建筑工业化发展与技术创新实践.pptx
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1、建筑工业化发展与技术创新实践彭雄 博士 中科建(北京)工程技术研究院 院长北京市建设工程物资协会装配式建筑与墙体分会秘书长北京市装配式建筑专家委员会BIM组成员中国建筑学会抗震防灾分会村镇绿色建筑综合防灾专业委员会委员目 录Part 1Part 2Part 3发发展背景展背景技技术创术创新新小小结结展望展望Part 1 发展背景1.1 政策背景国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见(国办发【2016】71号),突出明确的目标:力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。装配式建筑经历了研发期、试点期后,进入了规模化发展阶段十八大2013年1月提出“走新型工业化道路
2、”2016年2月国务院办公厅关于转发发展改2016年7月革委住房城乡建 中共中央 国设部绿色建筑行 务院关于进一步动方案的通知 加强城市规划建(国办发2013设管理工作的若2016年9月住房城乡建设事业“十三五”规划纲要1号)干意见(中发20166号)关于大力发展装配式建筑的指导意见(国办发201671号)Part 1 发展背景1.2 发展现状 整体情况2020年,全国31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团新开工装配式建筑共计6.3亿,较2019年增长50%,占新建建筑面积的比例约为20.5%,完成了“十三五”装配式建筑行动方案确定的到2020年达到15%以上的工作目标。区域发展情况202
3、0年,京津冀、长三角、珠三角等重点推进地区新开工装配式建筑占全国的比例为54.6%,积极推进地区和鼓励推进地区占45.4%,重点推进地区所占比重较2019年进一步提高。其中,上海市新开工装配式建筑占新建建筑的比例为91.7%,北京市40.2%,天津市、江苏省、浙江省、湖南省和海南省均超过30%。不同结构类型发展情况从结构形式看,新开工装配式混凝土结构建筑4.3亿,较2019年增长59.3%,占新开工装配式建筑的比例为68.3%;装配式钢结构建筑1.9亿,较2019年增长46%,占新开工装配式建筑的比例为30.2%。其中,新开工装配式钢结构住宅1206万,较2019年增长33%。装配式钢结构集成
4、模块建筑得到快速推广,为新冠肺炎疫情防控发挥了重要作用。Part 1 发展背景1.3 美丽乡村、特色小镇、军民融合、一带一路等新兴市场领域的需求 2018年3月,陆军司令员韩卫国与国家住房城乡建设部部长王蒙徽共同签署了深化军民融合发展推进陆军军事设施转型建设战略合作协议。双方将重点完成3项合作:为满足部队临时部署、处突驻训和边海防哨所保障需要,将联合研发拆装式营房,2020年完成3类基本型产品技术研发,建成营级规模的试点示范项目,而后逐步拓展功能、形成系列;推广装配式建造方式,到2020年占新建军事建筑的比例达到30%,2025年达到60%;.沙特在“一带一路”沿线,其“2030愿景”计划与我
5、国“一带一路”倡议高度契合。2016年,沙特提出2030愿景,其中沙特住房部保障房项目群是沙特“2030愿景”框架下的重大项目之一。目前,沙特国别35岁以下人口约占人口总数的70%,但家庭住房拥有比例仅为47%,沙特政府大力推动其保障房项目群建设,以期到2030年实现家庭住房拥有比达到70%。2019年仅住房项目投资预计超过200亿美元。Part 1 发展背景1.4 新型建筑工业化指明了进一步升级发展方向 住房和城乡建设部、国家发展改革委、科技部等13部门联合印发了关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见(建市【2020】60号)指出:要以大力发展建筑工业化为载体,以数字化、智能化升级为
6、动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用,形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。住房和城乡建设部、国家发展改革委、教育部、工业和信息化部、人民银行、国管局、银保监会7部门联合印发绿色建筑创建行动方案(建标【2020】65号)提出:到2022年,城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,星级绿色建筑持续增加,既有建筑能效水平不断提高,住宅健康性能不断完善,装配化建造方式占比稳步提升,绿色建材应用进一步扩大,绿色住宅使用者监督全面推广,人民群众积极参与绿色建筑创建活动,形成崇尚绿色生活的社会氛围。绿色 住房和城乡建设部、教育部、科技部
