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3 基本规定
3.0.1 装配式住宅应采用设计选型方法,基于通用部品部件,结合满足项目需求的非通用部品部件进行设计,并应遵循下列原则:
1 应以实现住宅性能目标为基础;
2 应基于系统集成的理念统筹各专业之间的协同;
3 应以工业化建造的思维进行设计、生产、施工、运维等全过程的协调;
4 应少规格、多组合。
3.0.2 装配式住宅应以整体项目为对象,技术策划时应科学合理地制定部品部件及其接口的设计选型方案。
3.0.3 设计选型应包括下列内容:
1 技术体系、技术选型和系统集成设计;
2 部品部件及接口的设计选型和产品集成设计;
3 结合工程中部品部件在生产、储存、组装及现场安装的实际情况与条件,对部品部件及接口等进行设计优化。
3.0.4 装配式住宅应优先选用技术体系成熟、生产工艺完整、安装方法规范、质量保障配套的通用部品部件及其接口。
3.0.5 设计选型中部品部件的尺寸标注形式与内容应符合下列规定:
1 在整体设计图纸中,部品部件的几何尺寸、定位尺寸等可采用标志尺寸;在部品部件的制作、组装及安装等详图中,部品部件的几何尺寸、定位尺寸及部品部件的分尺寸等宜采用制作尺寸,且部品部件应有明确、统一的定位线或基准面。
2 设计选型应对部品部件在制作、组装、安装等过程中的尺寸允许偏差、偏差累积与消除、质量检验与验收标准等内容提出要求。
2 设计选型应对部品部件在制作、组装、安装等过程中的尺寸允许偏差、偏差累积与消除、质量检验与验收标准等内容提出要求。
3.0.6 接口的设计选型应与部品部件相协调,并应符合下列规定:
1 接口性能应满足建筑性能的要求;
2 接口尺寸的选用应考虑相关部品部件的制作及安装允许偏差、组装方式及安装顺序等影响,并应具备容差的能力;
3 在建筑使用阶段需要检修、更换的部品,其接口应符合可逆安装的要求。
3.0.7 通用部品部件的参数应纳入统一的数据库,数据库应支持建造全过程的设计协同和建筑全寿命期的信息共享与有效传递。
条文说明
3.0.1 设计选型是一种正向设计的方法,是将部品部件集成为装配式住宅的方法。设计选型的方法基础是建立部品部件库,通过部品部件库,将生产、施工的因素前置考虑,并强调设计过程基于系统集成的理念进行选型,从而实现各专业的协同和全过程的协调。
本标准第2.0.5条对通用部品部件进行了定义,第2.0.5条定义之外的部品部件可称为非通用部品部件。在实际项目中,装配式住宅可由通用部品部件和非通用部品部件共同组成。不管是通用部品部件,还是非通用部品部件在设计中均应遵循“少规格、多组合”的标准化设计原则,对于通用部品部件,已经具有模数化的尺寸、标准化的接口,应尽量减少部品部件的规格:对于非通用部品部件,应针对其尺寸、构造、接口等进行标准化设计,并尽量归并部品部件的规格。本条中提及的“采用设计选型方法”即是基于通用部品部件和非通用部品部件的正向设计方法。
通用部品部件使用的意义在于打破项目的壁垒,在一定区域、一定范围之内建立通用的部品部件,大批量的生产有助于部品部件走向商品流通领域,促进市场的竞争和生产水平的提高。非通用部品部件使用的意义在于适应项目本身特色,展现多样化的形式,避免千篇一律,但非通用部品部件在项目层面上应进行标准化设计。结构系统的构件一般由通用部件和非通用部件共同组成,在装配式混凝土结构中也可能由预制构件和现浇构件共同组成。外围护系统的部品部件和外立面效果关联性强,也会部分采用非通用部品部件,但应结合项目特点,尽量减少部品部件规格,在项目层面上实现标准化。设备与管线系统的部品部件一般均为通用部品部件,但应注重集成设计,尽量采用模块化部品。内装修系统的部品部件应采用通用部品部件,并应优先采用集成度较高的部品部件,避免现场加工及湿作业。
标准化和通用化的基础是模数协调,模数协调是实现部品部件与住宅空间设计相互协调一致的基础,在装配式建筑相关的现行国家标准中都提到了模数协调的原则,本标准不再赘述,在执行中应符合现行国家标准《建筑模数协调标准》GB/T50002的有关规定。
