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論文關鍵詞:裝配式建筑,預制,施工
從古至今,蓋房屋都離不開磚瓦砂石,在現場進行人工砌筑或澆注,也就是說,房屋是現場建造出來的。其缺點很多:建筑工人勞動強度大,生產效率低,施工速度慢,建設周期長,材料消耗多……,這一系列問題已遠遠不能適應現代社會對住宅的需求。因此,要使建筑工業適應現代化的需要,就得開創新路,采用新型建材,用新技術建房,于是裝配式建筑就應運而生。
所謂裝配式建筑就是用預制的構件在工地裝配而成的建筑。它采用最新的冷壓輕鋼結構以及各類輕型材料組合房屋的各個部分,使其具備卓越的保溫、隔音、防火、防蟲、節能、抗震、防潮功能。這種建筑的優點是建造速度快,受氣候條件制約小,節約勞動力并可提高建筑質量。
裝配式建筑歷史悠久,17世紀向美洲移民時期所用的木構架拼裝房屋,就是一種簡單的裝配式建筑。1851年倫敦建成的用鐵骨架嵌玻璃的水晶宮是世界上第一座大型裝配式建筑。第二次世界大戰后,歐洲國家以及日本等國房荒嚴重,迫切要求解決住宅問題,促進了裝配式建筑的發展。到19世紀60年代,裝配式建筑在國外得到大量推廣。
1分類
裝配式建筑按結構形式和施工方法一般分為五種。
1.1砌塊建筑
用預制的塊狀材料砌成墻體的裝配式建筑,適于建造3~5層建筑。砌塊建筑適應性強,生產工藝簡單,施工簡便,造價較低,還可利用地方材料和工業廢料。建筑砌塊有小型、中型、大型之分。小型砌塊適于人工搬運和砌筑,工業化程度較低,靈活方便,使用較廣;中型砌塊可用小型機械吊裝,可節省砌筑勞動力;大型砌塊現已被預制大型板材所代替。
砌塊有實心和空心兩類,實心的較多采用輕質材料制成。砌塊的接縫是保證砌體強度的重要環節,一般采用水泥砂漿砌筑,小型砌塊還可用套接而不用砂漿的干砌法,可減少施工中的濕作業。有的砌塊表面經過處理,可作清水墻。
1.2板材建筑
由預制的大型內外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成,又稱大板建筑。它是工業化體系建筑中全裝配式建筑的主要類型。板材建筑可以減輕結構重量,提高勞動生產率,擴大建筑的使用面積和防震能力。板材建筑的內墻板多為鋼筋混凝土的實心板或空心板;外墻板多為帶有保溫層的鋼筋混凝土復合板,也可用輕骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等制成帶有外飾面的墻板。建筑內的設備常采用集中的室內管道配件或盒式衛生間等,以提高裝配化的程度。大板建筑的關鍵問題是節點設計。在結構上應保證構件連接的整體性(板材之間的連接方法主要有焊接、螺栓連接和后澆混凝土整體連接)。在防水構造上要妥善解決外墻板接縫的防水,以及樓縫、角部的熱工處理等問題。大板建筑的主要缺點是對建筑物造型和布局有較大的制約性;小開間橫向承重的大板建筑內部分隔缺少靈活性(縱墻式、內柱式和大跨度樓板式的內部可靈活分隔)。
1.3盒式建筑
從板材建筑的基礎上發展起來的一種裝配式建筑。這種建筑工廠化的程度很高,現場安裝快。一般不但在工廠完成盒子的結構部分,而且內部裝修和設備也都安裝好,甚至可連家具、地毯等一概安裝齊全。盒子吊裝完成、接好管線后即可使用。盒式建筑的裝配形式有:
(1)全盒式,完全由承重盒子重疊組成建筑。
(2)板材盒式,將小開間的廚房、衛生間或樓梯間等做成承重盒子,再與墻板和樓板等組成建筑。
(3)核心體盒式,以承重的衛生間盒子作為核心體,四周再用樓板、墻板或骨架組成建筑。
(4)骨架盒式,用輕質材料制成的許多住宅單元或單間式盒子,支承在承重骨架上形成建筑。也有用輕質材料制成包括設備和管道的衛生間盒子,安置在用其他結構形式的建筑內。
盒子建筑工業化程度較高,但投資大,運輸不便,且需用重型吊裝設備,因此,發展受到限制。
1.4骨架板材建筑
由預制的骨架和板材組成。其承重結構一般有兩種形式:一種是由柱、梁組成承重框架,再擱置樓板和非承重的內外墻板的框架結構體系;另一種是柱子和樓板組成承重的板柱結構體系,內外墻板是非承重的。承重骨架一般多為重型的鋼筋混凝土結構,也有采用鋼和木作成骨架和板材組合,常用于輕型裝配式建筑中。骨架板材建筑結構合理,可以減輕建筑物的自重,內部分隔靈活,適用于多層和高層的建筑。
鋼筋混凝土框架結構體系的骨架板材建筑有全裝配式、預制和現澆相結合的裝配整體式兩種。保證這類建筑的結構具有足夠的剛度和整體性的關鍵是構件連接。柱與基礎、柱與梁、梁與梁、梁與板等的節點連接,應根據結構的需要和施工條件,通過計算進行設計和選擇。節點連接的方法,常見的有榫接法、焊接法、牛腿擱置法和留筋現澆成整體的疊合法等。
板柱結構體系的骨架板材建筑是方形或接近方形的預制樓板同預制柱子組合的結構系統。樓板多數為四角支在柱子上;也有在樓板接縫處留槽,從柱子預留孔中穿鋼筋,張拉后灌混凝土。
1.5升板和升層建筑
板柱結構體系的一種,但施工方法則有所不同。這種建筑是在底層混凝土地面上重復澆筑各層樓板和屋面板,豎立預制鋼筋混凝土柱子,以柱為導桿,用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設計高度,加以固定。
外墻可用磚墻、砌塊墻、預制外墻板、輕質組合墻板或幕墻等;也可以在提升樓板時提升滑動模板、澆筑外墻。升板建筑施工時大量操作在地面進行,減少高空作業和垂直運輸,節約模板和腳手架,并可減少施工現場面積。升板建筑多采用無梁樓板或雙向密肋樓板,樓板同柱子連接節點常采用后澆柱帽或采用承重銷、剪力塊等無柱帽節點。升板建筑一般柱距較大,樓板承載力也較強,多用作商場、倉庫、工場和多層車庫等。
升層建筑是在升板建筑每層的樓板還在地面時先安裝好內外預制墻體,一起提升的建筑。升層建筑可以加快施工速度,比較適用于場地受限制的地方。
2特點
裝配式建筑有以下特點:
(1)設計多樣化
裝配式住宅,采用大開間靈活分割的方式,根據住戶的需要,可分割成大廳小居室或小廳大居室。住宅采用靈活大開間,其核心問題之一就是要具備配套的輕質隔墻,而輕鋼龍骨配以石膏板或其它輕板恰恰是隔墻和吊頂的最好材料。
(2)功能科技化
外墻有保溫層,最大限度地冬季采暖和夏季空調的能耗;提高墻體和門窗的密封功能,保溫材料具有吸聲功能,避免外來噪音的干擾;使用不燃或難燃材料,防止火災的蔓延或波及;大量使用輕質材料,降低建筑物重量,增加裝配式的柔性連接;外觀不奢,但立面清晰而有特色,長期使用不開裂、不變形、不褪色;為廚房、廁所配備務種衛生設施提供有利條件;為改建、增加新的電氣設備或通訊設備創造可能性。
(3)生產工廠化
裝配式建筑外墻板通過模具,機械化噴涂、烘烤工藝就可以輕易做到這點;木窗,鋼門窗,薄壁鋁門窗日漸淘汰。塑鋼門窗正在興起,其制造工藝也更為先進;散裝保溫材料完全被板、氈狀材料所替代;屋架、輕鋼龍骨、各種金屬吊掛及連接件,尺寸精確,都是機械化生產;樓板屋面板為便于施工亦應工廠預制;室內材料如石膏板、鋪地材料、天花吊板、涂料、壁紙等等都要經過復雜的生產流水線才能制造出來。況且,工廠在生產過程中,材料的性能諸如強調,耐火性,抗凍融性,防火防潮,隔聲保溫等性能指標,都可隨時進行控制。如果把房屋看作設備,現代化的建筑材料就是這臺設備的零部件。這些零部件經過嚴格的工業生產可以保證其質量,組裝出來的房屋才能達到功能要求。
(4)施工裝配化
裝配化施工具有下列優點:進度快,可在短期內交使用;勞動力減少,交叉作業方便有序;每道工序都可以像設備安裝那樣檢查精度,保證質量;施工現場噪音小,散裝物料減少,廢物及廢水排放很少,有利于環境保護;施工成本降低。
3總結
裝配式建筑工地現場的建筑材料完全是由工廠運來的半成品,施工單位在現場對地勢做一定處理后,將半成品進行房屋的組裝。建筑工地不再把瓦工、木工、鋼板工等工種分得那么細,建筑工人由過去那種復雜的多工種角色,轉變為單一的背闐射釘槍,電鉆等工具的裝配工角色。這種裝配化制造房屋已經避免了傳統建房的缺點,施工速度非常快,可在短期內竣工。房屋制造對企業來說,工人勞動強度大幅度減少,交叉作業方便有序;房屋裝配中的每道工序都可以像設備安裝那樣檢查其精度,以確保房屋制造的質量;施工時的噪音降低,物料堆放場地減少,有利于環境的保護;由于工廠化的生產和現場的標準裝配,使房屋制造成本降低,并容易滿足室內設備安裝和裝飾裝修的要求。因此,裝配式制造房屋的許多優點是傳統房屋建造方法無法比擬的。
