发布时间:2023-11-23 10:11:06
绪论:一篇引人入胜的新型建筑工业化的主要特征,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
MA Ke,CAO Wei
(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)
Abstract: This essay will analyze study of the history of modern prefabricated technology,and study forms and Practice for integrated prefabricated construction. To find the relationship between sustainable development and forms of prefabricated construct,and outlook the history of the failure of integrated assembly architectural。From the perspective of research prefabricated construct the promotion of sustainable development of modern design.
Key words: Prefabricated Construct,Integrated Architectural,Modulus produce,Sustainable Development
引言
后工业时代时期末,数字信息时展的当下,新的社会生活模式使人们对建筑的各种需求不断提高。人类在不同时期不同的技术手段进行建造与建筑设计,近代工业革命对社会生产力的大力推动衍生现代主义建筑。如今信息技术普及,资源与环境问题突出,对集成装配式建造技术发展的探索,将促进建筑的多样化发展,提高生产质量和速度,减少浪费,满足新型社会的需要。
1.现代工业化背景下装配式建筑发展起源
1.1工业化背景下预制装配建筑发展溯源
西方建筑预制装配的第一个高峰出现在19世纪后半叶,多在展览馆、火车站等大厅型建筑与多层厂房中应用,之后又在仓库、商店、办公楼等建筑中应用。其中最具标志性的例子是帕克斯顿(Joseph Paxton)1851建造于伦敦国际博览会上的水晶宫(图1)。整个庞大的结构完全是由重量小于一吨的简单构件装配而成,惊人的建造速度(预制构件的生产和装配)、简易的建造装配和轻巧透明的建筑形象,无论从设计手法、建造手段、制造工艺等层面都发生了重大变革。水晶宫预示了一个革命的开端,成为了集成装配建筑体系研究的先驱作品与里程碑。
图 1 伦敦国际博览会水晶宫
集成装配式建造的第二个高峰在20世纪初,主要为混凝土预制范式的建筑。战争造成了城市住房矛盾日益尖锐,迫切的住宅需求使工集成装配建筑得到了重视。现浇混凝土会受季节影响,而预制混凝土则没有此缺点,且批量生产模式特别适合当时需求大量重复建造的住宅类型。
装配式建造技术大规模的涌现是在二战后,以集成装配为技术基础的工业化建造体系真正的建立起来,对应此时建筑学已步入现代建筑的时代。40年代末到50年代初,对高层建筑的需要与塔式起重机的出现,为了减轻维护墙体重量,开始使用标准化与模数化的集成预制建筑材料――幕墙。大面积玻璃幕墙代表作是1952年SOM事务所设计建造的利华大厦(Lever House)。(图2)幕墙采用不锈钢框架,色彩雅致,尺度适宜,成为了当时宣传集中装配建筑的绝佳实例。60年代中期,预制混凝土外墙板开始广泛的采用。其中几乎全部用预制混凝土外墙板覆面的大型建筑是勒?柯布西耶设计的马赛公寓。马赛公寓采用了两种集成混凝土外墙板构件:①构成公寓单元正立面阳台的格子板;②安装在框架外的所有实体墙的覆面板。柯布西耶曾在《走向新建筑》中说到:“为了完善,必须建立标准”。标准化构件成为了大规模生产建筑构件的主要特征,后逐渐推广到各种大型与公共建筑中使用。
