装配式建筑发展概技术体系及案例分享.pptx

装配式建筑发展概况 技术体系及案例分享 BIAD IBC樊则森 北京市建筑设计研究院有限公司 建筑产业化工程技术研究中心 与同行分享 请大家指正 目录 CONTENTS 发 展 概况 发 展趋势 BIAD案例分享 技 术体系 1发展 概况 国际 预制概念古已有之 装配式建筑主要成就1 古罗马帝国就曾大量预制大理石柱部件 预制概念古已有之 我国古代预制木构架体系的模数化 标准化 定型化已经达到很高的水平 装配式住宅主要成就1 近现代预制建筑有四个阶段 1 19世纪是第一个预制装配 建筑高潮 代表作 水晶宫 满足移民需要的预制 木屋 预制铁屋等 2 20世纪初是第二个预制装 配建筑高潮 代表作 木制嵌入式墙板单元住宅建造 体系 斯图加特住宅展览会 法国 Mopin 多层公寓体系等 3 二战后 是建筑工业化真 正的发展阶段 钢 幕墙 PC预制 各种体系 4 七十 年代以后 国外建筑 工业化进入新的阶段 1 预制与现浇相结合的体系取得优势 2 从专用体系向通用体系发展 装配式建筑主要成就1 美国钢 PC挂板组合结构 装配式框架 预应力双 T板车 库体系 各种工业化小住宅 新加坡 预制剪力墙 灌浆套筒 香港 PC外墙挂板 标准化定型化 日本 预制框架 灌浆套筒 芬兰全预制 装配板式 弱连接 发端于工业革命 二战后大规模创立和推广 70年 代后 各国各地区基于不同的 自然和人 文条件及 特点 选择了不同的发展道路与方式 国际上装配式建筑主要成就1 9 of 9北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJING INSTITUTE OF ARCHITECTURAL DESIGN 美 国 装 配 式 建 筑 10 of 10北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJING INSTITUTE OF ARCHITECTURAL DESIGN 美国 洛杉矶某装配式住宅 框架结构 细柱厚板 外墙为预制墙板 11 of 11北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJING INSTITUTE OF ARCHITECTURAL DESIGN 美国 某装配式住宅 板式结构建造过程 1 1瑞典 瑞典开发了大型混凝土预制板的工业化体系 大力发展以通用部件为基础的通用体系 有 人说 瑞典也许是世界上工业化住宅最发达的国家 他们的住宅预制构件达到了 95 之多 国际上装配式建筑主要成就1 瑞典建筑工业化特点 1 在完善的标准体系基础上发展通用部件 2 模数协调形成 瑞典工业标准 SIS 实现了部品尺寸 对接尺寸的标准化与系列 化 1 3法国 法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一 走过了一条以全装配式大板和工具式模板 现浇工艺为标准的建筑工业化的 道路 国际上装配式住宅 建筑工业化 主要成就1 特点 一是以推广 构造体系 二是推行构件生产与施工分离的原则 发展 面向全行业的通用构配件的商品生产 上图 法国巴黎 28套公寓楼 1 6 日本 通过立法和认定制度大力推广住宅 产业化 六七十年代出台的 建筑基准法 成为日本大 规模推行产业化的节点 70 年代设立了 工 业化住宅质量管理优良工厂认定制度 这一 时期采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总 数的 10 左右 80 年代中期设立了 工业化 住宅性能认定制度 采用产业化方式生产的 住宅占竣工住宅总数的 15 20 住宅质量 和性能明显提高 到 90 年代采用产业化方式 生产的住宅占竣工住宅总数的 25 28 日本住宅产业化的重要成就之一是 KSI体系住 宅 国际上装配式住宅主要成就1 结构体 Skeleton 填充体 Infill 外墙 窗框 设备机器 内装修 各用户之间的隔 墙 专用供给设 备 柱 梁 阳台地面排水立管 排水总管 公共走廊 这种结构 可以根据家庭构成和 居住者的生活方式的变化 改变 房间的布局和内部的装修 这种居住体每 10 30年就可以更新 一次 自由地改变 更新性 耐久性更高的构造 便于维修 