(fēng)機(jī) 5 1 2 0 m3/ h × 3 2 4 P a × 9 6 0 r / m i n 事故通風(fēng)與S F6報警信號聯(lián)動軸流通風(fēng)機(jī) 7 6 8 5 m3/ h × 3 5 4 P a × 2 9 0 0 r / m i n 正常排熱通風(fēng) —3 2軸流通風(fēng)機(jī) 7 6 8 5 m3/ h × 3 5 4 P a × 2 9 0 0 r / m i n 事故通風(fēng) 與S F6報警信號聯(lián)動4 雙層防雨調(diào)節(jié)百葉窗 1 8 0 0 m m × 5 2 2 m m 正常排熱通風(fēng) —5 雙層防雨調(diào)節(jié)百葉窗 1 8 0 0 m m × 5 2 2 m m 事故通風(fēng) 與S F6報警信號聯(lián)動6 雙層防雨調(diào)節(jié)百葉窗 1 8 0 0 m m × 5 2 2 m m 事故通風(fēng)與S F6報警信號聯(lián)動

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.022

2015-03-24；

2015-04-02