图 2 利华大厦
工业与科技的发展伴随着经济的复苏,使集成装配建造技术体系逐渐发展成形。在工业化装配建造技术中,把过去相互分离割裂的设计、生产、建造程序统一整体,直接把房屋看成工业产品,对房屋的设计(包括建筑空间、结构、设备等设计),构配件的生产和运输,现场施工组织和装配,技术经济分析,市场需求与销售等各个环节都需进行综合研究,从而建立完整体系。60年代欧洲开展了不少各具特色的集成装配钢筋混凝土大板建造活动,其中法国先行,北欧质量较高,而数量最大则是前苏联与东欧国家。英国的轻钢构架CLASP学校建造体系则是世界范围内第一个成功的装配建造体系。而最著名的建造体系是美国的SCSD学校建造体系,这是在英国CLASP体系上进行的延续和发展。
70年代后,国际集成装配建筑进入一个新阶段,其特点就是现浇集成体系和全装配体系,从专项体系向通用体系过渡。轻质高强度的建筑材料如钢、铝、石棉板、石膏、声热绝缘材料、木材料、结构塑料等构成的轻型体系,是当时集成装配体系的先进形式。由于新的结构体系比混凝土结构更加易于生产、节点制作更多样化、精度更高,从而发展拓宽了通用集成建造体系的适用范围。
信息时代到来后,数字化语境下的集成建筑发展渗透到建造技术的各个层面,诸如“数字化建构”、“虚拟现实”、“功能仿真”等概念术语在学术界风起云涌。人类使用电脑辅助设计建筑,用数控机械建造建筑,借用数字信息定位进行机械化安装建筑。彼特?艾森曼作为这个改革的主导者之一,深刻强调:“从第二次世界大战后的50年,产生了一种对建筑学体系机构影响的新范式转型,从机械范式转向电子范式。”集成装配式建造技术也将迎来了信息化进程下信息范式的转变。
1.2集成装配式建造技术的可持续性
尽管在建造过程中,使用集成构建早已经被提上了设计师和技术专家的议程,但是装配式建造理论体系中并没有和环境保护理论体系发生交叉。如今,人们已意识到建筑垃圾造成的严重环境破坏。根据统计,建造过程中产生的垃圾占整个城市垃圾重量的18%。在垃圾中大量的比例是包装材料,在诸如木材加工、砌砖、粉刷和装饰的过程中的切割和原料混合工序中由于没有集成装配的过程,也会产生多余而浪费,这种在建造过程中产生的浪费份额巨大。
采用像制造业般的装配式建筑构件的建造过程将更快更高效,这不仅是大部分的建筑构件将在工厂完成,还意味着传统的建筑运作方式的终结。开发商、生产商和供应商基于“合作关系”的协议被认为是追求更高的品质、可靠性和减少延误的有效方法。集成装配式建造的支持者认为将建筑的主要构件放进工厂中生产具有巨大优势,这将保证构件的精度,并且可在无污染的环境下由工人进行组装,损耗和失误都将减少,成品精度也随之升高。这样能大幅度的降低建筑造价,提高场地开发和建筑建设的速度,缩短施工周期,进而减少了资金和管理的相关支出。
2.集成装配式建造技术结构范式
20世纪30年代众多实验性预制构件得到实践,工业化是现代建筑兴盛的基础。集成装配建筑一直追求高精度与标准化,希望在工厂里生产更多材料或建筑构件,切合了工业化生产过程。二战后,各国建筑百废待兴,社会需要大量建筑,运用预制构件建造的住宅广泛普及。其中大量使用所谓“大板”的系统进行建造,这一系统就使用预制混凝土板,板在边缘与墙体相交,形成刚性的方盒子,可以省去独立结构框架。
集成装配建造系统不断与时代科技相融合,今天的装配式建造技术与数字信息技术擦出了新的光辉。人们对焦在建筑的“轻质”体系,并展开各项实验性的设计方案,我问主要展开木构范式、钢构范式、与模数集成三种类型的研究。
2.1 木构范式
木材与混凝土比较,主要优点在于可再生和低能耗。技术的革命与更有效的建造方法将使木构架在现代装配式建筑中有着更广泛的应用,本文对中西方现代建筑的视角展开木构范式的研究。19世纪30年代的芝加哥,出现了集成装配背景下Balloon预制木构架。Balloon木构架没有古老而复杂的工艺要求去加工榫卯节点;只需用普通工具便可把这些密集而薄的部件装配成型。此类型曾大量的被采用,占当时美国住宅总量的60%到80%。有人认为没有Balloon木构架,芝加哥和旧金山就难以发展为今天的大都市。由于适应了当时社会需要条件,Balloon木构装配式建造技术形成了成熟的体系。