7、、工业和信息化部、自然资源部、生态环境部、人民银行、市场监管总局、银保监会联合印发住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的若干意见(建标规【2020】8号)提出:新型建筑工业化是通过新一代信息技术驱动,以工程全寿命期系统化集成设计、精益化生产施工为主要手段,整合工程全产业链、价值链和创新链,实现工程建设高效益、高质量、低消耗、低排放的建筑工业化。集成智能高品质Part 1 发展背景1.5 存在的问题住建部门对装配式构件企业的监管尚无明确的法律授权。取消资质管理、境外管辖权等问题。认证监管体系亟待完善:有认证无巡查、巡查法理依据政府监管质监局备案的产品标准为企业标准,缺乏统一的产品标准
8、企业生产管理水平存在差异,政府监管缺乏统一的质量协同监管机制与信息共享平台 建设方:不知如何组织实施装配式项目;选择合理经济的装配式方案;设计院:不熟悉装配式部品部件,制定合理经济的装配式方案;不熟悉深化设计;生产企业:成本居高不下、质量参差不齐、供应不平衡、技术体系不完善。差异化技术、创新、服务前置;总承包企业:不熟悉装配式建筑的工艺工法。需向EPC方向发展;企业 高消耗,仅房屋建筑年消耗的水泥玻璃钢材就占了全球总消耗量的40%左右,北方地区供暖单位面积能耗是德国的两倍;建造方式 高排放,仅建筑垃圾年排放就达20多亿吨,是整个城市固废总量的40%,建筑碳排放更是逐年快速增长;低效率,据有关统
9、计,建筑劳动生产率仅是发达国家的三分之二左右,建筑业的机械化信息化智能化程度还不高;低品质,总体上看,建筑施工还不够精细,房屋漏水隔音等问题仍很突出。Part 1 发展背景1.5 存在的问题 人员(管理、工人)安全意识与专业水平:野蛮施工、人员流动、产业工人培训、生产集中 质量管理标准以及信息化水平:建立一个市场产品质量反馈的评价系统和信用信息平台 生产与施工环节的精细化管理不完善装配式建筑行业 主体责任须进一步明确:明确责任主体恰恰是发挥行业市场机制,促进相关各方自律的前提条件之一。可持续发展的行业自律市场规则体系未建立:建立高标准的准入制度、建立信用奖惩评价机制、学习国外先进经验,发挥行业
10、自律等,推动行业可持续发展。主体结构:抗震、节能等主体硬件;舒适健康的人居空间:以建筑性能为导向的体验;文化传承与生活方式:建筑立面风貌、户型;生活场景与内容:智能家居、OTA系统与数据内容后台;产品思维目 录Part 1Part 2Part 3发发展背景展背景技技术创术创新新小小结结展望展望Part 2 技术创新2.1 装配整体式剪力墙 常用构件形式(套筒灌浆的问题、成本的问题)Part 2 技术创新2.1 装配整体式剪力墙 装配式装配式建建筑筑质质量控制量控制问题问题 现场预制墙体安装困难,可能存在着套筒灌浆不密实、套筒内钢筋紧贴套筒壁或者钢筋斜插入套筒等隐患,使得套筒灌浆连接技术得不到有
11、效落实;套筒灌浆等关键节点连接尚无有效的监测手段;套筒灌浆技术及其相关工艺造成一定的成本增量;套筒灌套筒灌浆连浆连接技接技术术是是现阶现阶段段较为较为成熟的技成熟的技术术,国外,国外实实践践证证明明该连该连接技接技术术本身没本身没有有问题问题。Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 叠合墙体系由成型钢筋笼及两侧预制墙板组成空腔预制构件,待预制构件现场安装就位后,在空腔内浇筑混凝土,并通过必要的构造措施,使现浇混土与预制构件形成整体,共同承受竖向和水平作用的墙体。Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 叠合墙体系 质量可控,成本可控;已有团体标准;预制率较
12、低;生产工艺多一道翻转工艺;若要实现三明治复合外墙构造,生产工艺较复杂;Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 EVE圆孔板体系(小板)圆孔板体系本质仍然是叠合体系,将连接节点部分放在现浇工法部分,来确保节点有效连接与结构整体性。小板的优势在于部品部件标准化程度高,对多样化的户型适用性强。工厂成组立模生产,场地占用小,单位厂房面积产能高;小板短板在于难以实现三明治复合外墙一体成型,难以实现保温承重一体化;Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 纵肋墙板体系(大板)纵肋墙板通过墙体开孔工艺,灌浆实现上下结构的连接,本质仍然是叠合体系,将连接节点部分放在现浇
