云南装配式建筑设计施工图审查相关政策及装配率计算

2023-12-18 09:46云南建安昆宁工程设计咨询有限公司郝麦娟余再西李娟郭宁
中国勘察设计 2023年11期
关键词:部品装配式管线

■ 云南建安昆宁工程设计咨询有限公司 郝麦娟 余再西 李娟 郭宁

一直以来,我国建筑施工主要采用现场施工为主的传统生产方式,这种生产方式工业化程度不高、设计建造较为粗放、建筑产品质量不稳定、建设效率低、劳动力需求量大、材料损耗和建筑垃圾量大、资源和能源消耗较大,已无法满足建筑行业节能减排的需要;改变建筑设计模式和建造方式,提高建筑科技含量、性能和质量的需要;解决建筑市场劳动力资源短缺的需要;有效保证工程质量、节约资源和降低成本的需要等建筑产业现代化的需求。建筑工业化是社会经济、文化、技术水平发展到一定阶段的必由之路,建筑行业的工业化和信息化需要一定的社会经济、技术和文化水平的支撑,不能忽视经济和产业发展的客观规律,不能忽视当地产业基础和技术水平。在明确节能环保、节材节水、绿色生态、减少人工、提质增效等建筑工业化内核的前提下,要充分依托地方建筑产业,明确各地适用的甚至是优势的装配式建筑产业,进一步扩大装配式建筑技术体系的应用范围。在国家和地方政策的支持下,云南省逐步开启了适合自己的装配式建筑和装配式建筑技术体系之路。为了推动此方向下设计施工图审查板块的同步发展,本文总结云南装配式建筑设计施工图审查相关政策以及装配率计算等相关内容,以期为同行提供参考与借鉴。

行业背景及相关政策

随着全国农民工人数下滑以及流动意愿的进一步降低,现场用工成本上升已成为长期且不变的趋势,装配式建筑技术的应用及其产业的发展将是必然的结果。2013年1月1日,国务院办公厅转发国家发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》(国办发〔2013〕1号),要求各地充分认识开展绿色建筑行动的重要性,并将“推动建筑工业化”列为十大重要任务之一。2016年2月6日,中共中央、国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出,大力推广装配式建筑,加大政策支持力度,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。

发展装配式建筑及其产业,要充分依托地方产业基础,结合自身发展环境,因地制宜制定政策。云南省大部分城市及城镇经济水平还无法支撑现阶段装配式建筑的大规模应用,经济发达地区广泛应用的装配式建筑支持政策在云南也存在较大局限。发展装配式建筑和装配式建筑技术体系需要考虑如下问题:当地是否有符合住宅产业化、建筑工业化发展方向的产业,如高精度模板、预制构件工厂、新型墙材生产厂等;从技术应用、部品部件单体角度出发,以上产品是否具有技术、经济、社会可行性,是否具有市场竞争力;能否依托以上产品形成具有本地特色的装配式建筑产业。结合云南省的现状情况,云南省住房和城乡建设厅于2023年9月1日印发了《关于加快装配式建筑发展促进新型建筑绿色发展的通知》(云建科〔2023〕131号),要求政府和国企投资、主导建设的建筑工程项目应采用装配式建筑或装配式建造方式。具体要求如下:一是若采用装配式建筑,则单体建筑装配率应不低于50%;二是若采用装配式建造方式,则单体建筑装配率应符合云建科〔2021〕42号的规定,即昆明市五华区、盘龙区、官渡区、西山区、呈贡区以及3个国家级开发(度假)区、晋宁区、安宁市、嵩明县和宜良县,单体建筑装配率不低于20%,其他城市单体建筑装配率不低于15%。将应用装配式建筑技术及相关部品部件纳入装配式建筑实施统计范畴:除昆明部分地区外,建筑单体应用装配式建筑技术、采用装配式部品部件,根据标准评分达到15%即可认定为应用装配式建筑技术体系。由施工图审查机构在施工图审查阶段对项目应用装配式建筑技术体系情况进行审核、统计及上报。项目设计单位应在施工图报审时提供相关装配式建筑技术应用情况说明,由施工图审查机构进行通过性核验(需享受相关支持政策的可根据管理需要自行制定管理办法),并将相关技术实施情况、面积以及比例一并上报。

装配式建筑定义及特点

装配式建筑的定义

《装配式混凝土结构建筑技术规范》中对装配式建筑作出如下定义:建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成装配而成的建筑。《装配式建筑评价标准》中对装配式建筑的定义为:装配式建筑是用预制构件、部品部件在工地装配而成的建筑。

装配式结构体系分为装配式混凝土结构、木(竹)结构、钢结构三大类,本文重点论述装配式混凝土结构。装配式混凝土结构包含框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙、框架—支撑结构、框架—核心筒、大板结构、箱式结构等。