近代实验性的现代木构装配建筑先驱是20世纪80年英国展起来的Segal系统。事实上这已经不是真的使用集成装配,但确实突出了标准化与简单操作的建造技术体系,该方法已经广泛的运用于英国普通住户为自己建造的住宅中(图3)。国际木材研究发展协会(TRADA)也研发了一套木构装配建筑体系,并将其运用到Integer住宅的原型中。瑞典的Huf’n’Puf系统已经被利用到Dulwich的开发区中,这个项目中将柱和梁系统建造在一个预制混凝土板造的地下室上,木结构能够和很多的立面材料进行结合,以满足遮风避雨以及防火需求。
图表 3伦敦木构架房屋
2.2 钢构范式
钢是工业生产中的常见材料,具有轻质和可延伸的特点,在交通工具工业生产中常被制造成各种形状。对于装配建筑体系中的主要问题为压型钢板的尺寸受到刚度要求的限制,较大的钢板需要通过进行压型来保证其强度。钢构集成装配系统在一些实验性的住宅例子中已得到突破,英国蒂赛德就建成了一个名为“扁平壳”的住宅原型。该住宅是由单面钢板建造,钢板上做了防水保温涂层。这些钢板固定在轻质承重钢立柱框架上,内部由石膏板衬里,空的部分填充矿棉作为保温层。这种压型钢材可以直接在大型建筑基地旁边专门建造工厂生产需要使用的压型钢板材料,这种技术在某些材料制造商中已经形成独有的集成体系,对于集成装配式建造发展起到推动作用。
2.3 模数集成装配范式
模数制建造是指集成装配整个建筑或者建筑群,在基地现场进行组装,它们所特有的系统赐予其足够的结构强度。在建造过程中,集成材料被直接运送到场地、组装到位、接上水电管网系统,相互搭接后加以密封,将现场的步骤简单化。这意味着尽可能使用集成装配式模式高精度的建筑材料和配件,最大程度的保证质量和精度。由皮博迪信托公司(Peabody Trust)在2000年完成的默里的格罗夫(Murray Grove)项目非常具有代表性,此项目包含一栋五层楼,共30套公寓。每一间公寓都是由两个预制盒子组成,其尺寸都是按照卡车车厢的最大尺寸设计,整个房间由钢结构制成,均已配置了门、窗、连接件和饰面材料,整个建筑的精度犹如汽车制造一般严谨(图4),对应了柯布西耶曾经说过的一句话“建筑是居住的机器”
随着低能耗试验建筑的不断呈现,许多装配式建造的革新方法都集中运用在低密度私人住宅中。适合城市建筑的系统必须要着眼与解决高密度的问题。对于更高的多层建筑尤其是住宅来说,可以通过模数单元的堆砌实现更高的密度。在平面上,公寓单元通常是重复的,这使他们非常适合于流水线的生产模式。(图5)此外,模数制还加快了建造的速度,更加适应现代社会的发展对建筑的功能需求。(图6)
3.集成装配式建筑技术发展局限
工业化早起阶段,城市住宅短缺问题已经形成了国际性的趋势,建筑的快速建造成为解决问题的关键。大量的集成装配技术研究者在此时展开了研究,并对外公布这样能够降低造价并提高生产率,政府便在研究和开发上加大了投资力度,进行各种方法进行试验。最终,预制混凝土构件被各国所接受。由于生产制作工艺简单,经济实用,广泛被发展中国家所应用。作为工业化初期产物,大部分的预制板类型建筑被建造成简单的多层住宅。
随着使用群体的扩大,人们逐渐发现到预制混凝土板的各方面缺陷。首先构件笨重,不利于结构与基础的负荷,其次工业化程度并不高,需要较多的人力和较大的场地,运输也不方便。在深入的研究测试中还发现了更多深远的问题,如建筑安全问题。在长期使用后,混凝土板的连接处存在着严重的技术缺陷。这导致水渗透到住宅中,引起连接处的加固构件生锈,这种破坏加上混凝土本身的制作粗糙加快了其腐蚀和瓦解的速度。这些技术上的问题在随后的居住中还需要花费高昂的代价进行维修,成本不仅没有得到控制反而提高。