更新的公用设备 可以维持 100年 以上的结构体 经久耐用 耐久性 附录 2 新加坡三次建筑工业化尝试 1 1963年引进法国大板预制体系失败 本地承包商缺乏技术与管理经验 2 1971年引进大板预制体系也失败 引入合资企业 设立构件厂 但施 工管理方法不当 并遇上石油危机 3 1981年 同时引进澳洲 法国 日本多种体系 并率先在保障房大规 模推广 最后发展具有本地特色的预制装配整体式结构 新加坡 住宅产业化模式 中国香港 我国香港地区 香港快速发展住宅产业化主要归功于政府的积极引导 和 标准化设计 从 和谐式 公屋的 多种系列的标准设计使得房间尺寸相互配合 建筑构件的尺寸得以固定 形成了公屋专用 体系的 预制 生产 新开工的公屋全部采用预制 半预制构件和定型模版建设 国际上装配式住宅主要成就1 上图 香港海德 1A公屋 香港 标准化设计为核心的装配式公屋 1 2人 单位 实用面积 14 05平方米 2 3人 单位 实用面积 21 493平方米 3 4人 单位 实用面积 30 118平方米 5 6人 单位 实用面积 36 948平方米 香港 在 1980年开始在保障房建设中推进住宅产业化 到了 2001年政府出台建筑面积奖励政策 对采用预制外墙的商品 房给予建筑面积 6 的奖励 香港普通商品房开始采用住宅产 业化建设 香港 的住宅产业化 模式及政策 2发 展趋势 2 1向长寿命居住和绿色住宅产业化方向发展 世纪之交 全人类 对于可持续发展的追求 促使人们 探索从节能 节水 节材 节地和环保 等方面综合统筹 建造更 绿色 的建筑 而 长寿命居住 是最大的 绿色建筑 对 我国而言 绿色建筑工业化 是可持续发展的要求 也是转变增长方式的要求 2 2从闭锁体系向开放体系发展 西方国家 预制混凝土结构的发展 大致上可以分为两个阶段 自 1950年至 1970年是第一阶 段 1970年至今是第二阶段 第一阶段的施工方法被称为闭锁体 closdeysstem 其生产重 点为标准化构件 并配合标准设计 快速施工 缺点是结构形式有限 设计缺乏灵活性 第二阶段的施工方法被称为开放体系 ponesysetm 致力于发展标准化的功能块 设计上 统一模数 这样易于统一又富于变化 方便了生产和施工 也给设计更大自由 2 3从湿体系向干体系发展 现在又广泛采用 现浇和 预制 装配相结合的体系 湿体系 wetsysetm 又称 法国式 其 标准较低 所需劳力较多 接头部分大都采用现浇混凝 土 但防渗性能好 干体系 d yrSysetm 又称 瑞典式 其 标准较高 接头部分大都不用现浇 混凝土 防渗性能较差 国外此类住宅主要技术趋势2 2 4从只强调结构预制向结构预制和内装系统化集成的方向发展 建筑产业化既是主体结构的产业化也是内装修部品的产业化 两者相辅相成 互为依托 片面强调其中任何一个方面均是错误的 2 5更加强调信息化的管理 通过 BIM信息化技术搭建住宅产业化的咨询 规划 设计 建造和管理各个环节中的信息 交换平台 实现全产业链的信息平台支持 以 信息化 促进 产业化 是实现住宅全 生命周期 和质量责任可追溯 管理的重要手段 2 6更加与保障性基本住房需求建设结合 欧洲和日本的集合住宅 新加坡的租屋 我国香港的公屋均是装配式技术的主要实践对 象 国外此类住宅主要技术趋势2 我国 建筑产业 现代化 发展方向 节能 节水 节地 节材 环保 走中国特色的绿色建筑 产业化道路 总体目标 生产方式变革 技术核心 主体结构 工业化 建筑部品集成化 标准化设计 工厂化生产 装配化 施工 一体化装修 信 息化管理 全产业链整合 3 1市场推进 政府引导 要继续坚持 主要靠市场 推进 建筑产业化 但政府要加强引导和服务 促进建筑产业化健康 发展 政府的作用可以体现在统筹保障性住房的规划 设计 承建和物业管理上 同时利 用政府批核设计的权利 制定一套审查制度 并且对工业化房屋设计一套激励政策 还要 改革预制构件的征税制度 不要把房屋的半成品 预制构件视作消费品征税 3 2规范立法 示范带动 当前 我国还 没有形成完整的建筑技术体系 需要建设相应的产业化建筑标准体系 并建立 法治化的准入 和淘汰 机制 同时抓好产业化保障性住房 示范项目的 建设 发挥 导向性作用 推动建筑产业化 发展 3 3绿色环保 提质增效 未来的 保障性住房建 设 和 新型城 镇 化 不能再走低品 质 