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日本人在苏州建了一批钢结构住宅,全产业链工业化模式,值得借鉴!

随着目前装配式建筑相关政策的不断发布,各地逐步展开了较大规模的装配式建筑实践。但总体上?#27492;担?#35013;配式混凝土结构建筑居多,而装配式钢结构建筑尤其是住宅,其主体结构部分以外的工业化围护系统、非结构部品件及内装系统与钢结构主体的一体化集成技术,还有待进一步完善与提高。在此方面,日本积水住宅株式会社(SEKISUI HOUSE,以下简称积水)在全世界范围内开发了大量低层独栋及联排别墅,均采用一体化装配式钢结构体系,通过先进环保的材料、精心?#38050;?#30340;“以人为本”理念,打造安心、安全、健康、舒适的居住环境,对我国加快装配式钢结构建筑及产业链系?#36710;?#23436;善性与先进性有很大的参考学习意义。

积水?#30431;?#35029;沁庭项目位于苏州市相城区广济北路与玉成路(兴业路)交汇处,其中锦苑(东区)由E1#~E6#高层住宅、E7#~E26#联排别墅、E27#配套服务用房及地下车库、门卫等组成,地上总建筑面积约15.6万㎡;低层联排别墅部分(雅居)为16栋3层、4栋2层装配式钢结构体系,地上建筑面积约2.1万㎡。

▲ 总平面图

全产业链工业化模式

联排别墅地上部分采用一体化装配式钢结构体系,其围护系统、隔?#20581;?#27004;板、屋顶、机电系统及内装系统均采用工厂成品或半成品,现场装配集成。积水在沈阳建有综合的工业化住宅生产基地,联排别墅所使用的钢结构零部件及外?#20581;?#20869;装饰材料,均采用高度自动化的设备生产,还与室内装修的板材、内部装修设备等厂商合作,在工厂内形成一条龙式生产线;施工现场由自有的专业工程公司进行安装及内装修施工,并提供后期维修保养服务。总体上来看,从源头开始通过设计、材料采购、加工生产、专业安装及自有维修形成完善的工业化产业链,确保了自有开发理念在整个过程中的?#32454;?#23454;施,为业主提供了优质、舒适的住宅产品。

按照《江苏省装配式建筑预制装配?#22987;?#31639;细则(试行)》的规定,本项目地上主体钢结构、外墙围护系统、内隔?#36739;?#32479;、楼板、屋盖及机电系统全部采用工厂成品现场集成组装,故其在主体结构和外围护结构预制构件Z1、装配式内外围护构件Z2、内装建筑部品Z3等部分的评分均为满分;另外在创新加分项S的标准化、模块化、集约化设计中?#21152;?#19968;定程度应用,故获得加分项2分。最终,本项目各单体的预制装配率达到102%,充分体现了工业化全产业链的优势。

装配式钢结构主体设计

主体钢结构部分采用积水自有的“β系统构造?#20445;?#21363;梁贯通构造体系,每个梁柱节点处均为单向抗侧力构造,且钢柱竖向无需?#32454;?#23545;齐贯通,适用于低层钢结构体系,主体及非结构部分采用全装配、全干法的拼接工艺,结构主体通过ETABS分析软件计算,所有构件均满足?#24615;?#33021;力、变形及稳定性的要求。

▲ “β 系统构造”示意图

抗侧力体系

钢柱与钢梁材质均为Q235B,通过高强螺栓连?#26377;?#25104;平面内抗侧力体系,两个?#36739;?#30340;侧向力由该?#36739;?#30340;平面内框架承担,参照《低层冷弯薄壁型?#22336;?#23627;建筑技术规程》进行抗侧力构件及主次梁布置,可根据需要灵活设置,钢柱通过螺栓与混凝土基础梁连接,钢梁上下翼缘上根据75mm模数的间距打满孔,钢柱按?#22235;?#25968;进行布置连接,极大提高了设计及加工制作的效?#30465;?/span>

通过?#32454;?#30340;抗震试验,验证了主体结构的整体性能以及柱梁节点的?#34892;?#24615;,确保建筑在灾害发生时的安全性。同?#20445;?#20027;体钢构件采用致密的电镀涂层,达到了Ⅰ类环境中20年以上的?#26639;?#25928;果,结合超薄防火涂料提升了主体结构构件的耐久性。