从理论上来说,集成装配式建造体系是历史发展的必然,但是现实的实践中充满了矛盾。建筑工业化是一项复杂庞大的综合性发展,涉及到共同承担建筑生产过程的许多部门和多种专业的分工、协作,而其关键又在于强有力的组织和管理。在后工业时代中实现集成装配建筑体系主要的障碍并不完全是建筑技术问题,而经济、社会、资源、环境、政治等因素与人的关系,也起到了重要的影响。
作者简介:蒋勤俭,男,教授级高级工程师,研究方向为预制建筑、建筑工业化。
0引言
随着我国新型建筑工业化发展进程的不断加速,装配式混凝土结构工程作为目前建筑工业化的主要实施方式,得到研究、设计、施工及生产等单位的高度关注,取得了一系列研究成果和工程实践经验,在此基础上行业主管部门组织专家编制了设计、施工、验收等相关的标准规范,对于在全国范围内推广应用装配式混凝土结构工程起到了很好的指导作用。
设计和建造是装配式混凝土结构工程质量管理的关键环节,直接决定着工程的实施效果。相比已经非常成熟的现浇混凝土结构工程而言,装配式工程设计和建造过程除了需要各工程实施主体高标准、精细化管理外,还需要工程管理单位统筹工程方案和施工图设计、构件深化设计、预制构件生产、安装施工以及工程验收等全过程的质量管理。
针对目前普遍采用传统现浇混凝土结构工程的质量管理经验及思维方法来管理装配式结构工程的做法,导致装配式混凝土结构工程实施的质量和技术经济性差的现状,本文在总结我国装配式混凝土结构工程实施现状和经验教训的基础上,从装配式混凝土结构工程的实施全过程探讨预制装配式结构工程的质量管理和验收的主要内容及管理要求。
1工程质量管理总体策划
1.1装配式结构工程的前期策划
工程建设单位应在项目规划设计阶段研究论证项目采用装配式混凝土技术的可行性,在项目前期策划阶段就需要聘请有经验的专业公司作为咨询顾问,从项目管理角度,研究项目采用预制装配技术的实施方案和基础条件,进而给出其技术经济性分析和风险评价,为建设单位立项提供决策依据。
1.2装配式混凝土结构工程质量管理策划
装配式工程质量管理策划主要是围绕工程质量管理目标选择合适的工程设计、生产、施工单位,对工程实施全过程的重点和难点问题进行分析识别,提出质量管理的总体控制方案和管理措施。
1.3建设单位工程质量管理方案
装配式混凝土结构工程由各个实施主体合作完成,各实施主体单位依法对工程质量负责。建设单位既作为实施主体之一应该落实法律法规规定的责任,建立工程质量责任制,还应该在工程实施中起到组织协调和监督管理作用,对建设工程各阶段实施质量管理,督促工程建设有关单位和人员落实质量责任,处理建设过程和保修阶段建设工程质量缺陷和事故。建设单位应该制定工程质量管理方案来管理和控制工程各阶段质量行为,保障整体质量目标顺利实现。建设单位制定装配式混凝土结构工程质量管理方案的构成及要点如表3所示。
2装配式混凝土结构工程设计质量管理
装配式混凝土结构工程设计应按规划及方案设计、施工图设计、构件加工图深化设计三个阶段进行,工程设计单位应对各个阶段的设计工作质量总体协调,审查三阶段的设计质量和设计深度。实施阶段设计单位需派遣设计人员全过程参与装配式混凝土工程项目的配合工作,大中型、重点装配式混凝土工程项目的施工现场应设立代表处或者派驻设计代表,随时掌握施工现场的进展情况,及时解决与设计有关的技术问题(如解答施工图纸存在的疑问、施工中出现与图纸不符情况的处理、设计变更、与设计有关的工程问题的洽商等),认真做好设计技术服务工作。
2.1规划及方案设计
装配式混凝土建筑的设计单位除了具有国家规定的设计资质,并在其资质等级许可的范围内承揽工程设计任务外,还应该具有丰富的装配式工程实施经验。装配式建筑规划及方案设计应结合建筑功能、建筑造型,从建筑整体设计入手,无论是预制建筑方案设计,还是预制结构方案设计都要由专业顾问参与指导,规划好各部位拟采用的工业化部品和构配件,并实现部品和构配件的标准化、定型化和系列化。
2.2施工图设计
施工图设计的质量,决定着工程建设的性价比,直接决定着工程结构安全和使用功能。施工图设计应按照建筑设计与装修设计一体化的原则,对户内管线、用水点及电气点位等准确定位,满足装修一次到位要求,保证建筑设计与装修设计的一致性。楼梯间、门窗洞口、厨房和卫生间的设计,要重点检查其是否符合现行国家标准的有关规定。