13、工法部分,来确保节点有效连接与结构整体性。Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 纵肋墙板体系(大板)Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 纵肋墙板体系(大板)纵纵肋肋墙板墙板与装配整与装配整体体式剪力式剪力墙墙类类似,似,可以可以实现实现保温承重一保温承重一体体化,核心在化,核心在墙墙体体内部空腔的成型工内部空腔的成型工艺艺;目目前前暂暂无无设计标设计标准,准,团队标团队标准正在准正在编编制;制;Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 密肋复合墙板结构体系密肋墙体:密肋复合墙板是以截面及配筋较小的混凝土肋格为骨架,内嵌以炉渣、粉煤
14、灰等工业废料为主要原料的加气混凝土轻质砌块预制而成,它利用密布的肋梁、肋柱与内嵌轻质砌块形成具有共同工作性能的复合墙板;墙板又与隐型外框整浇为一体,形成增强的复合墙体。加气混凝土砌块、钢纤维再生混凝土、植物纤维水泥基砌块、植物纤维生土基砌块、再生EPS轻骨料混凝土砌块、棉花秸秆砌块等18Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 密肋复合墙板结构体系 具有特殊抗震性能的复合墙结构体系,通过对于结构体系进行优化,调整结构抗震机制(三道抗震防线);三面出筋连接,底部仅坐浆,钢筋不连续的构造方式,便于施工和质量监控,降低装配式混凝土结构的综合成本。竖向力由现浇部分与预制墙体部分共同承
15、担,水平力由现浇带与三边现浇连接的预制墙板组成复合墙板共同承担。当坐浆层开裂后,退出抗剪工作。Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 密肋复合墙板结构体系叠合楼板 在弹性阶段,与装配整体式剪力墙没有区别。进入弹塑性阶段后,开缝部分产生裂缝,由边缘约束构件承担剪力和弯矩,预制剪力墙部分保持刚度贡献;边缘约束构件现浇带预制剪力墙 在现浇的边缘约束构件中,通过合理的构造措施,弥补预制墙体部分钢筋不连续带来的削弱影响;底部座浆 该体系施工较为便捷,连接方式和监管检测方便,成本可控。叠合楼板装配整体式复合剪力墙Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 密肋复合墙板结
16、构体系 密肋复合板结构体系由中科建、迈瑞司与北京交通大学多年合作研发,已在上海、河南、广西等地展开了近百万平米的示范;重点解决套筒灌浆工艺质量难以监测的难题,成本节约约150元/平米;密肋复合板体系八度区应用高度为60m。墙体具备一定的自保温功能,节约保温厚度3cm,提高得房率!填充轻质块可因地制宜的结合循环利废材料,具有环保绿色的特点。密肋复合板墙板体系荣获国家科技进步二等奖Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 密肋复合墙板结构体系河南兰考中州御府项目西安市中行家属院(经历了汶川地震)西安建科大学生宿舍西宁实验中学学生宿舍Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结
17、构技术创新 PK3预应力叠合楼板PK预应力叠合楼板由中国工程院院士,前湖南大学、兰州大学、重庆大学等大学校长(副部级)周绪红院士发明,山东万斯达购买技术进行市场化推广,并获2008年国家科技进步二等奖,PK3已经大规模推向市场,具有强大的生命力,广受业界好评。彻底解决传统桁架板厚度过厚,四面出筋,拉板缝,易开裂,跨度小,支撑多,造价高等痛点。是我国具有独立知识产权的特色产品。2014-2016年,在北京推广PK2已有是十来万平米,用于保障房项目,现展开PK3京津冀区域的推广。PK3在全国已经近百万平米示范落地。Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 PK3预应力叠合楼板 底
18、板厚度35mm 40mm,最薄可实现叠合厚110mm厚楼板,穿管线方便;底板用C40、C50混凝土,底板用1570、1860级预应力钢丝;底板上加钢管混凝土桁架,钢管内填高标号砂浆;刚度适度,避免严重反拱,宽度1.5-3m,长度3-12m。Part 2 技术创新2.2 高层装配式混凝土结构技术创新 PK3预应力叠合楼板序号1构造指标 PK3普通桁架板优势底板厚度 35mm(6m内)、40mm(6m以上)60mm(6m内)、70mm-80mm(6m以上)成本低易穿管线、运输高效、2最大跨度 12m跨,底板40mm厚一般不超过8m,底板 适合大开间,节约净70-80mm厚高,减轻楼板自重34胡子筋
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