目前我國鋼產量較大,價格也不高,完全可以在建筑市場上大量使用。如果采用鋼結構,配以石膏板、輕鋼龍骨、巖棉、GRC彩色外墻板、塑鋼門窗、彩鋼復合板等材料制造裝配式房屋。無論從價格上還是從功能和舒適性上,都將優于現在的磚混和混凝土結構房屋。因此,我們相信本世紀裝配式建筑在我國大有可為,會成為住宅產業現代化中的生力軍。
參考文獻
關鍵詞:單元式幕墻特點關鍵技術
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
1 單元式幕墻的特點
1.1設計和制作要求高,單元式幕墻更符合當今環保的主題思想,在技術上,采用物理的“等壓原理”設計,內設排水系統,分層逐級排水,與其它形式的幕墻系統相比較,防雨水滲漏和防空氣滲透性能優良。
1.2建筑工業化程度高,其材料的篩選、制作工藝過程、單元板塊的養護、出廠的檢驗等均是在專業工廠中進行和完成,促進了建筑工業化程度。
1.3施工便利。單元式幕墻的單元件板塊高度為樓層高度,標準板塊寬度一般在1.2m-1.5m,故傳力簡捷,可直接掛在樓層預埋件上,安裝方便和速度迅捷,可與土建配合同步施工,有利于縮短工程周期。
1.4單元式幕墻所有工程均可在樓層內完成,在安裝期間可以省出高大的腳手架和吊船;且單元板塊的框架結合緊密,立面線條統一。
1.5現場的安裝工作主要是單元板塊的吊裝,不需要在現場存放大量外墻材料、構架及其它附件,工地的產品保護工作主要在待安裝的單元板塊上,因此對現場管理工作的要求不高,便于幕墻產品的保護,不容易造成幕墻材料、組裝構件的遺失和損壞。
2 單元式幕墻施工
2.1施工準備
2.1.1由于單元幕墻的預埋件施工隨主體結構施工一起進行,因此在施工前應檢查預埋件的偏差,其垂直方向偏差不大于10mm,前后方向偏差不大于20mm,左右方向偏差不大于30mm,表面平整度不大于5mm,如有不符應采取措施,使其符合安裝要求。
2.1.2幕墻安裝應在主體工程驗收后進行,主體結構應滿足幕墻安裝的基本條件,即主體結構施工完畢馬上對預埋件的位置進行復核,并按單元幕墻板塊進行分隔,要求主體結構的垂直度、外表面平整度及結構的尺寸偏差要符合相關規范要求,同時應將其具置全部標記出來。
2.1.3首層平面劃分出專用區域來進行板塊卸車和臨時存放,此區域在塔吊使用半徑之內。
2.1.4轉接件及附件由人貨兩用梯運至各樓層,分類整齊堆放在指定區域。
2.2單元式幕墻施工段的劃分
2.3.1對于一個項目具有很方正,高度較高,主體結構造型沒有很大的變化的項目,最好采用,分幾段(如2~15,16~30等),同時再每一個面為一個批次;
2.3.2對于一個項目,立面變化復雜,高度不高,應按每一個面進行分批。每個批次最好為低于500個單元板塊以下,這樣不但有利于各種材料的組織,同時可以減少資金的占用率,加快資金的周轉。
3 單元式幕墻板塊安裝
3.1板塊吊裝設備:環形軌道粱(配合電動葫蘆)、起重架、活動小吊車、2t卷揚機、定滑輪吊裝等;
3.2板塊吊裝的人員安排
3.2.1板塊存放層應配置4名工人,負責板塊水平運輸及起吊工作;
3.2.2活動小吊車所在層應配置起重機械司機、輔助工(負責小吊車的平面移動);
3.2.3在板塊安裝層及其上一層各配置工人2名,負責單元板塊的翻轉及安裝工作;
3.2.4在中間各層分別配工人1名,確保板塊在下行過程中,板塊不與樓體碰撞。
3.3板塊的吊裝
3.3.1利用專用的運輸車將待安裝的單元板塊送到所在安裝位置的首層同一位置的垂直處,將單元板塊固定在卷揚機的鋼絲繩上,在指揮人員的指示下緩緩提升單元板塊,同時存放層內人員借助起拋器,將板塊向樓外移動;當板塊接近垂直狀態時,存放層上一層人員應確保板塊不與樓板發生碰撞。
3.3.2當單元板塊吊至所安裝位置后,將單元板塊移到電動葫蘆上鎖緊,準備安裝。
3.3.3為防止板塊的前后碰撞,將板塊固定在垂直的鋼絲繩上,安裝時再將鋼絲繩拆除。
3.3.4用電動葫蘆將單元板塊固定到指定位置,吊裝人員在吊船上在板兩側進行安裝,用手把穩板塊,緩慢放下對準上墻鋼件,到位后拆除鋼絲繩。
3.3.5檢查板塊的位置是否準確,調節板塊水平、復核垂直偏差之后固定該板塊,安排其他人員安裝樓層防火棉托架和防火棉,進行防雷施工等。
3.4單元板塊的翻轉及插接就位
3.4.1單元板塊的翻轉及插接就位由單元板塊按裝層及上一層人員共同完成。
3.4.2單元板下行至單元體掛點與轉接高度之間相距200mm時,命令板塊停止下行,然后將單元板旋轉180度,再緩慢就位。
3.4.3翻轉后即進行插接,插接時,上下層均配有安裝人員,應先進行左右接縫的對接,插接完成后,在控制左右接縫尺寸的情況下命令板塊繼續下行,此時由板塊上一層人員負責單元體掛件與轉接件的對接,板塊安裝層人員負責上、下兩單元板塊的插接。
3.4.4確認單元板塊的掛點、左右插接、上、下插接都已安裝到位后,拆除吊點夾具,并命令其返回板塊存放層。
3.5板塊的調整
3.5.1板塊的調整即是對板塊六個自由度方向上進行調整,調整原則是橫平豎直,并確保掛件與轉接件的有效接觸與受力;
3.5.2在進行橫向微調時,則是采用微調機對連接件進行施壓,以避免在吊裝和插接過程中勉強到位的情況;高度方向的微調,則是借助水平儀來調整高度的調節螺栓來實現;同時還應對單元板塊的左右接縫進行校驗微調;
3.5.3調整完畢后,應將連接掛件與轉接件鎖緊。
3.6單元式幕墻的收口處理
但對于單元式幕墻來說,由于常規結構的限制,一個層間最后一個板塊的插接幾乎無法實現。為此,在節點設計中對收口處進行了特別考慮。目前業內主要有兩種方案:
3.6.1收口單元式采用特殊設計,不采用對接方式,但此種方式成本較高(增加模具);
3.6.2采用“二加一”收口方式,即收口部位預留至少三塊單元板塊的位置,收口時兩單元組件平推進入空位,再從上而下插最后一單元組件,然后再調整三個單元組件的縫隙;
3.6.2對于收口位置的選擇,一般選擇在室外用施工電梯處、搭吊處、變形縫(沉降縫)陰陽角、單元式與構件式幕墻相接處。
4 單元板塊安裝的控制要點
4.1防水密封單元幕墻內部防水密封十分關鍵,除要求防水密封材料符合規范外,防水材料在墻體與龍骨之間必須形成良好的密封,而且能將雨水阻擋并送至設計的排水通道中。 4.2板塊掛接后,底轉接件與板塊掛件應進行可靠咬合與連接,并可實現調整。
4.3支座間相互咬合后,橫豎框間的插接也必須滿足設計要求,應該到位,配合良好;應通過調整機構進行調整,實現無應力拼裝。
4.4橫豎接縫須橫平豎直,在安裝板塊時,應進行六個自由度方向上的調整,以確保接縫形如直線。
4.5對單元板塊的拼縫位置進行注膠密封處理,注膠應飽滿、連續,防止產生氣泡,收膠光滑流暢。
4.6單元板塊安裝質量控制標準:單元板塊左右偏差≤2mm、進出偏差≤2mm、標高偏差≤2mm;單個板塊兩端標高偏差≤1mm、垂直度≤1.5mm;左右相鄰板塊進出、標高方向階差≤1mm;上下相鄰板塊直線度≤1.5mm;相鄰板塊接縫寬度偏差±1.5mm;同層板塊標高偏差3mm(一幅幕墻寬度小于35m)。
5 結束語
以上簡要的分析了單元式幕墻的關鍵技術,根據其特點我們可以預見,在今后的建筑中,單元式幕墻的應用會越來越多。當然,這并不是說框架幕墻不好,實際上單元式幕墻和框架幕墻的優缺點是互補的,框架幕墻造價相對較低,運輸方便易存放,并且由于其結構特點,適合造型復雜的建筑。因此,我們需要充分了解不同幕墻的優缺點,才能設計出結構更加成熟的幕墻系統,在實際工程中才能選擇出最適合工程的結構,設計出美觀的現代建筑??傊?單元式幕墻以其綜合性成為了各種形式的幕墻工程的集成品,具有防雨水滲漏、防空氣滲透、建筑工業化程度高、施工便利等特點。在實際施工時,應采取合理的施工工藝,則做好單元式幕墻的吊裝、翻轉、插接、調整和收口處理等,以確保單元式幕墻的施工質量。
參考文獻:
1.吳碧怡.淺談單元式玻璃幕墻的質量控制[J].管理觀察,2010,(18).