装配式建筑施工图设计除了要在平面、立面、剖面准确表达预制构件的应用范围、构件编号及位置、安装节点等要求外,还应包括典型预制构件图、配件标准化设计与选型、预制构件性能设计等内容。施工图设计必须要满足后续预制构件深化设计要求,在施工图初步设计阶段就与深化设计单位充分沟通,将装配式要求融入施工图设计中,减少后续图纸变更或更改,确保施工图设计图纸的深度对于深化设计需要协调的要点已经充分清晰表达。
装配式建筑施工图设计文件须经施工图审查机构审查,施工图审查机构应严格按照国家有关标准、规范的要求对施工图设计文件进行审查。在对标准规范理解不清或超出规定的情况下,可以依据专家评审意见进行施工图审查。
施工图审查分为内审与外审,施工图设计与装配式专项设计完成后可邀请相关专家进行内审,内审合格后择期进行外审;外审主要委托给审图机构审查,外审合格后,加盖施工图审查专用章,方可下发各相关单位实施。
2.3构件加工图深化设计
构件加工深化设计工作作为装配式建筑的专项设计,具有承上启下、贯穿始终的作用,直接影响工程项目实施的质量与成本。在选择深化设计单位时应调查研究,委托有长期从事预制技术研究和工程应用经验的咨询单位进行深化设计,深化设计单位应具备丰富的装配式建筑方案设计、构件深化设计、生产及安装的专业能力和实际经验,对项目方案设计、施工图设计、构件生产及构件安装的产业化整体质量管理计划具备协调控制能力,为后续的生产、安装顺利实施做好准备。
预制构件施工图深化设计包括平立面安装布置图、典型构件安装节点详图、预制构件安装构造详图部分的各专业设计预留预埋件定位图。预制构件加工图深化设计包括预制构件图(如有要求含面层装饰设计图及节能保温设计图)、构件配筋图、生产及运输用配件详图等。
在深化设计前,深化设计人员应仔细审核建筑、结构、水、暖、电等设备施工图,补足遗漏、矛盾等问题,提出深化设计工作计划。深化设计过程应加强与预制构件厂及施工单位的配合,确保深化设计成果满足实施要求。深化设计工作完成后,应提交给工程设计单位进行审核确认;确认无误后,构件深化设计图纸即可作为装配式混凝土结构工程的实施依据。
3预制构件生产质量管理
为了确保预制构件质量,构件生产要处于严密的质量管理和控制之下,通过构件生产管理策划可以明确生产过程中的目标计划、管理要求、重点内容、工具方法以及必要的资源支持,为质量管理提供良好的生产组织环境。质量管理的实施要涵盖预制构件生产全过程及其主要特征,诸如原材料采购和进场、混凝土配制、构件生产、码放储存、出厂及运输、构件资料等方面,并对关键过程或特殊构件加以重点研讨。质量管理要对构件生产过程中的试验检测、质量检验工作制订明确的管理要求,保持质量管理有效运行和持续改进。
3.1预制构件生产管理策划
预制构件生产管理策划内容要体现良好的组织性、程序性和计划性,针对预制构件生产过程中技术管理方法、生产计划安排、组织沟通工作流程、保证措施等全方位制订应对方案,保障生产有序顺畅进行。预制构件生产质量管理策划主要包括以下内容。
1)由工厂技术负责人组织技术质量人员参与图纸会审和设计交底,并及时办理变更文件,做到技术先行;
2)工程主要负责人组织构件生产合同评审,识别和分析合同实施中可能存在的问题和不确定性并做出应对预案;
3)编制构件生产方案及资源配置计划,制订生产进度计划,落实质量标准要求;
4)制订质量、工期、安全保证措施,充分保障构件生产目标的实现;
5)制订内部与外部在生产过程管理方面有效沟通的工作流程,细化职责和分工;
6)制订成本管理与环境管理方案,提出相应管理目标;
7)组织召开构件生产准备会,重点项目制订并落实构件试制方案。
3.2预制构件质量管理计划
3.2.1预制构件质量管理要求
预制构件质量管理体系是体现该工厂质量保证能力的基本要求,同时也是建设单位、施工单位考察选定预制工厂的重要关注点,具体要求如下:
1)预制工厂相应的资格能力认定及具备构件生产的软硬件设施条件;
2)预制工厂建立了完善的质量管理体系,具有保证构件生产质量的经验和能力;