高消耗 低 产 出的老路 要 转变 建筑生 产 方式 推 进 建筑 业 的 绿 色工 业 化 提高效率 节约资 源 保 护环 境 建 设 美 丽 中国 3 4循序渐进 中国国情 回顾中国发展住宅工业化半个多世纪的经验教训 与其把工业化定位太高 令建筑成本提 升过多 以致住宅工业化至今仍停留在试点阶段 建筑业仍被传统手工业生产方式垄断 不如 做好循序渐进的准备 统筹兼顾各种要素 走出一条适合国情的 中国特色的建筑产 业化 道路来 我国发展此类住宅的建议3 面对资源环境的过度 消耗和劳动力的日益匮乏 建筑业亟待转型升级 建筑产业现代化已经成为 行业发展的必然趋势 北京市委常委副市长 陈刚表示 推进住宅产 业化将大大促进节能减排 推进绿色安全施工 提 升住宅品质 改善人居环 境 促进建设行业产业结 构调整 是实现绿色低碳 住宅的有效途径 人文 北京 科技北京 绿色北 京 的具体体现 八 推动建筑工业化 住房城乡建设等部门要加快建立促进建筑工业化的设计 施工 部品生产等环节的 标准体系 推动结构件 部品 部件的 标准化 丰富标准件的种类 提高通用性和可置换性 推广适合工 业化生产的 预制装配式混凝土 钢结构等建筑体系 加快发展建设工程的预制和装配技术 提高建筑工业化技术集成水 平 支持集设计 生产 施工于一体的工业化基地建设 开展工业 化建筑示范试点 积极推行住宅全装修 鼓励 新建住宅一次装 修到位或菜单式装修 促进个性化装修和产业化装修相统 一 2013年 1月 1日 国务院办公厅关于转发发展改革委 住房城 乡建设部绿色建筑行动方案的通知 国办发 2013 1号 2014年 3月 28日在北京国际绿色建筑大会上 住房和城乡建设部副 部长 全国政协常委仇保兴发表了 普及绿色建筑的捷径 装配 式住宅 的主题演讲 将装配式建筑的 绿色性 提到新的高度 国内 技术体系3 宇辉 预制装配式剪力墙结构 间接搭接连接 黑龙江宇辉集团开发的 保利花园 应用了 预制墙体 预制阳台 预制楼梯 预制叠合 板等建筑部件 长沙远大 住工现浇结构外挂板体系 远大住 工 在整体厨卫 成套门窗等技术方面实现了标准化设计 并建设了以预制混凝土外墙 板为主的工业化生产 配套化供应的建造体系 南京大地 集团装配式框架外挂板体系 构件采用预制构件流水线生产 生产及施工效率 高 成本低 框架结构不符合国内主流住宅的特 点 预应力叠合楼板存在反拱 存在技术缺陷 万科上坊公寓保障房 中南建设 装配式剪力墙体系 装配率及预制率高 构件可采用预制构件流水线 生产 经济性较好 但建筑高度受限 合肥西伟徳宝业 叠合式剪力墙 德国技术 装配率高 整体性好 效率高 技术 成熟 建筑混凝土和钢筋含量大 材料成本高 万科 地域化的体系 万科集团在深圳投资建设了 万科住宅产业化研 究中心 并积极推进房地产开发项目的预制装 配和精装修集成 南方偏重于引进日本常用的预 制框架或框架结构外挂板技术 在北方则和北京 市建筑设计研究院及榆树庄构件厂合作 开发了 本土化的装配整体式剪力墙结构新技术 BIAD 装配式剪力墙建筑体系 装配式剪力墙住宅关键技术 结构装配 l现浇连接段 水平现浇带 圈梁 将 预制墙板与现浇剪力墙连接为整体 l 水平现浇带 圈梁 将剪力墙与楼 屋盖连接为整体 l钢筋套筒连接 使竖向钢筋连续 l钢筋搭接连接 使水平钢筋连续 l钢板连接 预制墙板实现抗剪连接 防水构造 结构防水 构造防水 材料防水 门窗安装构造 洞口 公 差 从 50mm精细到 5mm 预制精度与工厂化门窗精度匹配 工序减少 效率提高 性能提升 解决了外窗渗漏的问题 装配式剪力墙住宅关键技术 三明治式的构造 内 叶墙板 保温 外叶墙板 多 种表现手段 清水混凝土外饰面 瓷砖反打 装饰混凝土 保温装饰一体化外墙 预制楼梯剖面示意 部品部件及管线 综合 工艺 由 复杂 变为简单 优 质 提 效 省工省时 预制阳台和空调板 预制楼梯 清水混凝土预制楼梯 特别 能体现出工厂化预制的便捷 高效 优质 节约的特点 本 工程全面运用了预制楼梯 提 高了生产效率 降低工程成 本 整体厨房及关键厨房电器 如灶具 油烟机等 统一配置 整体卫生间及卫浴设备的统一配置 家庭收纳系统的统一配置 固定家具工厂 预制 地板和门 等部 品的统一配置和装配化 施工 预制构件 图 做好水电点位预留 预埋的设计 工厂化装修 施工工艺工法 模具体系 