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    Date: 2010-03-10 10:02:24Written By

    鋼結構“產業化節能建筑”住宅試驗房屋

    • Tags: Counts:5458 次

    鋼結構產業化節能建筑住宅試驗房屋

    科技成果通過技術鑒定

     

          以建筑一體化的構思,由我公司發起和主導,聯合組織生產企業、高校、科研等共八家單位,借鑒國內一些地區開展鋼結構產業化住宅實踐經驗,共同開展鋼結構產業化節能建筑住宅試驗房屋的研發試驗工作。2004年提出構思理念后,進行從工程設計、構件生產、施工安裝、節點連接、元件研發試驗、模擬施工實踐、局部的足尺結構體系荷載試驗、抗震性能試驗測試等一系列研發工作,歷時4年。20094月,由容柏生工程院士為主任委員的鑒定委員會進行科技成果鑒定,取得了預期和滿意的結果,后續的工作是將科研成果向現實生產力轉化,進行試點示范工程和推廣應用。本項成果已申請專利。

    內容簡況:見科技成果鑒定證書及研發過程實物照(圖)片。

     

    簡 要 技 術 說 明 及 主 要 技 術 性 能 指 標

          上世紀末,國家推出積極發展鋼結構建筑,推廣鋼結構產業化住宅等多項技術政策和指導性文件,國內一些地區開展了試點示范工程,取得了許多寶貴的實踐經驗。但是,它的推廣應用較滯后。我們分析其原因,借鑒過去的經驗,結合國情,在現實的基礎上,立足于實踐應用,以建筑一體化及創新思維,系統全面地提出鋼結構產業化節能建筑住宅房屋建筑的構思理念,即:以產業化方式的新型房屋建造體系。除基礎工程外建筑物地上部分的建造施工,系在專業工廠中生產(制成)各種建筑物構件、成品件或半成品件,運抵施工現場進行安裝,作相應節點連接、構件拼縫處理和修飾后,即完成房屋的建造。建筑產業化是一項系統工程,跨專業、跨學科,涉及設計制造、施工、選材、裝備、經濟、試驗等方面的技術課題。為此,從2004年開始,建筑一體化由設計主導,組織了相關業務的八家企業著手循序漸進地開展各項研發工作。歷時四年,于200812日完成結構足尺試驗模型的抗震試驗工作,階段性地完成房屋主體部分(受力結構,樓蓋板、外墻板)的研發試驗工作,取得預想成果。通過對試驗階段的各項成果組織鑒定后,將推進至試點工程應用。繼續深入地研發、制定有關技術文件,為推廣應用打好基礎。

          鋼結構主體受力結構體系,技術成熟,綜合性能好和高度產業化,可依需要組合成各種類型的結構體系。實現產業化及建筑節能的關鍵環節,是與鋼結構體系相應的樓蓋板結構體系及外墻板體系。對此,按構思理念,研發試驗成功預制配筋輕集料砼空心條板疊合板樓蓋板結構(簡稱:輕質疊合板樓蓋板)及整體預制復合外墻板體系,為推進鋼結構產業化節能建筑住宅房屋,邁出了重要的一步。

    輕質疊合板樓蓋板是在預制輕集料空心條板內隔墻板的基礎上,置入鋼筋,提高水平放置時的承載力,作疊合樓蓋板中的基層板,在板的間隙和板面,置入工廠生產的點焊成型鋼筋骨架片和網片,吊模后澆細石砼,形成疊合板樓蓋板。后澆砼的樓板部分,實質是密肋樓蓋板,具有好的承載能力和整體剛度。由兩種不同性能材組合成的疊合板,強地震時在地震力作用下,填充的輕集料砼部分先行破壞起到消能作用,延遲受力密肋板的破壞,提高抗震安全度。預制配筋輕集料空心條板基層板,能夠承受樓蓋板進行施工產生的荷載,并為樓蓋板中的填充部分,以減輕樓板的重量有一定的隔聲吸音、減震、消能功效。其創新處及技術經濟指標:

    1、  產業化工作量70%以上,現場施工為板的安放,置入鋼筋骨架片及網片,現場泵送澆砼,砼量

    為普通鋼筋樓板澆砼量的1/3。

    2、不需架設頂撐支模板,不需在現場挷扎鋼筋。

    3、減輕樓板結構重量,輕質疊合板樓蓋板自身重量為250kg/㎡,約為普通鋼砼樓蓋板(含:梁、

    柱)重量的50%,并由此減少地震產生的作用力。

    4、  每一樓層施工時間約為3天,最可取的是樓蓋板施工不占主導施工工序和現場吊裝機械。

    5、  樓板鋼筋耗鋼量為9kg/㎡,普通鋼筋砼樓板耗鋼量為12—14 kg/㎡,而壓型鋼板組合樓板耗

    鋼量為20 kg/㎡(其中壓型鋼板為10 kg/㎡)。

    6、輕質疊合板樓蓋板結構(連同受力框架、柱、梁)的單方造價與鋼筋砼結構(含:柱、梁、板)的單方造價,初步計算大體持平,通過試點工程實踐作準確細微測算。

          “整體預制復合外墻板由配筋砼結構而候層,擠塑泡沫板隔熱層輕集料砼填充層三種不同的材料復合而成,在工廠的生產線上,采用定型鋼模整體預制,連同嵌在墻體上的門、窗、表面飾面等工序,一并在工廠生產完成,整體運至現場安裝,墻板采用外掛式固定在鋼結構受力框架柱、梁上,作墻體拼縫防水密封處理后,即完成外墻體的施工。其創新處及技術指標:

    1、整體墻板在工廠制作,產業化工作量90%以上。

    2、不需搭設外墻板施工腳手架,采用輕便移動升降吊架進行嵌縫處理作業。

    3、配筋的砼結構耐候層,有很好防水耐候性,同時具有很好的整體強度,與主體的連結點處置入

    阻尼墊起消能作用,提高房屋建筑的抗震性能。

    4、不需后續進行墻面飾面的施工期,縮短房屋建造施工總體的施工周期。

    5、調整擠塑泡沫板的厚度,達到不同地區所要求的節能指標,而不需加厚外墻體的厚度。

    以鋼結構受力體系,輕質疊合板樓蓋板,整體預制復合外墻板,組成房屋建筑主體部分的鋼結構產業化節能建筑住宅房屋建筑,系國內外首創,通過試驗階段研發總結初步分析,其創造性、先進性及技術經濟指標、社會意義歸納如下:

    1、  產業化工作量(程度)達85%以上,地上部分建筑物整體重量減輕約40%。

    2、  采用輕質隔熱材料用于外墻體及樓層板,提高建筑綜合節能率,按深圳地區(夏

    熱冬暖南區)節能計算,綜合節能率為61%,調整隔熱防寒層的厚度,能滿足不同地區的節能要求,如擠塑泡沫板厚80㎜時,能滿足北京地區(寒冷地區)的節能要求。另外也減少施工過程的能耗,總體上達到節能減排的要求。

    3、  地上部分房屋建造周期縮短2/3,現場澆注砼量(地上部分)減少60%75%。

    4、  不需架設頂撐支模板,不需搭設外墻施工腳手架,少占施工用地,減少對生態環境的污染及影

    響,促進建筑技術發展。

    5、  鋼材具有好的綜合性能和可循環使用資源,輕集料砼可使用再生物料,使建筑物具有好的抗震

    性能,大震下不倒無損,確保居者安全,有利于實現循環經濟。

    6、  房屋建造費用:目前鋼筋砼與結構房屋的建造費用持平,減輕建筑物自身重量,施工周期所帶

    來的經濟效益,其值可觀,需通過試點工程進一步核算。技術經濟指標比較見表1。

    社會意義分析有以下幾點:

    技術經濟指標,僅反映一組的數據,它的社會綜合效益,更有其現實的和深遠的意義,體現在:

    6.1 建筑產業化(鋼結構產業化節能建筑)、促進建筑技術的發展和應用,提高房屋建造的效率、質量和創新技術的含量,滿足人們對居住房屋條件日益增高和需求,增加居住的舒適性。

    6.2 加速居屋建設和舊城區改造,盡快地解決低收入及工薪階層的廣大人群對居屋的需求,保持并促進社會穩定及社會和諧。

    6.3 以科學發展觀和創新思維實現節能減排,保護生態環境,推動循環經濟和可持續發展。改變了房屋建筑建造沿襲在工地施工現場滿搭棚架,慢、差、費、耗能、影響環境的施工模式。以現場文明有序,干凈利落、拔地而起的姿態,在短的時間內,用新的施工模式——綠色施工建造綠色建筑。