混凝土预制构件是指在工厂或工地预先加工制作建筑物或构筑物的混凝土构件,构件种类主要有外墙板、内墙板、叠合板、预制楼梯、预制阳台等。

装配式建筑的连接节点

连接节点对装配式建筑尤为重要,是设计和施工控制的重点部位和关键环节,预制混凝土结构按连接方式分为等同现浇结构(刚性连接)、不等同现浇结构(柔性连接)两类。

刚性连接分一维、二维、三维等方式,具体连接方式如下:

一维刚性连接:基于一维构件,把梁、柱预制成一维构件,通过一定的方法连接而成。预制构件端部伸出的预留钢筋焊接或用钢套筒连接,然后现场浇筑混凝土,如图1所示。其优点为构件生产及施工方便,结构整体性较好,可做到等同现浇结构;缺点为接缝位于受力关键部位,连接要求高。

图1 一维刚性连接节点

二维刚性连接:基于二维构件,采用平面T型和十字型或一字型构件通过一定的方法连接,如图2所示。其优点为节点性能较好,接头位于受力较小部分;缺点为生产、运输、堆放以及安装施工不方便。

图2 二维刚性连接节点

三维刚性连接:基于三维构件,采用三维双T型和双十字形构件通过一定的方法连接,如图3所示。其优点为能减少施工现场布筋、浇筑混凝土等工作量,接头数量较少;缺点为构件是三维构件,重量大,不便于生产、运输、堆放以及安装施工。因此,该种框架体系应用较少。

图3 三维刚性连接节点

柔性连接:节点采用柔性连接(图4),连接部位抗弯能力比预制构件低,地震作用下弹塑性变形通常发生在连接处,既能用于预制混凝土框架体系,又可以用于预制混凝土板柱结构。变形在弹性范围内,因此结构恢复性能好,震后只需对连接部位进行修复,就可以继续使用,具有较好的经济性能。柔性连接的预制混凝土结构设计原则与现浇结构有很大不同,符合“基于性能”的抗震设计思想。

图4 柔性连接节点

预制装配式混凝土框架—支撑结构:该结构(图5)可以增加框架结构的刚度、延性、承载力以及耗能能力,支撑能消耗地震能量,使主体结构免于倒塌,甚至只需经过轻微修复便可继续使用,易于实现整个结构的全部预制装配化,提高框架结构的适用高度。

图5 预制装配式混凝土框架—支撑结构

钢筋连接技术:套筒灌浆连接,如图6所示。

图6 钢筋连接技术(左)、套筒灌浆连接(右)

浆锚搭接连接:包括螺旋箍筋约束浆锚搭接连接、金属波纹管浆锚搭接连接以及其他采用预留孔洞插筋后灌浆的间接搭接连接方式,如图7、图8所示。

图7 螺旋箍筋约束浆锚搭接连接

图8 金属波纹管浆锚搭接连接

装配式率的计算

计算装配率的意义

装配式建筑的装配率高低能够直观反映项目应用装配式建筑技术的多少,进而反映该项目所代表的工业化水平,装配率越高,工厂化水平越高,现场人工耗用就越低。装配率的计算是反映装配式建筑设计、施工成果的重要步骤,也是相关政府部门对装配式建筑认证的重要依据。装配式建筑和装配式建筑技术体系的装配率评价指标和要求如表1。装配式建筑应同时满足下列要求:主体结构部分的评价分值不低于20分;围护墙和内隔墙部分的评价分值不低于10分;采用全装修;装配率不低于50%。加分项仅适用于项目装配率不低于50%的前提下才可参与加分,且单个参评项目加分总和上限为15分。

表1 装配式建筑装配率评分表

装配率的计算:根据《云南省装配式建筑评价标准》(DBJ53/T-96-2018),主要采用长度比、面积比和体积比的方式计算各专业装配率,各分项装配率具体计算方法如下。

单体装配率计算

单体建筑室外地坪以上的主体结构、围护墙和内隔墙、装修与设备管线等采用预制部品部件的综合比例,装配率计算公式如下:

式中:

P:装配率;

Q1:主体结构指标实际得分值;

Q2:维护结构和内隔墙指标实际得分值;

Q3:装修与设备管线指标实际得分值;

Q4:评价项目中缺少的评价项分值总和;

Qj:加分项。

加分项仅适用于项目装配率不低于50%的前提下才参与加分,且单个参评项目加分总和上限为15分。

主体结构装配率计算

柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件主要采用混凝土材料时,预制部品部件的应用比例及采用减/隔震技术的建筑应符合下列要求:

预制部品部件的应用比例计算:

式中:

q1a:柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例;

V1a:柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件中预制混凝土体积之和,符合3.2.1.2条规定的预制构件间连接部分的后浇混凝土也可计入计算;

V:柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件中混凝土总体积。

当采用高精度模板施工工艺时,按下式计算:

式中:

q1b:柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件中高精度模板施工工艺的应用比例;

V1b:柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件中高精度模板施工工艺应用的混凝土总体积;

V:柱、支撑、承重墙、延性墙板等主体结构竖向构件中混凝土总体积。

当符合下列规定时,主体结构竖向构件间连接部分的后浇混凝土可计入预制混凝土体积计算:预制剪力墙板之间宽度不大于600mm的竖向现浇段和高度不大于300mm的水平后浇带、圈梁的后浇混凝土体积;预制框架柱和框架梁之间柱梁节点区的后浇混凝土体积;预制柱间高度不大于柱截面较小尺寸的连接区后浇混凝土体积。