工艺配套 机具工法 质量管理 4案 例分享 初步建立 装配整体式剪力 墙结 构 建筑体系 探索了 预 制构件的制作 安装 施工和 管理方法 在免 维护 外 墙 保温体系 外 墙 防水 外窗精确安装工 艺 家居解决方案 提 高建造效率 节 能降耗等方面站在了学科前沿 使用至今无渗漏水投 诉 中粮万科假日 风 景 B3 B4 楼 北京市住宅 产业 化 试 点工程 获奖 情况 北京市 优 秀工程 设计奖 二等 奖 全国 优 秀工程勘察 设计 行 业奖 三等 奖 中国土木工程詹天佑金 奖 建筑 规 模 0 8万 m2 北京市公安局公租房 项 目 项 目位置 北京市西城区 建筑 规 模 2 2万 建筑高度 72m 目前状 态 已建成 获奖 情况 中国保障性住房 设计竞赛 二等 奖 已建在建项目情况 北京市 4 中粮万科假日 风 景 D1 D8 楼 住宅 产业 化示范工程 确立了 装配整体式剪力 墙结 构建筑体系 总 工期比 传统 模式 缩 短了将近三个月 施工 单 位 在缺少 产业 化工人的情况下 通 过 三个月 简单 培 训 就基本掌握了操作要 领 证 明了装配式建筑的 强 大生命力 获奖 情况 中国装 饰 混凝土 设计 大 赛 材料工 艺创 新 奖 北京市 优 秀工程 设计奖 一等 奖 建筑 规 模 3万 m2 已建在建项目情况 北京市 4 获奖 情况 全国 绿 色建筑 创 新 奖 二等 奖 进 一步 优 化了 装配整体式剪力 墙结 构 建筑体 系 探 讨 了装配式住宅的立面多 样 化及多种外 墙 材 料的 应 用 实现 了无外架施工 获 得国家 绿 色三星 标识 北京市首个 获 得 产 业 化住宅面 积奖 励的 项 目 建筑 规 模 5万 m2 中粮万科 长 阳半 岛 已建在建项目情况 北京市 4 住 总 万科金域 华 府 产业 化住宅楼 京投万科新里程 项 目 项 目位置 北京市房山区 长 阳 镇 建筑 规 模 8万 m2 目前状 态 建 设 中 项 目位置 北京市昌平 区回 龙观 抗震 设 防 8度区首 栋 80 米装配式住宅 建筑 规 模 2万 m2 目前状 态 建 设 中 已建在建项目情况 北京市 4 住 总 万科金域 华 府 产业 化住宅楼 北京市 马驹桥 装配式公租房 项 目 项 目位置 北京市通州区 马驹桥 建筑 规 模 13万 m2 目前状 态 建 设 中 已建在建项目情况 北京市 4 项 目位置 辽 宁省大 连 市金州新区 目前状 态 建 设 中 本 项 目集成了 2007年以来 产业 化住宅 实 践的最新 成果 除了整体外 墙预 制 內 墙 和部分内隔 墙预 制等 还 集成了整体 卫 浴 叠合楼板降板 外 墙 面 砖 反打 等新的 产业 化技 术 是大 连 市首 栋 住宅 产业 化 试 点 工程 青 岛 万科 东 郡 1 3期工 业 化楼 项 目位置 山 东 青 岛 海西路 目前状 态 建 设 中 青 岛 市首 栋 住宅 产业 化 试 点工程 大 连 万科城二期 工 业 化住宅楼 4 已建在建项目情况 首都设计京外试点 项 目位置 沈阳沈河区 建筑 规 模 6万 抗震 设 防 7度区首 栋 100米装配式住宅 国家行 业 规 范 试设计 目前状 态 结 构 验 收 已建在建项目情况 首都设计京外试点 4 沈阳万科春河里项目 项 目位置 合肥市装配式回迁房 项 目 建筑 规 模 60万 目前状 态 方案 优 化咨 询 棚 户 区改造 试 点示范 长 春万科柏翠园 D16组团项 目 项 目位置 吉林 长 春朝阳区 建筑 规 模 2万 m2 目前状 态 建 设 中 长 春市首 栋 住宅 产业 化 试 点工程 已建在建项目情况 首都设计京外试点 4 合肥市包河新区蜀山装配式公租房 项 目 项 目位置 合肥市包河新区 建筑 规 模 35万 m2 目前状 态 建 设 中 合肥市住宅 产业 化 试 点工程 绿 色 2星 已建在建项目情况 首都设计京外试点 4 深圳花 样 年集 团 成都装配式商品房 项 目 项 目位置 成都市 建筑 规 模 16万 m2 目前状 态 设计 中 已建在建项目情况 首都设计京外试点 4 项 目名称 预 制 夹 心 外 墙 预 制 内 墙 叠 合 楼 板 预 制 女 儿 墙 预 制 楼 梯 叠 合 阳 台 预 制 空 调 板 预 制 外 墙 挂 板 外 墙 饰 面 反 打 模 数 协 调 预 制率 