    6.4 提高居住的安全感,歷次強烈大地震,房屋倒塌造成人身生命大量傷亡的慘痛教訓,在人們的記憶里難以消除,本項研發的房屋,將給人們提供強烈大地震不倒塌無損的居住房屋,讓居者安心。

    6.5 時逢金融海嘯,全球性嚴重經濟危機,給我國經濟發展帶來很大的影響。國家采取拉動內需保持經濟平穩快速增長。房屋建造業是拉動內需的重要環節之一,藉此機遇,若能盡早推出市場,加速房屋建筑速度,以減少危機帶來的影響。目前我國的鋼結構加工企業較多,遍布各地,有很大的生產能力。鋼結構產業化節能建筑住宅房屋的推廣應用,將為這些企業提供更大的市場,促進其發展。

    以上各項通過試點工程實踐進一步核實補充,具體細節的闡述詳見研制技術總結。本項目中的輕質疊合板樓蓋板、工具式承托鋼架、已獲實用新型專利,專利號:ZL2006·20016460·4、ZL200620016459·1。整體預制復合外墻框板及制造方法,產業化節能建筑房屋專利申請已受理,專利號:2008101416220、2008101422310此項已公示。

     

                   

    1、房屋建筑是人們賴以生存生活的基本條件之一,每年建造住宅的面積將由10億平方米,逐漸遞增至15億平方米,面對全球金融海嘯,經濟發展受到影響情況下,快速增加住宅房屋建設,能拉動內需,保持經濟平穩較快發展,提高廣大民眾的居住水平,實為一舉數得。

    2、大地震特別是5·12汶川大地震的余悸,給民眾造成心靈上的創傷,要求建筑物具有好抗震性能。節能減排提高居住的舒適性,減少對生態環境污染破壞,是對建筑物品質一項新的要求。在具體內容和人們心理上滿足上述各項要求,將成為樂為人需的,實現以產業化現代化建造的一種房屋建筑。

    3、減輕建筑物自身的重量,節省建造用材,加快房屋建造的速度,縮短施工周期,有利于建筑新技術應用。在與鋼筋砼結構房屋建造費用大體持平的情況下,更突顯其綜合經濟效益和深遠的社會效益。它的推廣應用將改進目前建筑施工狀況,推動建筑科技的發展提高。

    4、在于國家大力倡導推動,出臺許多相關技術政策和各項技術支持文件。豐厚的物質基礎,是項目推廣應用的有利條件。

    綜上所述,在經濟發展的過程中,符合自然規律和技術經濟發展要求的,就是發展的趨勢,如同鋼筋砼房屋建筑逐漸取代磚石房屋建筑,同樣,鋼結構產業化節能建筑也將逐漸取代現場施工的鋼筋砼結構房屋建筑。這是發展必然趨勢和前景。

    推廣應用的主要措施:目前僅完成試驗階段的各項研發課題并取得預想成果,這是好的開端,突破推廣應用的第一個環節。主要的措施:組織對試驗研發成果的鑒定,推進至試點(示范)工程的應用實踐,落實試點工程項目,在更大的范圍內對構思理念、工程設計、制造、施工、選材、裝備、經濟等環節上進行驗證,進一步改進完善,系統地制定相關的技術標準,規程(范)等基礎技術文件。通過組織對試點工程各項工作的鑒定驗收后,方可進行推廣應用。

    由企業為主體開展的研發工作取得的成果,其推廣應用需以政府為產導,給予大力的資助、扶持、推動,方能成正果。這是最有力的措施,是各參與研發的各家企業最大的期望。


    主 要 技 術 文 件 目 錄 及 來 源

     

    一、研制技術總結報告及附件

    二、企業標準(技術依據)為國家現行技術規范,技術標準:

    1、鋼結構設計規范(GB52017-2003

    2、鋼筋砼結構設計規范(GB50010-2002

    3、建筑抗震設計規范 (GB50011-2001

    4、建筑物結構荷載   GB50009-2001[2006]              

    5、鋼結構工程施工及質量驗收規范(GB50205-2001

    6、混凝土結構試驗立法標準(GB50152-92

    7、建筑抗震試驗方法規程(JGJJ101-96

    8、深圳市居住建筑節能設計標準實施細則(SJG15-2005

    9、民用建筑熱工設計規范(GB50176-93

    10、國家、地區、行業、有關標準、規范、法規、通過試點工程實踐總結,補充完善與項目相結合的標準、規范、規程、為推廣應用之依據。

    三、檢測報告(詳見研制技術總結報告附件)