關鍵詞:裝飾抹灰;替代;工藝
中圖分類號: TQ174.6+4 文獻標識碼: A 文章編號:
就目前的工業與民用建筑來看,裝飾工程無論是在預算成本還是在工程質量評價中都占有很大的比重,而裝飾工程的關鍵在抹灰工程。抹灰是一種土十分陳舊的工藝,不但需要耗費大量體力勞動和一定的工期,而且不易保證質量??梢哉f抹灰工藝不符合現代工業化生產的節拍,與現代的科技進步很不協調。如何改革抹灰工藝是當前我國建筑業必須解決的一項重要技術問題,為了改革抹灰工藝,提出以下幾點建設:
1、 發展抹灰砂漿的替代產品
建議使用粉刷石膏。粉刷石膏是近年來的新產品,在北京市已廣泛應用,它具有較大的粘接力,不易產生裂縫、空鼓、起皮和脫落。由于粉刷石膏具有早強、快硬、防火、保溫、隔熱、粘結力強,自動調節室內溫度等特點,它是替代水泥的理想膠結材料,可以作為墻面、樓板底板等粗裝修的覆面材料。粉刷石膏有面層型、底層型、保溫型三種,使用時可根據墻面類型選擇。面層粉刷石膏所裝飾的墻面,其手感光滑細膩舒適。
2、推廣清水砼,以取消面層抹灰工藝
目前全國各地已開始推廣使用,但推廣的范圍及力度不夠。要推廣清水砼,必須從模板入手,保證了模板自身的質量(包括支模質量)也就為清水砼的質量提供了保障,這就要在模板上投入資金。為了節約資金,可以本著“少而精”的原則,采用小節拍流水施工,加快模板的周轉,模板的配置量就可以大大減少。另外可以大力推廣“模板快(早)拆體系”,采取先拆模板,待砼達到一定強度后再拆支撐。采用這種方法,工藝簡單,施工速度快,工程結構整體性好,抗震性能強有力,減少了濕作業,機械化施工程度高。實踐證明,采用這種“快拆體系”可以少配模板1/2,支撐1/3。
清水砼的推廣可分期分批地進行,首先在一些關鍵部位如外墻砼、樓板砼、陽臺樣板及盛水構筑物等部位先行推廣應用,然后逐步擴大到砼梁、柱等零星砼構件,逐步實現在砼構件上不做抹灰。保證了清水砼基層質量,涂料可直接刮膩子、涂刷涂料、外墻磚或地板磚的鑲貼可用TG膠或其它膠粘物粘貼。現澆砼地面建議實行一次壓光工藝,以取消二次抹灰。
采取清水砼,既方便施工又省工、省料且取消面層抹灰工藝,可減少裝飾層自重、減少承重荷載,降低工程造價。
清水砼的推廣不僅需要施工單位積累經驗,搞好質量控制,而且需要其它有關部門大力配合。首先要從設計開始推廣,從設計要求在砼表面不抹灰,要求其表面平整度和垂直度等允許偏差達到抹灰的各項要求;再就是政府行政部門下決心采取強制性手段推廣應用,經過實踐證實切實可行并具有一定效益的,政府就要行使其職權發紅頭文件,進行強制性推廣,并及時修訂現行規范標準,將其列入國家規范及驗收標準;另外,預算定額方面也要調整,使其造價有法可依。這類問題如果不系統、全面地解決也會影響清水砼的推廣。
2、 大“墻體改革”力度,以減少或取消面層抹灰工藝
在我國80年代前,絕大部分房屋建筑都是多層建筑,由于經濟和建材原因,6層左右的多層建筑均為以磚砌體為主的承重結構。因為有這樣一個基礎,所以盡管室外立面可采用清水磚墻勾縫的工藝作為外裝飾,但室內只得采取各種各樣的抹灰工藝。進入80年代全國高層建筑突起,鋼筋砼結構被廣泛采用,近10年來隨著鋼筋砼結構的廣泛采用及國家保護耕地政策的實施,我國正在進行著一場“墻體改革”,為了防止破壞耕地及減輕結構自重,限制使用粘土實心磚,推廣使用多種砌塊(如砼空心砌塊、陶??招钠鰤K、加氣砼砌塊等)及各種輕質板材。
目前,雖然實心粘土磚有明文規定不能用,但粘土多空磚還允許使用。用墻體來承重的多層建筑是不是發展方向,如何選出一種或多種符合我國國情,又能接近國際先進國家建筑工業化水平的多層建筑的結構體系,這是一項很值得探討研究的課題。各種空心砌塊、加氣塊,既沒有減少墻厚,增加使用面積,又必須雙面抹灰,增加了工人勞動強度,對工程進度、冬期施工十分不利,對墻體改革和抹灰改革都是極為不利的,建議少用或不用這類墻體。
加強“墻體改革”力度,建議從以下幾方面:
(1) 推廣“內澆外砌”體系
采用“內澆外砌”可以減少3/4抹灰工作量,自1997年就開始推廣
該體系已有24年,在目前國家大力提倡限制使用粘土實心磚的情況下,有必要使“內澆外砌”體系再度輝煌,在推廣時建議將“內澆外砌”改為“全現澆”體系,外墻用現澆夾心板,在外墻板中間夾40---50mm厚聚苯板,內、外側澆注清水砼,可以徹底消除抹灰,缺點是造價較高;將“內澆外砌”改為“內澆外掛”,外墻采用“預制夾心砼外墻板”造價較高,可以采取現場預制,作到兩面光,也可以取消抹灰工藝。
(2) 用輕質墻板代替砌體墻
解決墻體抹灰的最好辦法是取消“濕作業”推行“干作業”,大力推廣輕鋼龍骨石膏板(含防水石膏板)隔墻對于要求高的隔墻可采用雙面雙層石膏板中間夾保溫層等辦法。現在用的少的原因主要是價高,也可采用成組立模工藝生產的兩面光的陶粒圓孔板(條板 ),根據功能要求可以采用不同厚度的板(60、80、100、120mm),采用這種墻板不僅取消了抹灰,又便于管道安裝,并且防水、隔音、價格也適中,值得推廣,石膏空心條板 損耗太大,GRC板容易裂縫,現在均已逐步減少使用了。
不論使用那種不抹灰的條板,一定要保證條板表面光潔度、表面平整度及垂直度,以防止安裝完畢因墻面平整垂直度不夠而再次抹灰,不僅浪費人工和材料,而且抹灰層易空鼓,一旦空鼓,就是大面積的甚至整面墻 空鼓脫落。
3、 改革砌體墻體抹灰工藝
對于砌體墻體抹灰工藝的改革主要有以下方面:
(1)小磚砌體的抹灰只能做局部改革,盡量提高砌體的平整度,以清水粘土磚墻的質量標準來要求砌體砌筑質量。當然,對粘土磚本身外型尺寸的質量也要嚴格要求。對于框架結構來說要嚴格控制主體垂直偏差。抹灰砂漿盡量不用石灰砂漿,因為它影響環境保護。
(2)建議砼空心磚內墻和外墻內側不抹灰,用刮粉刷石膏的工藝解決抹灰問題{厚度2—3mm},嚴格控制砌筑質量,把垂直偏差和墻面平整度減少到最低限度,達到抹灰工程的質量標準。外墻面如采用粘貼面磚工藝時,直接用防水膠粉粘貼面磚,粘接層厚度為3mm左右,如采用水泥砂漿或涂料時,應采用聚合物水泥砂漿或在聚合物水泥砂漿中再摻入杜拉纖維,其效果更好。但必須控制其抹灰厚度,以5mm厚左右為宜,并進行分格,分格不宜過大。
(3)積極推廣應用“干混料”
“干混料“在工廠制造,配合比容易正確掌握,可減少現場操作,提高工業化水平,保證抹灰砂漿質量,但價格較高(因含加工、包裝費)。粉刷石膏和粉刷石膏砂漿均為干混料。
參考文獻:
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[3] 中華人民共和國建設部,高層建筑混凝土結構技術規程(JG 3—202),中國建筑工業出版社.