▲ 结构平面布置示意图

▲ 钢柱脚连接详图

▲ 钢梁贯通式梁柱节点详图

▲ 钢柱、钢?#21512;?#22330;连接

楼盖体系

楼板采用150mm厚预制ALC板简支于钢梁上,并于板间密缝拼接,端?#23458;?#36807;M10螺杆与钢梁做限位构造连接。另外,在卫生间降板处,ALC楼板搭接于梁下翼缘上的构造角钢上,每跨梁间板底都设置对角拉杆,?#21592;?#35777;平面内的整体性,防止地震时板跨变形导致楼板脱落。

▲ ALC 楼板示意

▲ 楼盖体系断面详图

▲ 楼板下表面拉杆布置

▲ 楼板与钢梁连接节点

装配式围护体系

建筑外围护部分采用工厂预制生产的、兼顾强度和美观的新一代复合结构外墙板“SHELL TEC?#20581;保?#36816;用独有的?#26696;?#21387;真空?#36153;?#26041;式”将混凝土状的原料压挤成型,可达到两倍于一般混凝土的强度,同时达到了1h以上的外壁耐火时间。外墙板分块用专用挂件连接于龙骨上,接缝用柔性胶处理,以消除温度变形及实?#22336;?#27700;效果。

外墙采用龙骨组合保温体系,即将高性能玻璃丝棉(保温材料)嵌入龙骨间,辅以防潮隔膜,?#21592;?#35777;保温性能的同?#20445;?#38450;止吸收水汽;墙内面层则为石膏板,方便现场确定点位并留?#30784;?/span>

▲ 外墙构造详图

▲ 外墙节点详图

工业化集成内装

人一生中摄入最多的物质是空气,其占摄入物?#39318;?#37327;的83%,因而良好的空气环境是保障健康的首要因素。项目室内装修中注重选用环保健康建?#27169;?#22320;板、墙?#20581;?#22825;花板涂料使用甲醛?#22836;?#37327;较小的F四星级建?#27169;?#23558;甲醛等有害物质的?#22836;?#38477;至最低,打造出健康、舒适的空气环境。内装采用一体化设计集成,竖向管线、线盒均嵌入墙体龙骨中,机电水平管线布置于吊顶内;现场与主体钢结构安装完成后,与龙骨及吊顶施工穿插进行。

▲ 屋顶与吊顶安装

一体化机电系统

本项目从设计制造阶段开始便积极推进削减碳排量的措施,实现所有建造流程中的“环保?#34180;?#39033;目采用保温窗扇与?#30830;?#23556;隔热双层玻璃,使全屋具备优异的气密性;通过可高效过滤PM2.5的全热交换器系统,以24h小风量进行换气,将污浊的空气与热量一同排出,并对新风送气进行热量回收,可?#34892;?#20943;轻空调负担,降低使用费用;采用温水地暖系统及先进的软水处理系统,保证健康的居住环境。

▲ 24h 新风系统

▲ 设备管线安装

总结

本项?#23458;?#36807;前期的一体化集成设计、全产业链的成熟工业化部品件供应及专业安装,实现了全装配式节能环保住宅的快速、高质量实施,过程中有以下几点体会:

(1)前置的精细化设计与定位是关键,需在设计早期阶段确定材料及系统定位,并根据实际部品件进行集成设计。

(2)钢结构主体布置需大胆创新,根据建筑及装修功能要求适当调整,由两个?#36739;?#30340;面内抗侧力“龙骨?#20581;?#20307;系分别承担各?#33489;较?#30340;侧向荷载,同时梁仅承担竖向荷载,楼盖采用干法密缝拼接,柱、梁布置具有了极大自由性,也为建筑及装修的布置调整提供了最大自由度,同时有助于提高标准化、自动化加工及安装效?#30465;?/span>

(3)健康舒适的室内环境永远是住宅的首要需求,需要通过环保的材料、工厂高效率的集成工艺及现场的专业安装等专业化分工达成。

(4)配套的成熟部品件是实现建筑高效?#30465;?#39640;质量的重要补充。将钢结构住宅大范围推广,必须?#35272;?#20110;配套部品件的完善成熟。

(5)积极实施住宅保险制度,针对部品件、机电设备及房屋整体进行商业投保,能够?#34892;?#25552;升维护质量和效率,改善居住体验。

中国装配式建筑产业联盟——专家智囊团

覆盖范围

     全网频?#26639;?#30422;我国34个省级行政区,下设332个市?#38208;?#36947;,共2861个县?#38208;?#36947;,为全国县域招商引资、产业园区规划等提供“一站式”招商引?#39318;?#19994;服务。

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