梁、板、楼梯、阳台、空调板等构件中预制部品部件的应用比例应按下式计算:

式中:

q1c:梁、板、楼梯、阳台、空调板等构件中预制部品部件的应用比例;

A1c:各楼层中预制装配式梁、板、楼梯、阳台、空调板等构建的水平投影面积之和;

A:各楼层建筑平面总面积。

预制装配式楼板、屋面板的水平投影面积可包括:预制装配式叠合楼板、屋面板的水平投影面积;预制构件间宽度不大于300mm的后浇混凝土带水平投影面积;金属楼承板和屋面板、木楼盖及其他在施工现场免支模的楼盖和屋盖的水平投影面积。

围护墙和内隔墙装配计算

非承重围护墙中非砌筑墙体的应用比例应按下式计算:

式中:

q2a:非承重围护墙中非砌筑墙体的应用比例;

A2a:各楼层非承重围护墙中的非砌筑墙体的外表面积之和,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积;

AW1:各楼层非承重围护墙外表面总面积,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积。

围护墙采用墙体、保温、隔热、装饰一体化的应用比例应按下式计算:

式中:

q2b:围护墙采用墙体、保温、隔热、装饰一体化的应用比例;

A2b:各楼层围护墙采用墙体、保温、隔热、装饰一体化的墙面外表面积之和,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积;

AW2:各楼层围护墙外表总面积之和,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积。

内隔墙中非砌筑墙体的应用比例应按下式计算:

式中:

q2c:内隔墙中非砌筑墙体的应用比例;

A2c:各楼层内隔墙中非砌筑墙体的墙面面积之和,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积;

AW3:各楼层内隔墙墙面总面积,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积。

内隔墙采用墙体、管线、装修一体化的应用比例应按下式计算:

式中:

q2d:内隔墙采用墙体、管线、装修一体化的应用比例;

A2d:各楼层内隔墙采用墙体、管线、装修一体化的墙面面积之和,计算时可不扣除门、窗及预留洞口等的面积。

装修和设备管线装配率计算

干式工法楼面、地面的应用比例应按下式计算:

式中:

q3a:干式工法楼面、地面的应用比例;

A3a:各楼层采用干式工法楼面、地面的水平投影面积之和。

集成厨房的橱柜和厨房设备等应全部安装到位,地面、顶面和墙面中干式工法的应用比例应按下式计算。

式中:

q3b:集成厨房干式工法的应用比例;

A3b:各楼层厨房墙面、顶面和地面采用干式工法的面积之和;

Ak:各楼层厨房的墙面、顶面和地面的总面积。

集成卫生间的洁具设备等应全部安装到位,地面、顶面和墙面中干式工法的应用比例应按下式计算:

式中:

q3c:集成卫生间中干式工法的应用比例;

A3c:各楼层卫生间中地面、顶面和墙面采用干式工法的面积之和;

Ab:各楼层卫生间中地面、顶面和墙面的总面积。

管线分离应按下式计算并符合下列规定:

式中:

q3d:管线分离比例;

L3d:管线分离的长度;

L:建筑内所有给水排水、暖通、电气管线的总长度。

管线计算范围应包括建筑装配率计算范围内所有的管线长度;计入管线分离的管线类型应包括给水排水、暖通、电气管线;暴露于室内空间、敷设在地面架空层和吊顶内及非承重墙体空腔内,满足可检修和易更换要求的管线可认定为管线分离;集成卫生间和集成厨房包含的管线应纳入计算。

简单示例

示例一26分:高精度铝合金模板10分;ALC高精度砌块内墙5分;高精度铝合金模板外墙一次浇筑 5分(ALC高精度砌块外墙);全装修交房6分。

示例二16分:ALC高精度砌块内墙及外墙10分;全装修交房 6分。

示例三15分:高精度铝合金模板10分;高精度铝合金模板外墙一次浇筑5分。

结论

在国家和地方政策的支持下,云南省将逐步开启适合自己的装配式建筑和装配式建筑技术体系的道路。为了推动此方向设计施工图审查版块的同步发展,本文总结了云南装配式建筑设计施工图审查相关政策以及装配率计算等相关内容,供同行参考借鉴。连接节点对装配式建筑尤为重要,是设计和施工控制的重点部位和关键环节,预制混凝土结构按连接方式可分为等同现浇结构(刚性连接)、不等同现浇结构(柔性连接)两类。装配式建筑的装配率高低能直观反映项目应用装配式建筑技术的多少,进而反映该项目所代表的工业化水平。装配率越高,工厂化水平越高,现场人工耗用就越低。装配率的计算是反映装配式建筑设计、施工成果的重要步骤,也是相关政府部门对装配式建筑认证的重要依据。(郑文、赵金世、芮霞、王伟娜对本文亦有贡献)

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