The integrated assembly architectural development and form
MA Ke,CAO Wei
(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)
Abstract: This essay will analyze study of the history of modern prefabricated technology,and study forms and Practice for integrated prefabricated construction. To find the relationship between sustainable development and forms of prefabricated construct,and outlook the history of the failure of integrated assembly architectural。From the perspective of research prefabricated construct the promotion of sustainable development of modern design.
Key words: Prefabricated Construct,Integrated Architectural,Modulus produce,Sustainable Development
引言
后工業時代時期末,數字信息時展的當下,新的社會生活模式使人們對建筑的各種需求不斷提高。人類在不同時期不同的技術手段進行建造與建筑設計,近代工業革命對社會生產力的大力推動衍生現代主義建筑。如今信息技術普及,資源與環境問題突出,對集成裝配式建造技術發展的探索,將促進建筑的多樣化發展,提高生產質量和速度,減少浪費,滿足新型社會的需要。
1.現代工業化背景下裝配式建筑發展起源
1.1工業化背景下預制裝配建筑發展溯源
西方建筑預制裝配的第一個高峰出現在19世紀后半葉,多在展覽館、火車站等大廳型建筑與多層廠房中應用,之后又在倉庫、商店、辦公樓等建筑中應用。其中最具標志性的例子是帕克斯頓(Joseph Paxton)1851建造于倫敦國際博覽會上的水晶宮(圖1)。整個龐大的結構完全是由重量小于一噸的簡單構件裝配而成,驚人的建造速度(預制構件的生產和裝配)、簡易的建造裝配和輕巧透明的建筑形象,無論從設計手法、建造手段、制造工藝等層面都發生了重大變革。水晶宮預示了一個革命的開端,成為了集成裝配建筑體系研究的先驅作品與里程碑。
圖 1 倫敦國際博覽會水晶宮
集成裝配式建造的第二個高峰在20世紀初,主要為混凝土預制范式的建筑。戰爭造成了城市住房矛盾日益尖銳,迫切的住宅需求使工集成裝配建筑得到了重視?,F澆混凝土會受季節影響,而預制混凝土則沒有此缺點,且批量生產模式特別適合當時需求大量重復建造的住宅類型。
裝配式建造技術大規模的涌現是在二戰后,以集成裝配為技術基礎的工業化建造體系真正的建立起來,對應此時建筑學已步入現代建筑的時代。40年代末到50年代初,對高層建筑的需要與塔式起重機的出現,為了減輕維護墻體重量,開始使用標準化與模數化的集成預制建筑材料――幕墻。大面積玻璃幕墻代表作是1952年SOM事務所設計建造的利華大廈(Lever House)。(圖2)幕墻采用不銹鋼框架,色彩雅致,尺度適宜,成為了當時宣傳集中裝配建筑的絕佳實例。60年代中期,預制混凝土外墻板開始廣泛的采用。其中幾乎全部用預制混凝土外墻板覆面的大型建筑是勒?柯布西耶設計的馬賽公寓。馬賽公寓采用了兩種集成混凝土外墻板構件:①構成公寓單元正立面陽臺的格子板;②安裝在框架外的所有實體墻的覆面板??虏嘉饕凇蹲呦蛐陆ㄖ分姓f到:“為了完善,必須建立標準”。標準化構件成為了大規模生產建筑構件的主要特征,后逐漸推廣到各種大型與公共建筑中使用。
圖 2 利華大廈
工業與科技的發展伴隨著經濟的復蘇,使集成裝配建造技術體系逐漸發展成形。在工業化裝配建造技術中,把過去相互分離割裂的設計、生產、建造程序統一整體,直接把房屋看成工業產品,對房屋的設計(包括建筑空間、結構、設備等設計),構配件的生產和運輸,現場施工組織和裝配,技術經濟分析,市場需求與銷售等各個環節都需進行綜合研究,從而建立完整體系。60年代歐洲開展了不少各具特色的集成裝配鋼筋混凝土大板建造活動,其中法國先行,北歐質量較高,而數量最大則是前蘇聯與東歐國家。英國的輕鋼構架CLASP學校建造體系則是世界范圍內第一個成功的裝配建造體系。而最著名的建造體系是美國的SCSD學校建造體系,這是在英國CLASP體系上進行的延續和發展。
70年代后,國際集成裝配建筑進入一個新階段,其特點就是現澆集成體系和全裝配體系,從專項體系向通用體系過渡。輕質高強度的建筑材料如鋼、鋁、石棉板、石膏、聲熱絕緣材料、木材料、結構塑料等構成的輕型體系,是當時集成裝配體系的先進形式。由于新的結構體系比混凝土結構更加易于生產、節點制作更多樣化、精度更高,從而發展拓寬了通用集成建造體系的適用范圍。
信息時代到來后,數字化語境下的集成建筑發展滲透到建造技術的各個層面,諸如“數字化建構”、“虛擬現實”、“功能仿真”等概念術語在學術界風起云涌。人類使用電腦輔助設計建筑,用數控機械建造建筑,借用數字信息定位進行機械化安裝建筑。彼特?艾森曼作為這個改革的主導者之一,深刻強調:“從第二次世界大戰后的50年,產生了一種對建筑學體系機構影響的新范式轉型,從機械范式轉向電子范式。”集成裝配式建造技術也將迎來了信息化進程下信息范式的轉變。
1.2集成裝配式建造技術的可持續性
盡管在建造過程中,使用集成構建早已經被提上了設計師和技術專家的議程,但是裝配式建造理論體系中并沒有和環境保護理論體系發生交叉。如今,人們已意識到建筑垃圾造成的嚴重環境破壞。根據統計,建造過程中產生的垃圾占整個城市垃圾重量的18%。在垃圾中大量的比例是包裝材料,在諸如木材加工、砌磚、粉刷和裝飾的過程中的切割和原料混合工序中由于沒有集成裝配的過程,也會產生多余而浪費,這種在建造過程中產生的浪費份額巨大。
采用像制造業般的裝配式建筑構件的建造過程將更快更高效,這不僅是大部分的建筑構件將在工廠完成,還意味著傳統的建筑運作方式的終結。開發商、生產商和供應商基于“合作關系”的協議被認為是追求更高的品質、可靠性和減少延誤的有效方法。集成裝配式建造的支持者認為將建筑的主要構件放進工廠中生產具有巨大優勢,這將保證構件的精度,并且可在無污染的環境下由工人進行組裝,損耗和失誤都將減少,成品精度也隨之升高。這樣能大幅度的降低建筑造價,提高場地開發和建筑建設的速度,縮短施工周期,進而減少了資金和管理的相關支出。
2.集成裝配式建造技術結構范式
20世紀30年代眾多實驗性預制構件得到實踐,工業化是現代建筑興盛的基礎。集成裝配建筑一直追求高精度與標準化,希望在工廠里生產更多材料或建筑構件,切合了工業化生產過程。二戰后,各國建筑百廢待興,社會需要大量建筑,運用預制構件建造的住宅廣泛普及。其中大量使用所謂“大板”的系統進行建造,這一系統就使用預制混凝土板,板在邊緣與墻體相交,形成剛性的方盒子,可以省去獨立結構框架。
集成裝配建造系統不斷與時代科技相融合,今天的裝配式建造技術與數字信息技術擦出了新的光輝。人們對焦在建筑的“輕質”體系,并展開各項實驗性的設計方案,我問主要展開木構范式、鋼構范式、與模數集成三種類型的研究。
2.1 木構范式
木材與混凝土比較,主要優點在于可再生和低能耗。技術的革命與更有效的建造方法將使木構架在現代裝配式建筑中有著更廣泛的應用,本文對中西方現代建筑的視角展開木構范式的研究。19世紀30年代的芝加哥,出現了集成裝配背景下Balloon預制木構架。Balloon木構架沒有古老而復雜的工藝要求去加工榫卯節點;只需用普通工具便可把這些密集而薄的部件裝配成型。此類型曾大量的被采用,占當時美國住宅總量的60%到80%。有人認為沒有Balloon木構架,芝加哥和舊金山就難以發展為今天的大都市。由于適應了當時社會需要條件,Balloon木構裝配式建造技術形成了成熟的體系。
近代實驗性的現代木構裝配建筑先驅是20世紀80年英國展起來的Segal系統。事實上這已經不是真的使用集成裝配,但確實突出了標準化與簡單操作的建造技術體系,該方法已經廣泛的運用于英國普通住戶為自己建造的住宅中(圖3)。國際木材研究發展協會(TRADA)也研發了一套木構裝配建筑體系,并將其運用到Integer住宅的原型中。瑞典的Huf’n’Puf系統已經被利用到Dulwich的開發區中,這個項目中將柱和梁系統建造在一個預制混凝土板造的地下室上,木結構能夠和很多的立面材料進行結合,以滿足遮風避雨以及防火需求。
圖表 3倫敦木構架房屋
2.2 鋼構范式
鋼是工業生產中的常見材料,具有輕質和可延伸的特點,在交通工具工業生產中常被制造成各種形狀。對于裝配建筑體系中的主要問題為壓型鋼板的尺寸受到剛度要求的限制,較大的鋼板需要通過進行壓型來保證其強度。鋼構集成裝配系統在一些實驗性的住宅例子中已得到突破,英國蒂賽德就建成了一個名為“扁平殼”的住宅原型。該住宅是由單面鋼板建造,鋼板上做了防水保溫涂層。這些鋼板固定在輕質承重鋼立柱框架上,內部由石膏板襯里,空的部分填充礦棉作為保溫層。這種壓型鋼材可以直接在大型建筑基地旁邊專門建造工廠生產需要使用的壓型鋼板材料,這種技術在某些材料制造商中已經形成獨有的集成體系,對于集成裝配式建造發展起到推動作用。
