装配式建筑-电气.ppt

一 装配式建筑的概念简介二 现阶段对装配式建筑的疑问三 装配式建筑电气设计要点四 装配式建筑中电气配套技术存在的问题 1 装配式建筑与电气的关系 一 装配式建筑的概念简介 2 1 预制装配式建筑将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成 然后运输到施工现场 将构件通过可靠的连接方式组装而建成的建筑 称为预制装配式建筑 2 装配率 又称PC率 建筑单体范围内 预制构件混凝土方量占所使用的所有混凝土方量的比率称为装配率 通常按正负零以上部分核算 国家暂无统一的明确规定 装配率指标反映建筑的工业化程度 装配率越高 工业化程度越高 3 装配化率达到装配率要求的建筑单体的面积占项目总面积的比率 国家暂无统一的明确规定 一般由地方政府或建筑主管部门在土地出让和项目建设过程中管控 3 4 装配整体式混凝土结构由预制混凝土构件或部件通过钢筋 连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构 按当前业内成熟的设计和施工方法 水平构件采用叠合式构件 竖向构件采用现浇 结构体系视为整体式结构体系 可符合抗震要求 叠合式混凝土受弯构件在预制混凝土构件上浇筑上部混凝土而形成整体的受弯构件 分叠合式混凝土板和叠合式混凝土梁等 预制保温墙体由保温层 内外层混凝土墙板以及FRP连接件组成的一种夹芯式墙体 该墙体在预制构件厂制作生产 然后运输至施工现场进行安装使用 纤维增强塑料 FRP 连接件用于连接预制保温墙体内 外层混凝土墙板 传递墙板剪力以使内 外层墙板形成整体的连接器 连接件材料为纤维增强复合塑料 二 现阶段对装配式建筑的疑问 4 疑问一 建筑质量安全有无保证 看上去很简单的 搭积木 其实没那么简单 还有诸多疑问待解 关于装配式建筑 有媒体这样表述 这种采取工厂化生产 现场装配的建筑 不仅可省时 省工 省钱 还无污水 无噪音 无粉尘 符合绿色 低碳 节能 环保的要求 而且完全达到传统建筑的防震 安全 耐用要求 这是实事求是的评价呢 还是夸大其词 值得推敲 尤其是人们最为关注的质量安全 装配式建筑真的令人放心吗 装配式建筑一大标志就是使用PC PC PrecastConcrete 即预制装配式混凝土的简称 现在业内所说的PC 通常是指是以混凝土预制构件为主要构件 经装配 连接以及部分现浇而成的混凝土结构 而这种装配式的结构体系其实已经在我国由来已久 据专家介绍 早在上世纪50年代 我国就开始推广装配式房屋的发展 其中装配式大板结构体系发展得较为迅速 但装配式大板住宅房屋的质量和抗震性能不足 住宅样式较为单一 上世纪80年代后逐渐退出了历史舞台 如今在我国推行的是预制装配式混凝土结构体系 那么 预制装配式混凝土结构体系建造的房子质量安全是否可靠呢 专家介绍 采用此种结构体系 构件之间的连接以现浇节点为主 将预制PC构件的钢筋伸入现浇构件中锚固连接 保证了房屋的整体性 相比装配式大板结构 质量有明显进步 然而 即使目前PC结构连接方式较以前有了很大进步 但是构件之间连接点的质量隐患并没有随之挥去 项目封顶后 很难检查连接节点的质量到底如何 而且目前我国的施工队伍的专业水平还难以保证连接节点的施工工艺完全做到保质保量 住房和城乡建设部住宅建设及产业现代化技术专家委员会副主任委员徐正忠一直为此担忧 5 疑问二 成本是高了还是低了 据一位业内人士透露 国内某大型PC构件厂 前几年投资几亿元建起的PC生产线 现在几乎处于停产状态 接不到活儿 目前产业链不完善 相关的设计 施工 验收等都跟不上 房企对目前还处于成本高 技术不稳定的PC往往持只关注不行动的态度 此种窘况 在沈阳 哈尔滨 合肥 江苏等PC企业相对集中的区域都有出现 