装配式住宅四大系统的各类部品部件之间不是相互割裂的关系,而是相互联系的有机整体,如何将各类部品部件组装成为一个整体的建筑,通过系统集成的理念统筹各专业之间的协同是必要的。系统集成不仅要考虑四大系统内部各自部品部件之间的协调,还需要考虑系统之间相关部品部件之间的协调,只有通过一体化集成的设计,才能保证最终形成的整体建筑满足安全、适用的性能目标。
装配式住宅建筑是一个系统性建造过程,与施工组织设计密切关联,比如部品部件生产、运输、存放及吊装施工条件等,就要求建筑设计与相关生产和施工的工序、工艺等密切配合。装配式住宅部品部件在工厂生产,现场安装,采用工业化建造的思维使得设计、生产、施工等过程有效衔接,可提高效率、提升质量,保证装配式住宅生产施工顺利实施。
3.0.2 目前有些地方在推广装配式建筑技术时,在一个项目中仅一定比例或个别楼栋采用装配式建造,这种做法对于推广装配式建筑是不利的,主要是因为采用装配式建造的体量小,虽然也能形成部分的标准化部品部件的应用,但从量上看没有形成规模,这也导致标准化部品部件相对较少,尤其对结构构件而言,模具的重复使用次数不足,造成了构件成本的上升,因此本条提出应以整体项目为对象。
越早进行标准化的思考,越有利于通用部品部件的应用,因此本条提出在建筑方案阶段进行整体技术策划时,就应科学合理地制定出部品部件的设计选型配置方案。在建筑方案确定的过程中,各专业设计人员均应合理进行选型,并站在部品部件标准化应用的角度深入分析,对建筑方案提出合理建议。
装配式住宅的技术策划对项目的顺利实施发挥着重要作用。装配式住宅应在项目技术策划阶段进行前期设计选型方案策划,对规划设计、部品部件生产和施工建造各个环节统筹安排。建筑、结构、内装修、机电等专业应密切配合,对技术选型、技术经济可行性和可建造性进行评估。
技术策划主要包括:
(1)设计方案和结构选型的确定。装配式住宅的设计方案,第一要满足使用功能的需求;第二符合标准化设计的易建性和建造效率要求;第三要满足结构选型的经济性和合理性要求。
(2)设计技术实施方案的确定。结构选型后,确定相应的设计技术实施方案,包括预制构件布置、节点连接、外围护方案选型、内装修、隔墙、管线方案选型等。
(3)工厂的技术水平和生产能力的评定。装配式住宅中预制构件尺寸与重量、连接方式和集成程度等技术配置,需结合工厂的实际情况来确定。
(4)部件部品运输的通达性分析。装配式住宅施工应综合考虑部品部件的合理运输半径和交通条件等。
(5)施工组织设计方案。主要包括施工现场的预制构件临时堆放、构件运输及吊装方案的确定等。
(6)造价及经济性评估。按照项目的建设需求、用地条件、容积率等结合部品部件的生产能力,装配水平及装配式结构建筑类型等进行经济性分析,确定项目的技术方案。
3.0.3 本条对设计选型的主要内容进行规定。
首先,在四大系统层级进行设计选型,选择合适的技术体系和适应的技术,并应进行集成设计,使得四大系统之间相互协调统一。
其次,在部品部件层级进行设计选型,选择适合的部品部件,并确定其接口,应尽量选择通用部品部件和标准化的接口,部品部件之间通过接口形成整个建筑,产品的集成设计主要指部品部件选型后通过接口实现协调统一。
最后,尚需要考虑生产、施工等各个建造环节的因素,进一步进行迭代优化,确定最终的设计选型。
3.0.4 装配式住宅所选用的部件部品,应该具备完善的技术体系,即其产品性能指标明确,对应的设计方法完备,能够保证所组成的建筑达到预定的性能目标。同时所选产品应配备明确的安装方法,并提供或指定安装配件的型号,专用的安装配件在采购产品时应该和产品同时提供。
3.0.5、3.0.6 设计人员应在充分了解部品部件及其接口尺寸的基础上进行选型。通用部品部件所采用的尺寸一般为标志尺寸或制作尺寸,选用时设计人员首先应明确了解各类尺寸的定义,避免由于理解错误导致尺寸标注不准确,造成生产、施工的困难。现行国家标准《建筑模数协调标准》GB/T50002对各类尺寸、各类公差均给出了明确的定义,本标准直接应用其术语,不再重复给出。
整体设计图纸是指建筑设计阶段的主要设计图纸,包括平立剖面图、系统图、关系图、示意图、局部大样图等。这类图纸中,一股情况采用标志尺寸进行标注,表述建筑空间、部品部件及接口之间的相互关系。