2.3 模數集成裝配范式
模數制建造是指集成裝配整個建筑或者建筑群,在基地現場進行組裝,它們所特有的系統賜予其足夠的結構強度。在建造過程中,集成材料被直接運送到場地、組裝到位、接上水電管網系統,相互搭接后加以密封,將現場的步驟簡單化。這意味著盡可能使用集成裝配式模式高精度的建筑材料和配件,最大程度的保證質量和精度。由皮博迪信托公司(Peabody Trust)在2000年完成的默里的格羅夫(Murray Grove)項目非常具有代表性,此項目包含一棟五層樓,共30套公寓。每一間公寓都是由兩個預制盒子組成,其尺寸都是按照卡車車廂的最大尺寸設計,整個房間由鋼結構制成,均已配置了門、窗、連接件和飾面材料,整個建筑的精度猶如汽車制造一般嚴謹(圖4),對應了柯布西耶曾經說過的一句話“建筑是居住的機器”
隨著低能耗試驗建筑的不斷呈現,許多裝配式建造的革新方法都集中運用在低密度私人住宅中。適合城市建筑的系統必須要著眼與解決高密度的問題。對于更高的多層建筑尤其是住宅來說,可以通過模數單元的堆砌實現更高的密度。在平面上,公寓單元通常是重復的,這使他們非常適合于流水線的生產模式。(圖5)此外,模數制還加快了建造的速度,更加適應現代社會的發展對建筑的功能需求。(圖6)
3.集成裝配式建筑技術發展局限
工業化早起階段,城市住宅短缺問題已經形成了國際性的趨勢,建筑的快速建造成為解決問題的關鍵。大量的集成裝配技術研究者在此時展開了研究,并對外公布這樣能夠降低造價并提高生產率,政府便在研究和開發上加大了投資力度,進行各種方法進行試驗。最終,預制混凝土構件被各國所接受。由于生產制作工藝簡單,經濟實用,廣泛被發展中國家所應用。作為工業化初期產物,大部分的預制板類型建筑被建造成簡單的多層住宅。
隨著使用群體的擴大,人們逐漸發現到預制混凝土板的各方面缺陷。首先構件笨重,不利于結構與基礎的負荷,其次工業化程度并不高,需要較多的人力和較大的場地,運輸也不方便。在深入的研究測試中還發現了更多深遠的問題,如建筑安全問題。在長期使用后,混凝土板的連接處存在著嚴重的技術缺陷。這導致水滲透到住宅中,引起連接處的加固構件生銹,這種破壞加上混凝土本身的制作粗糙加快了其腐蝕和瓦解的速度。這些技術上的問題在隨后的居住中還需要花費高昂的代價進行維修,成本不僅沒有得到控制反而提高。
從理論上來說,集成裝配式建造體系是歷史發展的必然,但是現實的實踐中充滿了矛盾。建筑工業化是一項復雜龐大的綜合性發展,涉及到共同承擔建筑生產過程的許多部門和多種專業的分工、協作,而其關鍵又在于強有力的組織和管理。在后工業時代中實現集成裝配建筑體系主要的障礙并不完全是建筑技術問題,而經濟、社會、資源、環境、政治等因素與人的關系,也起到了重要的影響。
數字信息時代的裝配式建造體系發展,真正的變革才初露端倪,許多普適性的運用還僅僅停留在研討會與論文集上,數字化集成裝配建筑也僅僅為一些先鋒派所運用。無論是這些先鋒派還是在一些前沿的設計機構,人們往往只是沉湎于概念本身,而忽略了實際項目的建造實踐,至于真正的建造中依舊使用傳統的設計范式。
一、鋼結構的耐火保護
鋼結構通常在450—650℃溫度中就會失去承載能力,而發生很大的形變,導致鋼柱、鋼梁彎曲,并因過大的形變而不能繼續使用。一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右,這一時間的長短與構件吸熱的速度有關。要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足,必須進行防火處理,其目的是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍內,防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落。下面介紹幾種不同鋼結構的防火保護措施。
1、防火涂料法:采用鋼結構防火涂料保護構件,這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結構幾何形體限制等優點,一般不需要添加輔助設施,且涂層質量輕,還有一定的美觀裝飾作用,屬于現代的先進防火技術措施。防火涂料法就是在鋼結構上噴涂防火涂料以提高其耐火極限。正確選用防火涂料品種。市場上防火阻燃涂料的品種繁多,其防火性能也不盡相同。因此,必須充分了解防火涂料各品種的作用,把握其性能,并根據基材涂層正常使用條件及火災環境條件等,正確選擇防火涂料的品種。目前,我國鋼結構防火涂料主要分為薄涂型和厚涂型兩類,即薄型(B類包括超薄型)和厚型(H類)。薄型涂層厚度在7毫米以下,在火災時能吸熱膨脹發泡,形成泡沫狀炭化隔熱層,從而阻止熱量向鋼結構傳遞,延緩鋼結構升溫,起到防火保護作用。其主要優點是涂層薄,鋼結構負荷輕,裝飾性較好。厚型涂層厚度為8.50毫米,涂層受熱不發泡,依靠其較低的導熱率來延緩鋼結構升溫,起到防火保護作用。兩者具有不同的性能特點,分別適用于不同場合。但是,無論哪種產品均應通過國家檢測機構檢測合格后方可選用。
2、發泡防火漆法:防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相比,在物理性能方面基本一樣,不同的是它干燥以后,漆膜本身不易燃燒,遇火時能推遲火焰燃燒到涂漆的可燃物上,具有一定的防火性能。
3、外包防火層法:就是在鋼結構外表添加外包層,可以現澆成型,也可以采用噴涂法。現澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網或鋼筋來加強,以限制收縮裂縫,并保證外殼的強度。噴涂法可以在施工現場對鋼結構表面涂抹砂泵以形成保護層,砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿,也可以摻入珍珠巖或石棉。同時,外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預制板,并同時采用膠黏劑、釘子、螺栓在鋼結構上加以固定。這種方法保護層強度高、耐沖擊,需支模、澆注、養護等,施工周期長,且增加構件的重量較多,成本增加大。
4、充水(水套) 法:空心型鋼結構內充水是抵御火災最有效的防護措施,這種方法能使鋼結構在火災中保持較低的溫度,水在鋼結構內循環,吸收材料本身所受的熱量,受熱的水經冷卻后可以進行再循環,或由管道引入涼水來取代受熱的水。這種方法在國外被廣泛地使用在鋼柱的防護中。這種方法造價低,對空心鋼構件的防滲漏、防腐蝕要求高,只適用于空心鋼構件的保護。
5、屏蔽法:鋼結構設置在耐火材料組成的墻體或頂棚內,或將構件包藏在兩片墻之間的空隙里,只要增加少許耐火材料即能達到防火的目的。這是一種最為經濟的防火方法。
二、建立防火分區
防火分區在門、廳、樓梯等處采取一些技術措施,用防火墻、防火門、防火卷簾加水幕都可以較好地解決。若建筑內設有自動噴水滅火設備,每層最大允許防火分區面積還可以增加l倍。
1、自動噴水滅火與防火分區
既然《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)規定,設自動噴水滅火裝置的建筑,每層最大防火分區面積允許增加1倍。
2、防火帶與防火分區
建筑內由于某種生產工藝邊連續性的要求,無法設防火墻,可改設防火帶。在有可燃構件的建筑中劃出一段區域,將這個區域內的構件全部改用不燃性材料,并采取措施陰擋防火帶一側的煙火不會流竄至另一側,從而直到防火分隔的作用。對防火帶必須做到:1)防火帶中的屋頂結構應用不燃性材料,其寬度不應小于6m,并高出相鄰屋脊0.7m。2)防火帶最好設在建筑內的通道部位,以得火災時的安全疏散和撲救工作。3)防火帶內不得堆放可燃物。 此法在實際實施過程中,從管理上不好控制防火帶內無可燃物。并且在設計時對工藝布置限制大,影響工藝布置。 所以此方法實施有一定的難度。
3、獨立水幕與防火分區
水幕可以起防火墻的作用,用獨立水幕作防火分隔,是一個非常好的方案。防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭,也可采用雨淋式水幕噴頭。水幕噴頭的排列不應少于3排,防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m,流量2L/(s-m)。這種分隔方式靈活,不像防火墻要把車間截斷,也沒有大跨度防火卷簾的麻煩,理論上多大跨度都可以。在正常生產時,就好象它不存在,一旦有火災需要防火分隔時,它可以立即實現有效分隔。 但獨立水幕作防火分隔也不是完美解決方案:1)需水量大。2)建筑內發生火災開始往往是局部的,只需幾個滅火器就能解決問題,可此時若啟動水幕,會對生產設備造成破壞,由此造成的損失比局部火災的損失更大。因此需嚴格控制水幕的啟動時機,防止誤動,所以設計時采用人工手動啟動更合適。3)有效維護麻煩,無法試水檢驗水幕系統的可靠性。
三、總結
綜上所述,耐火保護和防火分區是輕鋼結構保護的最適合的方法,但各方法也都有不如意的地方。無論采用何種方法,我們都應該貫徹“預防為主、防消結合”的方針,讓火災消滅在初期階段。我們仍需在設計中不斷探索,以便找出更好的方案。
參考文獻:
[1]鋼結構防火涂料應用技術規范.公安部四川消防科學研究所.