事实上 相比传统方式建造的房子 装配式建筑的优点是显而易见的 如工期短 无噪音 无粉尘 环保等 照道理装配式建筑市场应该形势一片大好 为何如今处境尴尬呢 成本高是重要因素 业内人士一针见血地指出 据悉 PC工厂需要大面积堆场以及配套设备和工具 堆存成本高 PC的运输和吊装成本也比较大 此外需要对配合安装的施工队伍进行专业培训 这块成本也不低 据沈阳某企业的一份资料显示 其一个标准PC工厂项目 国内设备需10690万元 国外设备需13290万元 土地投资需6610万元 不含绿建 总投资超过3亿元 一些施工单位负责人坦言 如果投个两三千万元就能建个PC厂还行 如果要上亿元 那必须要好好考虑一下了 根据沈阳某住宅小区的调研数据显示 采用PC构件 预制率45 以上 的综合成本要比传统现浇高出不少 PC构件 外墙板 内墙板 楼梯综合价 一立方米最起码要2300元 而现浇混凝土每立方米只需要1600 1800元 万科集团总规划师傅志强结合万科集团近20年工业化建筑的实践认为 目前阻碍工业化建筑发展的最大问题之一是成本高 如果做了这个装配式建筑 成本却要高出1000元 平方米的话 这就没有竞争力了 6 疑问三 装配化 建筑产业现代化吗 现在 有一些人认为建筑装配化就是建筑产业现代化 或是新型建筑工业化 把几个概念混为一谈 其实 三者相关联 又有所不同 从当前的实践来看 装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑 其特点是大量的建筑部品由车间生产加工完成 构件种类主要有 外墙板 内墙板 叠合板 阳台 空调板 楼梯 预制梁 预制柱等 现场大量的装配作业 而原始现浇作业大大减少 而新型建筑工业化 是以构件预制化生产 装配式施工为生产方式 以设计标准化 构件部品化 施工机械化为特征 能够整合设计 生产 施工等整个产业链 实现建筑产品节能 环保 全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式 那什么是建筑产业现代化 按照住房和城乡建设部住宅产业化促进中心处长叶明的理解 建筑产业现代化是以绿色发展为理念 以住宅建设为重点 以新型建筑工业化为核心 广泛运用信息技术和现代化管理模式 将房屋建造的全过程联结为完整的一体化产业链 实现传统生产方式向现代工业化生产方式转变 从而全面提高建筑工程的效率 效益和质量 叶明认为 装配化 仅仅是推进建筑产业现代化的一个特征表现 或者说 仅仅是工业化生产方式的一种生产手段 一个有效的技术方法和路径 不是建筑产业现代化的最终目的和全部 7 疑问四 配套 软件 是否到位了 作为推进建筑产业现代化的一种有效技术方法和路径 建筑装配化无疑是需要鼓励推广的 但目前相关技术标准是否完善 相关鼓励政策是否就位了呢 业内人士分析认为 目前这些配套 软件 有缺陷 还需升级完善 首先是技术体系仍不完备 目前行业发展热点主要集中在装配式混凝土剪力墙住宅 框架结构及其他房屋类型的装配式结构发展并不均衡 无法支撑整个预制混凝土行业的健康发展 同时 技术标准滞后也是装配式建筑规模化推广的一大拦路虎 传统施工方法 大到钢筋上下分配的比例 楼板荷载的具体重量 小到一个房间里面几个插座几个门窗 都有具体的计算公式 而装配式建筑的梁 柱钢筋如何配比 水 电设施如何安装等 目前没有统一标准体系 虽然去年住房和城乡建设部发布了 装配式混凝土结构技术规程 为装配式建筑的实施提供了工程设计和验收的技术支撑 但业内人士指出 从标准体系而言 还需不断研究加以完善 尤其是有关传统的监管措施不适应新型生产方式等方面的问题 其次是行业可持续发展基础不良 一个行业是否能够可持续发展 与行业内的企业是否有持续的盈利能力有关 目前来看 