部品部件的制作、组装及安装等详图属于工程设计在实施阶段的工程配合内容,在这类图纸中一般采用制作尺寸进行标注,明确部品部件尺寸、部品部件与接口之间的相互关系。标志尺寸一般包括了部分节点或接口的尺寸,标注的定位线或基准面对标志尺寸的影响非常大:制作尺寸指制作部品部件依据的尺寸,也称为目标尺寸。以某墙板构件为例进行说明,见图2,图中构件制作尺寸即为构件自身的设计尺寸,标志尺寸一般以轴线或两侧节点的中心线定位。当两侧节点尺寸一致且以节点中心定位时,标志尺寸=制作尺寸+接口尺寸。在结构设计中,两侧节点的尺
图2 构件标志尺寸与制作尺寸示意
寸不一定一致或定位线不一定一致,在这些情况下,同样制作尺寸的构件不同的位置设计所标注的标志尺寸就可能不一样。这就要求设计人员一定要在熟悉部品部件尺寸、接口做法的前提下进行部品部件选型。
进行接口设计时需要考虑其性能的要求,这是设计的基本常识,在此基础上设计还应考虑到安装的可行性,这一点也是至关重要的,某些情况下设置一些接缝、空隙并非连接的需求,而是施工的需求。如楼梯间需要在构件之间设置缝隙,主要就是考虑了安装的需要,见图3。预留缝宽度δ的确定需要考虑预制楼梯与周边构件的协调,预制混凝土梯段处于楼梯间剪力墙和防火隔墙之间,
图3 预制楼梯预留缝宽度δ示意
预制混凝土梯段与楼梯间剪力墙、防火隔墙之间均应设置预留缝,δ=δ1十δ2。
楼梯间剪力墙就位后,情况一:当先安装防火隔墙时,δ1、δ2值的确定需要考虑楼梯间剪力墙、防火隔墙的制作偏差、安装偏差,当δ1墙体为外墙时,还应考虑保温材料等相关材料铺设的厚度。确定的δ值尚应考虑楼梯本身的制作偏差,并应保证最终可能达到的最小缝宽满足预制混凝土楼梯的安装。
情况二:当先安装预制混凝土梯段,最后安装防火隔墙时,δ值的确定需要考虑楼梯间剪力墙的制作偏差、安装偏差,预制混凝土梯段的制作偏差、安装偏差,防火隔墙的制作偏差,还应保证防火隔墙安装的需求。
当对各项偏差值有足够的数据时,可以各类构件顺利安装的期望概率为目标,通过数理统计的方法,获得预期的δ值。
当对各项偏差值有足够的数据时,可以各类构件顺利安装的期望概率为目标,通过数理统计的方法,获得预期的δ值。
国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231中均对预制构件的允许尺寸偏差进行了规定,这些规定均是站在通用的角度给出的,适合于绝大多数情况的。实际设计中也会出现一些特殊的连接做法,这种情况即是本标准第3.0.5条第2款提到的要求,这时设计人员应结合实际情况给出部品部件的允许尺寸偏差的要求。如国家建筑标准设计图集《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》15G366-1中对于双向板宽度的允许尺寸偏差采用了现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1的规定取值为±5mm,对于单向板宽度方向为密拼做法在相关标准中未进行规定,考虑到安装的可行性取值为【-5mm,0mm】。
3.0.7 通过建立参数化的部品部件数据库,形成装配式建筑标准化设计的基础单元库,使得设计人员能够更加快捷地选用库中的通用部品部件进行装配式建筑设计,有利于打通前端设计与后端生产、施工,为装配式建筑全流程的信息互联互通和交付共享提供支撑。
各地方政府应鼓励企业或企业联合建立、维护基于建筑信息模型(BIM)技术的通用部品部件数据库。在数据库构建时,应当地建筑风格的、合理可行的通用部品部件;并应建立统一编码规则;数据库中部品部件除应包含必要的材料、尺寸等设计信息外,尚应包含生产、施工等各环节所必需的信息,并对于一些参数具有可调节性。设计人员通过数据库可以选择适宜的部品部件进行设计,并进行部品部件的统计,生产单位根据数据库和设计提供的参数可直接用于生产。通用部品部件数据库结合BM技术的应用,有利于通用部品部件在装配式建筑中的应用,进一步提高信息化监管能力,提高建筑行业全产业链资源配置效率。
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