[2]建筑鋼結構防火技術規范.中國計劃出版社,2006.
關鍵詞:工程項目;管理模式;創新; 模式探索;組織形式
建筑工程項目集知識、技術、資金密集型為一體,因此建筑開發企業對工程項目需要投入巨大的人力、物力。大多數建筑工程項目都具有規模大、工期長、結構復雜等特點。在施工過程中會受到外界各種因素的干擾,包括水文氣象、地質條件的變化、規劃以及設計的變更、所在國家或地方法律的變化及其他人為因素等,這些因素都會對工程項目的工期造成影響。由于在工程項目的工期和費用方面都存在著不穩定、變化的因素,超出合同條件規定的事項可能層出不窮,因此絕大部分國際工程的計劃工期不能如期實現,工程項目只能是在實際條件下通過對進度計劃的更新并根據新的進度計劃進行運作。在項目實施過程中怎樣良好地控制投資、縮短工期呢?選擇合適的項目管理模式是解決這一問題的關鍵之一。因為只有在確定了合適的項目管理模式后,才能使項目在正確的管理系統中順利實施,使投資、進度、質量目標得以保障[1]。
1 傳統的項目管理模式
設計一招標一建造方式是一個歷史悠久的傳統模式(Design―Bid―BuildMethod)。這種模式在國際上最為通用,世行、亞行貸款項目和采用FIDIC合同條件項目均采用這種模式。采用這種方式由業主委托設計機構進行前期的各項有關工作,簽訂專業服務合同。待項目評估立項后再進行設計,在設計階段進行施工招標文件準備,隨后通過施工招標選擇承包商。業主和承包商訂立工程施工合同,有關工程部位的分包與設備、材料的采購一般由承包商和分包商和供應商單獨簽訂合同組織實施。業主指派業主代表與咨詢方和承包商聯系,負責有關項目管理工作。但在國外大部分項目實施階段有關管理工作均授權工程師進行,工程師與承包商沒有合同關系,但承擔業主委托的管理協調工作。
DBB模式的優點是,參與工程項目的三方即業主、設計機構、承包商在各自合同的約定下,各自行使自己的權利和履行義務。因而,可以使三方的權、責、利分配明確,避免了行政部門的過多干擾。由于項目效益及市場競爭等方面的原因,項目業主可自由選擇咨詢設計人員,對設計要求進行控制;也可自由選擇監理人員監理工程從而保證施工質量。同時,由于這種模式在世界各地普遍采用,因而管理方法較成熟,項目參與各方都熟悉有關程序[2]。
但是,這種模式也存在很大的缺陷。由于建造商無法參與設計工作,設計的“可施工性”差,設計變更頻繁,設計機構與承包商之間協調比較困難,同時,工期太長,不利于工程事故的責任劃分。
2建筑工程管理模式
建筑工程管理模式(CM)是近年廣泛流行的一種合同管理模式。這種模式與過去那種設計圖紙全都完成之后才進行招標的連續建設生產模式不同。這種模式從項目設計階段就雇傭CM經理參與到項目實施過程中來,以便為設計專業人員提供施工方面的建議并隨后負責管理施工過程。CM模式可以有多種形式,業主可根據工程項目的具體情況選用,常用的有兩種。
一、型建筑工程管理方式
在此種模式下,CM經理是業主的咨詢和,業主和CM經理的服務合同規定費用是固定酬金加管理費。業主在各施工階段和承包商簽訂工程施工合同。這是一種較為傳統的形式,或稱為純粹的建筑工程管理模式。采用這種形式時,CM經理是業主的咨詢人員和,提供CM服務。CM經理可只提供項目某一階段的服務,亦可提供全過程的服務。
二、風險型建筑工程管理
這種形式要求CM經理同時擔任施工總承包商的角色,業主要求CM經理提出保證最大工程費用(Guaranteed MaximumPrice:GMP),以保證業主的投資控制,如最后結算超過GMP,則由CM公司賠償:如低于GMP,則節約的投資歸業主所有,但CM公司由于額外承擔了保證施工成本風險,因而能夠得到額外的收入。這種模式實際上是純粹的CM模式與傳統模式的結合。采用這種形式,CM經理同時也擔任施工總承包商的角色,業主向CM經理支付傭金及專業承包商所完成工程的直接成本。CM經理由于額外承擔了保證施工成本風險而能夠得到額外的收入[3]。
3交鑰匙工程管理模式
設計-采購-建設模式,又稱交鑰匙總承包(Engineering-Procurement-Construction,EPC),是將設計與施工委托給一家公司來完成的項目實施方式。這種方式在招標與訂立合同時以總價合同為基礎,設計、總承包商對整個項目的總成本負責,它可以自行設計或選擇一家設計公司進行技術設計,然后,采取招標方式選擇分包商,當然它也可以充分利用自己的設計和施工力量完成大部分設計和施工工作。業主委托監理工程師與設計、總承包商充分溝通并監督其工作。
這種模式的主要特點是,業主把工程的設計、采購、施工和開工服務工作全部托付給工程總承包商負責組織實施,業主只負責整體的、原則的、目標的管理和控制。業主可以自行組建管理機構,也可以委托專業的項目管理公司代表業主對工程進行整體的、原則的、目標的管理和控制。業主把管理風險轉移給總承包商,因而,工程總承包商在經濟和工期方面要承擔更多的責任和風險,同時承包商也擁有更多獲利的機會。業主只與工程總承包商簽訂工程總承包合同,設計、采購、施工的組織實施是統一策劃、統一組織、統一指揮、統一協調和全過程控制的。工程總承包商可以把部分工作委托給分包商完成,分包商的全部工作由總承包商對業主負責。
這種模式的缺點主要有兩個,一是業主不能對工程進行全程控制。如果業主要審批設計的每個階段,然后再施工,就會使設計一施工合同的優點部分喪失,也加大了業主的風險。二是總承包商對整個項目的成本工期和質量負責,加大了總承包商的風險[4]。
4建造-運營-移交模式
建造-運營-移交(Build-Oper-ate-Transfer,BOT)模式是20世紀80年代國際上興起的一種項目融資和建設模式,這種方式是指一國財團或投資人為項目的發起人,從一個國家的政府獲得某項目基礎設施的建設特許權,然后由其獨立地聯合他方組建項目公司,負責項目的融資、設計、建造和經營。在整個特許期內,項目公司通過項目的經營獲得利潤,并用此償還債務。在特許期滿之時,整個項目由項目公司無償或以極少的名義價格移交給東道國政府。這是一種不改變項目所有權性質的投資方式及融資方式,其實質是一種債務和股權相混合的產權。當項目公司與政府簽訂特許權協議后,即由一家總承包商負責項目的設計、施工、設備采購、安裝調試和投產。這種總承包相當于設計一建造或交鑰匙方式。它的基本運作程序首先項目確定招標,項目發起人組織投標,成立項目公司,接下來簽署各種合同和協議進行項目建設、項目經營,最后項目移交。
BOT模式的最大優點是由于獲得政府許可和支持,有時可得到優惠政策,拓寬了融資渠道。此外,BOT項目通常都由外國的公司來承包,這會給項目所在國帶來先進的技術和管理經驗,既給本國的承包商帶來較多的發展機會,也促進了國際經濟的融合。但是BOT方式也有以下缺點:參與方多,結構復雜,項目前期過長且融資成本高,在特許期內,政府對項目失去控制權。基于此,BOT模式主要用于基礎設施項目。
5工程項目管理模式的創新
當前我國建設工程項目管理模式正逐步走向規范化與多樣化。探索項目管理模式的創新發展將進一步推進和深化我國工程項目管理理論研究和實踐應用。
一、樹立科學的發展觀
與發達國家相比,我國建筑業的科技創新能力、技術裝備水平、建筑工業化程度、操作工人業務素質等都還存在著一定差距,尤其是管理粗放,資源消耗大、安全生產事故等頑癥,長期困擾著建筑業的發展。要改變建筑業這種低效率、高消耗、粗放式發展的狀況,就必須下大力氣深入學習實踐科學發展觀,圍繞現代建筑業的科技理念、人文理念、綠色理念,通過項目管理模式創新,不斷破解在向現代建筑業跨越式發展進程中出現的新難題。
二、提升工程總承包商的綜合服務能力