    1、工具式承托鋼架荷試驗報告(JG-JS-2005-007

    2、預制輕集料鋼筋砼空心條板靜試驗報告(JG-JS-2005-025

    3、預制配筋輕集料砼空心條板疊合板樓蓋板結構(簡稱輕質疊合板樓蓋板荷載試驗報告(JG-JS-2005-105

    4、輕質疊合板樓蓋板破壞荷載試驗(JG-JS-2007-003

    5、墻體傳熱系數檢測報告(報告編號:2007研發1

    6“產業化節能建筑住宅房屋結構模擬地震振動臺試驗報告(報告編號:報告GU-EERTC-2008-012-振動)

    四、經濟效益和社會效益分析報告(詳見研制技術總結報告附件的相關部分)

    五、用戶使用報告——通過試點示范工程實踐,進行總結鑒定后核定

    六、科技查新報告

    主 要 研 制 人 員 名 單

    序號

     

    性別

    出生年月

    技術職稱

    文化程度

    (學位)

    工作單位

    對成果創造性貢獻

    1

    黃振熙

    193411

    副高

    大本

    清華苑建筑設計有限公司新技術所

    研發項目構思理念提出人,主持并具體組織總體研發工作

    2

    賈文文

    196512

    中級

    大本

    清華苑建筑設計有限公司新技術所

    試驗房屋后期校審

    3

    余文英

    194110

    正高

    大本

    深圳市勝德意高新技術有限公司

    預制配筋輕集料砼空心條板研發

    4

    陳澤廣

    196504

    副高

    碩士

    深圳市建筑科學研究院有限公司

    負責建筑節能、荷載試驗測試

    5

    冼巧玲

    196308

    正高

    博士

    廣州大學工程抗震研究中心

    結構足尺試驗模型抗震性能試驗

    6

    余克強

    196811

    副高

    大本

    深圳海龍建筑制品有限公司

    整體預制復合外墻板研發、試驗房屋建造實施

    7

    林振倫

    195706

    中級

    大本

    星聯鋼網(深圳)有限公司

    點焊鋼筋骨架片及網片

    8

    蘇祥駒

    195307

    技師

     

    ……龍熙金屬結構廠

    工具式承托鋼架結構件加工

    9

    王好軍

    197306

    中級

    大本

    普賽達密封粘膠有限公司

    外墻板縫密封處理

    10

     

     

     

     

     

     

     

    11

     

     

     

     

     

     

     

    12

     

     

     

     

     

     

     

    13

     

     

     

     

     

     

     

    14

     

     

     

     

     

     

     

    15

     

     

     

     

     

     

     

    注:主要研制人員超過15人可加附頁

    鑒 定 委 員 會 名 單

    序 號

    鑒定會職務

    姓 名

         

    所 學 專 業

    現 從 事 專 業

    職 稱 職 務

    1

    主任委員

    容柏生

    容柏生結構設計事務所

    結構

    結構

    工程院院士

    2

    副主任委員

    魏 璉

    泛華集團建筑設計研究院

    結構

    結構

    正高

    3

    委員

    邱學武

    深圳住宅產業協會

    結構

    結構

    副高

    4

    委員

    王彥深

    深圳市建筑設計研究總院有限公司

    結構

    結構

    副高

    5

    委員

    支國禎

    深交所營運中心管理有限公司

    結構

    結構

    副高

    6

    委員

    邵曉光

    深圳大學建筑與城市規劃學院

    建筑

    建筑

    副高

    7

    委員

    劉維亞

    華僑城地產公司

    結構

    結構

    正高

    主持鑒定單位:深圳市土木建筑學會主持會議。

    由容柏生院士為主任,魏璉教授、博導為副主任等7位專家組成的鑒定委員會。

    申請鑒定單位:深圳市清華苑建筑設計有限公司,項目主持人匯報研發情況。

    鑒定委員會的專家們聽取研發工程匯報的情況。

    鑒定委員會主任容柏生院士及副主任魏璉教授、博導對項目進行鑒定發言。

    會議結束后,鑒定委員會各位專家及與會人員合影。

    以下為研發過程的圖片:

     

     

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