装配式剪力墙结构本身的造价一定时期内不会低于现浇剪力墙 在不考虑政策补贴的情况下 此种技术是很难发展的 此外 降低成本 培育上下游相关企业 形成完整的产业化链条是推进建筑装配化的关键因素 目前我国建筑装配化尚未形成 规划 设计 制造 施工 管理 全产业链的发展模式 即每个专业领域都有相当出色的企业和产品 但缺乏统一的整合平台 第三 鼓励政策尚不够完善 全国有许多省市出台了相关的推进住宅产业化的政策 在各项政策中 面积或容积率奖励最为直接 各地基本为按装配式建筑面积奖励开发商3 的容积率 不支付土地出让金或很少的费用 虽然多个省市出台了类似政策 但目前3 奖励真正落地的寥寥无几 政策不完善的另一个方面 是所有奖励均给予开发商 对设计 施工等缺乏考虑 鼓励政策应能吸引更多的企业进入装配式建筑行业 而不仅仅是开发商 国家住宅工程中心建筑设计部主任卢鹏就直言 如果把建筑装配化比作是一棵今后要长成参天大树的 幼苗 虽然现在不缺外部的呼声 需求和政策的支持这些 雨水 但设计 建筑 安装环节等 土壤 还不足 8 疑问五 是追求PC率还是社会效益 截至2014年 全国有20多个省市出台了相关的推进住宅产业化 装配式建筑的政策 甚至明文规定了PC的建筑面积比例 有不低于20 的 25 的 30 的 也有要求不低于50 的 PC率 成为一些地方政府衡量装配式建筑发展水平的重要指标 叶明担心地说 PC在国内已经过热了 现在各地无论是政府主管部门还是企业 都只盯着PC率 住宅产业化虽然离不开PC 但是新型建筑工业化不能等同于PC 我们不能走进过度强调PC率的误区 在专业化分工还没有形成的情况下 大量做PC连找设计机构 审图机构都不好找 千万不能一哄而上 发展装配式建筑 我们究竟要的是PC率还是社会效益 一些装配式住宅项目虽然在结构上采用了预制构件 但从整体上来看没有达到节能目的 甚至某些建筑采用了各种技术后虽然达到了绿色建筑的标准 但是实际在建设过程和使用过程中依然会造成极大的浪费和污染 这些现象都值得行业深思 住房和城乡建设部科技与产业化发展中心副主任文林峰指出 搭积木 没那么简单 目前住宅产业化 装配式建筑在顶层设计 技术标准 全产业链打造 关键技术等方面仍存缺陷 这是全行业必须正视的客观现实 中国建筑标准设计研究院总建筑师刘东卫认为 大力创建我国新型建筑工业化的建筑通用体系与部品技术 发展装配式建筑 突破传统生产建设模式 促进建筑产业技术升级换代 应当成为当前我国建设行业发展方式转变的科技攻关目标 三 装配式建筑电气设计要点 9 1 建筑的装配步骤假设某PC建筑工程外墙 墙板 梁 柱 楼板等均采用预制方式 其中 楼板采用的是上固定 下滑动的方式 即楼板分为75cm的预制层和85cm的现浇层 如图1所示 PC建筑的装配步骤为 第一步 吊装预制柱 第二步 吊装预制梁落在预制柱上 第三步 吊装75cm预制楼板 并确保其与梁 柱紧密结合 第四步 在75cm预制楼板上现浇85cm的现浇楼板 第五步 立外墙 图中未画出 10 2 电气设计要点在这个装配过程中 与电气设计相关的主要是预制配电管的敷设 以台湾为例 由于台湾多发地震 为了避免地震时配电管路错位 出线配电管只要在预制的外墙上面的 通常采用上配管方式 所谓上配管 即配电管需预制在楼板的75mm预制层内 到了外墙部分 再与预制外墙板内的预制配电管通过软管连接 另外 电气设计人员还必须要了解该建筑结构采用的是梁外墙 梁下墙还是梁内墙 外墙与梁的位置示意图如图2所示 11 2 采用梁下墙结构 墙在梁下外侧 的PC建筑预制配电管敷设方式如图4所示 下面以最基础的外墙预制为例进行说明 1 采用梁外墙结构的PC建筑预制配电管有两种敷设方式 如图3所示 3 采用梁下墙结构 墙在梁下内侧 的PC建筑预制配电管有两种敷设方式 