由于受到傳統的建筑施工管理體制的限制,我國基本建設產業鏈上形成了多行業相互割裂的狀態,造成設計、施工、采購供應三權鼎立相互割裂,很不協調,其結果是增加管理成本、工期拖延、投資超額,合同糾紛增多。隨著建設工程生產方式的深層次變革,工程總承包市場發育將逐漸成熟。今后項目業主都希望承包商能夠為其提供更全面、更高效、更廣泛的服務。這就要求承包商能夠承擔從項目建議書、可行性研究分析、工程設計、物資采購、施工組織到竣工投產全過程的總承包管理。因此,必須通過企業資質轉換,改造和重組勘察、設計、施工企業的組織機構,以適應項目管理模式的創新發展,打造建筑企業的綜合集成服務品牌優勢,促使我國建筑企業盡快從單一的施工能力向多功能的工程總承包綜合服務能力邁進。
參考文獻
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[2] 彭飛. 國內外幾種建設模式比較[J]中國工程咨詢, 2003,(10)
關鍵詞:鋼結構住宅;優越性;設計原則;發展
近年來,隨著城市建設的發展和高層建筑的增多,我國鋼結構發展十分迅速,鋼結構住宅作為一種綠色環保建筑,已被建設部列為重點推廣項目。特別是在我國大中城市中,人多、土地資源少,而人們對住宅密度、環境綠地等要求越來越高的情況下,較大范圍應用鋼結構住宅,是我國生產發展到一定階段的必然產物。
據資料顯示:2002年3月,一座高達18層、采用H型鋼建造的鋼結構住宅樓在安徽省馬鞍山市動工建設。它是我國住宅產業從鋼筋混凝土跨進鋼結構模式的重要標志。上海同時有6幢鋼結構高層住宅在建設,最終他們將建到100米、34層,這在國內還是首次。北京住宅也啟用了鋼結構,位于朝陽區十里堡的晨光家園B區,全部采用H型鋼鋼梁、鋼柱。2002年9月開盤的北京金宸公寓,填補了國內高層住宅鋼結構體系建筑的空白,同時也標志著我國住宅的開發和建設已步入了全新的鋼結構住宅體系時代。
一、鋼結構住宅體系
住房的建筑形式和風格千差萬別,但就結構體系(支撐骨架)而言,只有磚混結構,木結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構等幾種主要的結構形式。隨著國家對環境保護意識的認識不斷加深,對木材和粘土已經提出限制、限時使用,現階段我國住宅建筑的主要結構形式主要以鋼筋混凝土框架為主,但該結構施工煩瑣、施工垃圾多且結構自重大,進深和開間相對較小,梁、柱粗大,空間利用率較低,這些缺點在一定程度上無法滿足條件越來越高的住宅建筑的功能要求。因此,開發堅固耐久,建造迅速,空間布置靈活,易于改建的新型住宅結構體系,成為住宅建筑和結構發展的重要趨勢。隨著我國鋼產量的快速增長及新型建材的發展和應用,符合上述要求的鋼結構住宅體系逐步發展起來并引起了廣泛的關注。
所謂的鋼結構住宅體系就是指由維護墻體、隔斷墻體、樓板與主體鋼結構共同組成的住宅體系。住宅鋼結構是指純鋼結構(鋼框架或框架—支撐)體系,介于高層鋼結構(鋼框架或鋼框架—混凝土剪力墻)體系與冷彎薄壁型鋼結構(Z、C等輕型鋼結構)體系之間的多層鋼結構住宅體系。
二、現代鋼結構的建筑特點
(一)預工程化程度高,建設成本降低,工期縮短
鋼結構建筑模數協調統一標準實現了建筑工業化大規模生產,提高了建筑預工程化,使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構配件具有一定的通用性和互換性。同時鋼結構建筑的預工程化使材料加工和安裝一體化,大大降低了建設成本;并且加快了施工速度,使工期能夠縮短40%以上,從而加快了房地產開發商的資金周轉速度,使建筑能更早投入使用。
(二)建筑與結構的設計與功能一體化,使建筑更富有功能化
在鋼結構建筑中,結構成為形象構成的重要因素,結構的形體,構件,節點從很大程度上導致并制約著建筑的形象。建筑與結構的設計與功能只有做到一體化,才能使建筑更富有功能化并創造出技術與藝術融為一體的鋼結構建筑。北京2008年奧運會國家體育場投標方案中有許多方案都體現了鋼結構建筑的這一特點。例如清華大學建筑設計院設計的可開合式方案,在體育場大屋面的中央設置兩個半圓型的玻璃頂面,同時相對旋轉、平行滑動完成大屋面的開合;又如中國建設設計研究院場館方案外觀即為建筑的結構,形象完美純凈,功能與結構達到了完美的統一;還有日本朱式會設建筑事務所設計的折疊式方案,屋頂由懸臂的鋼架結構支撐,可在30分鐘內完成開閉的動作,確保全年比賽及活動不受天氣影響。
(三)能夠滿足超高度和超跨度的要求
鋼材組織均勻,接近于各向同性勻質體,強度高,彈性模量亦高。其密度與強度的比值遠小于磚石,混凝土,木材,在同樣受力情況下鋼結構自重小,從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體?,F在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂與高度超過1000米最高至4000米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結構相結合形成索膜結構體系更能滿足建筑對跨度的要求,使這在型建筑成為樗性建筑,比如日本東京后園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結構,面積達28000平方米,英國政府為迎接21世紀而興建的樗性建筑倫敦千年穹頂大型綜合性展覽建筑也是索膜結構體系,其穹頂直徑達到320m。
(四)原材料可以循環使用,有助于環保和可持續發展
發展鋼結構對于資源,能源都非常短缺的我國意義尤為重大,因為中國是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國。鋼材是一種高強度高效能的材料,具有很高的再循環價值,邊角料也有價值,不需要制模施工。目前國際上引人矚目的新型住宅品引入我國,其環保節能的特點主要體現在兩個方面:
1、該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統,溫度變化小,熱損失低。不論冬夏,都具有舒適當居住環境。室外零攝氏度時,室內仍可以保持17攝氏度以上;以室外溫度達到30攝氏度的情況下,室內溫度僅為21攝氏度左右。
2、與磚混結構住宅相比,可節能60%以上,冬夏季空調設備可節約耗電30%以上,結構的廢舊利用為100%,與磚混結構比較, 同樣樓層凈高條件下,鋼結構維護墻體面積小,節約空調所需能源,減小維護費用。
三、鋼結構住宅設計的原則及問題對策
(一)鋼結構穩定設計的探討
穩定性是鋼結構的一個突出問題。在各種類型的鋼結構中,都會遇到穩定問題。對于這個問題處理不好,將會造成不應有的損失。現代工程史上不乏因失穩而造成的鋼結構事故。在我國1988年曾發生13.2×17.99m網架因腹面桿穩定位不足而在施工過程中塌落的事故。因此穩定性鋼結構設計中的主要問題,一旦出現鋼結構的失穩事故,不但會造成經濟嚴重損失,而且會造成人員的傷亡,所以我們在鋼結構設計中一定要把握好穩定設計這一關。目前,鋼結構中出現過的失穩事故都是由于設計者的經驗不足,對結構及構件的穩定缺少明確概念,造成一般性結構設計中存在穩定設計的薄弱環節。另一方面是由于新型結構的出現,如空間網架,網殼結構等,設計者對其如何設計還沒完全的了解。
(二)鋼結構建筑設計的原則
鋼結構件的防火方法主要有涂料保護、防火板保護、混凝土保護、柔性卷材保護、無機纖維保護、結構內通水冷卻保護等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構件幾何形狀限制,應用范圍最廣,效率最高。
要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足,必須進行防火處理,其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍。防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落,其措施是多種多樣的,關鍵是要根據不同情況采取不同方法,如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間等。但無論采取何種方法,其原理是一致的。防火涂料就是一種近年來比較先進的防火技術措施。