预 制构件 混凝土用 量 混凝土 总 用量 整 体 外 墙 装 配 无 外 架 施 工 太阳 能生 活 热 水 绿 色 景 观 场 地 工 业 化内 装 SI分 离 分离 式地 板采 暖 绿 色星 级标 准 假日 风 景 B3 B4工 业 化楼 15 假日 风 景 D1 D8工 业 化楼 24 绿 色 2星 北京中粮万科 长 阳半 岛 1 地 11 地快 35 绿 色 3星 沈阳万科春河 里 4 7 10 楼 55 长 春万科柏翠 园 50 绿 色 2星 青 岛 万科 东 郡 一期 3 7 楼 60 绿 色 2星 北京万科 长 阳 半 岛 5 地 07 08地 块 55 绿 色 3星 北京万科金域 华 府 019地 块 2 楼 50 绿 色 2星 北京市装配式 公租房 实验 楼 60 绿 色 1星 整体解决方案包括 1 技 术 体系 2 预 制构件系 统 3 BIM 建筑信息模型 的 应 用 逐步增加和完善 工 艺 工法 经济 性 综 合 评 价 工期 测 算 等关 键 内容 形成 简 明易 见 的 整体解决方案 成 为项 目决策的依据和 实 施目 标 整体解决方案 性能配置例表 装配式建筑 的 BIM方法4 装配式建筑核心是 集成 BIM方法是 集成 的主线 这条主 线串联起设计 生产 施工 装修和管理全过程 服务于设计 建 设 运维 拆除的全生命周期 装配式建筑的 BIM方法5 1 标准化 BIM构件库的建立 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与标准化设计5 2 BIM可视化设计 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与标准化设计5 3 BIM构件拆分及优化设计 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与标准化设计5 4 BIM协同设计 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与标准化设计5 5 BIM性能化分析 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与标准化设计5 1 构件加工图设计 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与工厂化生产5 2 构件生产指导 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与工厂化生产5 3 通过 CAM实现预制构件的数字化制造 装配式建筑的 BIM方法 一 BIM与工厂化生产5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 施工现场组织及工序模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 2 施工安装培训 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 3 施工模拟碰撞检测 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 4 复杂节点的施工模拟 装配式建筑的 BIM方法 三 BIM与装配化施工5 1 装修部品产品库的建设 装配式建筑的 BIM方法 四 BIM与一体化装修5 2 可视化设计 装配式建筑的 BIM方法 四 BIM与一体化装修5 3 信息化集成 装配式建筑的 BIM方法 四 BIM与一体化装修5 3 信息化集成 装配式建筑的 BIM方法 四 BIM与一体化装修5 4 装配式装修 装配式建筑的 BIM方法 四 BIM与一体化装修5 1 经济算量分析 装配式建筑的 BIM方法 五 BIM与信息化管理5 2 RFID等实现装配式建筑质量管理可追溯 装配式建筑的 BIM方法 五 BIM与信息化管理5 北京市建筑设计研究院有限公司 BEIJING INSTITUTE OF ARCHITECTURAL DESIGN 北京市建筑设计研究院建筑产业化工程技术研究中心北京市建筑设计研究院建筑产业化工程技术研究中心 Industrialization Building Center BIAD IBC