如图5所示 12 4 采用梁内墙结构的PC建筑预制配电管敷设方式如图6所示 13 3 工程实例以上海海港2号实验楼 浦江一期25号至29号楼为例介绍PC建筑的电气设计 了解到这些建筑均为梁外墙结构 保温采用的是内保温 柱 梁 楼板及外墙均采用了预制件 因此 按台湾要求 所有建筑的电气管线都应该采用上配管 但是 考虑到上海的地震较少 而且上海的住户配电箱上方都有梁 如果配电管上配的话 住户配电箱上方会有8 9根管穿梁 甚至可能贯穿整根梁 因此 从上海的实际情况出发 结合结构方面的安全考虑 除了必须吸顶安装的照明 包括灯具和开关 安防的煤气探测报警器等部分弱电管线之外 其他配电管都采用下配管方式 以浦江一期29号楼为例 配电管敷设示意图如图7所示 由于下配管在外墙部分走预制外墙的内保温层 在楼板部分走楼板的85mm现浇层 故只需在外墙预制板上开10mm的插座 接线盒凹槽 内保温层厚度为40mm 而接线盒 插座尺寸为78mm 78mm 50mm 无需要预制配电管 内墙配电管走墙内预埋 也无需预制 上配管穿在楼板的75mm预制层内 需要在工厂预制好接线凹槽 并预制配电管 如果建筑采用外保温的话 因下配管在外墙部分不能走保温层 只能穿外墙预制板 故外墙内需要预制好配电管 其他与内保温建筑相同 14 15 4 结语由于PC建筑的预制件都是在工厂一次性加工完成的 不允许现场开孔 开槽 所以此类建筑对设计方的要求较高 对于电气专业来说 在设计过程中一定要对设备和管线的布置有一个精确的定位 这样 才能使预制部分和现浇部分有一个完美的衔接 在做预制工程时 电气设计人员应该做到以下几点 1 要细致地分析客户的需求 准确计算用电设备的数量 2 电气专业与土建协同确定楼板 外墙等预制板上的开孔 开槽尺寸及位置 并编制安装说明 3 要注意开孔 开槽对于预制件本身的影响 避免造成预制板受损 应尽量减少预制件的开孔 开槽数量 多利用楼板现浇层 外墙保温层等区域敷设配电管和安装插座 接线盒等设备 4 标记好预制件中的预埋电气配电管位置 四 装配式建筑中电气配套技术存在的问题 16 1 在装配整体式剪力墙结构体系下 结合叠合楼板 预制墙体等特殊结构 研究确定电气预埋 留 管线的做法 在预制装配式 PC 建筑中 叠合板体系中的重要预制构件 爹和楼板为半预制半现浇构件 其中大量的电气预埋 留 管线施工仿版不能等同于传统建造方式下的施工方法 在预制构建中预埋电气管线存在着施工过程复杂 精度难以控制等问题 而在现浇层中预埋管线又面临着现浇层厚度不够以及管线在交叉时如何处理等技术难点 如果在预制板中预埋电气管线 在施工过程中则难以根据现场情况进行适当调整 灵活性差 若果在现浇层中预埋电气管线 能后减少预制板的加工型式 缩短预制板加工周期 所以 在现有工程中大多采取在现浇层中预埋电气管线的方法 但由于叠合板上的现浇层内至少会出现两层电气管线交叉的情况 两层电气管线厚度为45 50mm 加上结构保护层级钢筋网片的厚度20 25mm 现浇层的理论厚度已大于60mm 根据在建工程现场施工情况 户内配电箱 弱电箱处叠合板块因出线回路集中 照明 强 弱电插座管线出线两层交叉情况较多 60mm的现浇层已不能保证电气管线及钢筋网片的铺设要求 现浇层厚度至少须保证70mm 才能保证楼板的施工质量 户内其他部位叠合板块仅有一层电气管线或两层管线交叉极少 60mm现浇层可以满足施工要求 所以 认为在户内配电箱 弱电箱处楼板仍应采取现浇楼板 户内其他部位可采取叠合楼板 2 电气户内综合管线的优化 我们要结合精装修设计条件 优化住宅户内电气管线路由 研究管线布线及管线交叉施工方法 在施工过程中 在猪猪内配电箱 弱电箱出线位置的楼板内 由于电气管线比较集中 多会出现两层管线交叉情况 还有