二、鋼結構防火涂料防火原理及組成
鋼結構防火保護的原理是采用絕熱或吸熱的材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量向鋼材傳遞的速度,推遲鋼結構溫升和強度減弱的時間。根據《鋼結構防火涂料》(GB14907—2002),鋼結構防火涂料定義為施涂于建筑物及構筑的鋼結構表面,能形成耐火隔熱保護層以提高鋼結構耐火極限的涂料。目前,國內外鋼結構防火涂料主要有基體樹脂、催化劑、成碳劑、發泡劑等組成。
1.基體樹脂
基體樹脂與其它組分配伍,既保證了涂料在正常條件下具有各種使用功能,又能在火焰灼燒或高溫條件下具有難燃性和優良的膨脹發泡性能。通常情況下,丙烯酸樹脂防火涂料的炭化層質量較高,故通常采用丙烯酸樹脂作為主成膜物,并對其進行改性,以提高涂料的整體效果。
2.催化劑
催化劑是一種能在一定條件下分解出磷酸的物質,分解出的酸使多元醇脫水,從而使之形成不易燃的三維空間結構的炭化層。通常,磷酸三聚氰胺的水溶性較聚磷酸胺小,且兼具催化和發泡雙重功效,目前主要選用磷酸三聚氰胺為催化劑。
3.成碳劑
成碳劑是涂層在高溫下形成不易燃三維空間結構的泡沫碳化層的物質基礎,對泡沫炭化層起骨架作用。成碳劑在分解溫度上要和催化劑相匹配,當采用聚磷酸胺作催化劑時就應用熱穩定性高的含高碳多羥基化合物作成碳劑,如季戊四醇、二戊季醇超薄型防火涂料用于廣東大亞灣核電站廠房屋架上已達十幾年之久,仍可正常使用。但其缺點是施工時氣味大、涂層易老化,淀粉等。使用淀粉做成碳劑,涂層的耐水性問題不易解決,而二季戊四醇由于其價格原因,在國內也很少使用,目前國內普遍采用季戊四醇作為防火涂料的成碳劑。
4.發泡劑
膨脹型防火涂料只有在發泡劑的作用下,才能在高溫火焰下產生膨脹層。發泡劑遇火分解并釋放出氨、水、二氧化碳、鹵化氫等不燃性氣體,使涂層在到達軟化點的情況下發泡膨脹,形成海綿狀結構。
三、存在的技術問題
1.耐久性
由于厚型防火涂料存在自重大,裝飾性差,因此只能應用在某些對外觀要求不高的室外鋼結構。廣泛應用的是薄型和超薄型鋼結構防火涂料,特別是超薄型。此兩類涂料所使用的主要原料聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良,存在隨著環境、時間等溶出、分解、降解和老化等問題,因此,此類涂料必定會隨著時間的推移防火性能有所下降,而目前還沒有找出一種評定防火涂料耐久性的方法。檢測報告所給出的耐火極限是涂料涂后保養1至2個月的檢驗結果,但火災的發生是不可預測的,火災可能是在涂料涂后的1年,也可能在涂后的10年發生,因此膨脹型防火涂料最主要的就是耐久性問題。
2.安全性
目前的膨脹型鋼結構防火涂料遇火有可能釋放出氨、HCN、鹵化氫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害氣體。如果這些氣體的濃度超過了人體忍受極限,便會對未逃離火場的人員以及消防人員造成危害。
3.生產、施工
國內多數鋼結構防火涂料生產企業的規模不大,生產工藝流程自動化水平不高,有部分企業還處于手工作坊式在操作,不少產品的配方工藝大同小異,對專用于防火涂料的原料研究不夠,對原材料的檢測、控制不夠,生產過程的檢測手段不全,施工設備有待改進提高,與防銹漆的配套性也不能進行嚴格的檢驗。
4.測試方法
鋼結構防火涂料作為一類功能性涂料,其性能主要有理化和耐火兩方面組成。同樣耐火極限的防火涂料因其應用環境不同、受火類型不同,對基材的保護作用也就不同。
5.檢測標準方面
GB14907-2002《鋼結構防火涂料》對同種防火涂料只規定一種涂層厚度的檢驗報告,而實際工程中由于鋼梁、鋼柱、鋼樓板規范所要求的耐火極限各不相同,例如室內厚度為2mm的超薄型防火涂料檢測報告出具耐火極限為1.5h,實際工程要求鋼梁、鋼板、鋼柱耐火極限分別為1.5h、1.0h、2.0h。對鋼板、鋼柱應采用何種厚度的防火涂料進行保護,目前無論從理論界或是實際工程均缺乏相應的研究。
6.檢測標準構件與實際工程構件的差異性
耐火極限檢驗中使用的基材是Q235的標準I36b或I40b熱軋普通工字鋼梁,而實際工程運用中,鋼構件的截面尺寸各種各樣。檢驗報告中描述的鋼梁與實際工程中的鋼構件并無完全的對應關系,實際使用的鋼構件和標準鋼梁間應該如何進行換算,如何確定實際使用的鋼構件的涂層厚度,國家尚無規定。
四、相應對策
1.對鋼結構建筑進行科學的防火保護
目前,我們通常使用的方法有:鋼結構表面噴涂防火涂料;用現澆混凝土作外包層;鋼構件內充水等,其中應用最為廣泛的是鋼結構表面噴涂防火涂料。
2.加大宣傳培訓教育的力度
防火工程造成的火險隱患原因是多方面的,但很重要的一個原因是思想認識不到位,輕視火災預防,對違規施工存在僥幸心理。消防部門應利用報紙、廣播等形式廣泛宣傳鋼結構阻燃處理的重要性和必要性,適時組織設計、施工單位進行消防培訓,提高設計、施工人員的業務理論水平和執法守法意識。3.加強對防火涂料市場的規范管理
凡是防火涂料的生產廠家必須有國家檢測機構檢測合格的報告,方準出廠銷售,并應附有使用說明書,標明技術性能、制造批號、儲存期限、適用范圍;消防監督部門應對每批防火涂料進行出廠前的質量抽檢,并檢驗其包裝、標貼、說明等是否符合規定要求。對于防火涂料的施工單位,明確要求持有相關施工資質。
4.嚴把審核關
在受理鋼結構審核項目時,要求設計單位在圖紙中明確建筑物的使用性質、耐火等級、火災危險性分類、生產工藝流程、防火涂料的施工方法等消防設計內容。承擔消防工程的施工單位應具有相應的資質,并在施工前將施工方案報消防部門審核。對于設計不全、無施工方案的,消防部門可以下發不受理通知單并注明不受理的理由。
5.正確選用防火涂料品種
目前市場上防火涂料的品種繁多,其防火性能也不盡相同。不能把組成、制造工藝、質檢方法和標準以及施用技術等方面存在明顯不同的飾面型防火涂料用于保護鋼結構;對鋼結構防火涂料應根據鋼結構耐火極限要求選用不同的防火涂料:耐火極限不超過1h時,可選用超薄型或薄型防火涂料;耐火極限不超過2.5h時,可選用薄型或厚漿型防火涂料;耐火極限在2.5h以上時,應選用厚漿型防火涂料。部位且裝飾效果要求高時,如屋頂承重構件可選用超薄型防火涂料,的柱及網架構件則可選用薄型涂料,隱蔽部位選用厚漿型涂料。不能將技術性能僅滿足于室內鋼結構防火涂料標準要求的產品未加技術改進就用于保護室外鋼結構,露天鋼結構防火涂料的選用應考慮其耐水、防凍、防腐等因素,只有這樣,才能真正發揮涂料的防火性能。
6.及時進行施工現場檢查
防火涂料工程施工較快,加強對施工現場的監督檢查非常重要。通過施工現場檢查,可以掌握施工隊伍的情況、工程的進度、施工質量和產品質量。只有實地檢查,才能發現隱患并及時督促整改,避免不必要的損失。有條件的地方,還可以從施工現場取樣并對樣品進行熱性能分析、比較、檢驗,確保工程質量。
7.嚴格驗收標準
在工程竣工驗收前,消防部門應讓建設、施工、監理單位出具質量檢測報告,掌握工程施工情況。在工程驗收時,不僅要重視消防設施的驗收,還應把鋼結構防火涂料的驗收放在重要位置。消防監督人員不僅要眼看、手摸,還應配置測厚儀等必要的檢測設備。對于施工質量達不到要求的,該返工的要返工,該處罰的處罰,確保鋼
結構消防工程的質量,從根本上消除鋼結構工程存在的火災隱患。
五、結束語
由于鋼結構防火涂料是如今乃至未來社會很有發展前途的一類產品,只有檢驗機構、生產、設計、施工、監理和消防監督部門聯手共同努力,才能使我國的防火涂料領域健康、有序發展。