3)预制构件生产过程应具备试验检测手段;
4)预制构件制作前,预制工厂应仔细审核预制构件制作详图,会审构件图纸来获得构件型号、数量、材料、技术质量要求等详细资料;
5)预制工厂通过进行构件生产质量策划,在构件制作前编制预制构件生产制作方案,对于新工厂或新型构件可以通过试制样品验证;
6)预制工厂应对进场的原材料及构配件进行检验,并制定检验方案,检验合格后方可用于预制构件的制作,这是质量控制强制性要求;
7)预制构件经检查合格后,及时标记工程名称、构件部位、构件型号及编号、制作日期、合格状态、生产单位等信息,其是质量可追溯性要求,也是生产信息化管理重要一环。
3.2.2预制构件生产前期技术准备
建设、设计、施工、监理和预制工厂应做好预制构件生产的前期准备工作,前期准备的主要内容如下:
1)由建设单位组织设计单位、深化设计单位对预制工厂进行技术交底,阐述预制构件技术要求、技术质量标准和有关注意事项;
2)预制工厂的技术方案和质量保证措施应提交监理单位或施工单位审核;
3)组织样品试制工作,通过样品试制可以验证设计的可实施性;
4)首件验收是批量生产前质量控制的关键一环;预制构件资质取消之后,通过对工程每种型号的预制构件首件进行隐蔽工程检查,监理和施工单位派人参与或驻厂监造,是完善构件质量管理和和进场验收的重要保证。
3.2.3预制构件质量检验内容
预制混凝土构件生产质量检验可分为模具质量检验、钢筋及混凝土原材料质量检验、预埋件及配件质量检验、构件生产过程中各工序质量检验、构件成品检验、以及存放和运输检验等六部分内容,每部分检验工作都应该制订相应的质量检验制度和方案,规定检验的人员和职责、取样的方法和程序、批量的规则、质量标准、不合格情况的处理、检验记录的形成、资料传递和保存等,确保各项质量检验得以严格和有效执行并保持质量的可追溯性。
在上述构件质量检验内容中,模具、原材料和预埋件及配件检验一般是执行进场时集中按批量或逐件检验制度,并在使用过程中再进行可能的目测检验或随工序检验,如遇异常情况可重新组织检验,不合格的应该集中批量退货,这是质量检验的基本要求。检验目的就是确保用于构件中的原材料及构配件质量必须满足设计和使用要求。质量检验资料虽可按批次记录但也必须涵盖每个构件,体现每个构件质量信息的追溯性。预制构件的工序质量检验项目如图1所示。
3.2.4预制构件质量控制重点内容
预制混凝土构件生产质量控制措施应具有针对性。以下就夹心保温墙板生产、钢筋灌浆套筒安装、预制构件结构性能检验等重点控制内容说明如下。
1)夹心保温墙板生产质量控制要点
夹心外墙板生产技术和质量控制要求较高,涉及结构和节能两方面的技术指标,生产厂家应有质量控制措施,操作人员应有工程施工经验。
夹心外墙板的内外叶墙板之间的拉结件类别、数量及使用位置应符合设计要求。夹心外墙板的拉结件安装质量必须严格控制,否则会出现外板脱落的安全事故;该工序应进行隐蔽工程检查,并留必要的影像资料。
夹心外墙板宜采用平模工艺生产,生产时应先浇筑外叶墙板混凝土层,再安装保温材料和拉结件,最后浇筑内叶墙板混凝土层;当采用立模工艺生产时,应同步浇筑内外叶墙板混凝土,并应采取保证保温材料及拉结件位置准确的措施。
2)钢筋灌浆套筒的安装质量控制要点
钢筋灌浆套筒的应用技术和质量控制方法必须严格执行《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355-2015)、《钢筋连接用灌浆套筒》(JG/T398-2012)和《钢筋连接用套筒灌浆料》(JG/T408-2013)三部行业标准的有关规定。
①钢筋灌浆套筒连接是装配式混凝土结构常用的连接方式,钢筋套筒灌浆连接接头是构件连接的主要钢筋接头连接方式,也是保证各种装配整体式混凝土结构整体性的基础。确保连接质量是采用该种连接方式的混凝土结构工程质量控制重点和难点,必须制订质量控制措施,通过设计、产品选用、构件制作、施工验收等环节加强质量管理,确保其连接质量可靠。
②钢筋套筒进场时应对钢筋套筒进行检验,检验内容除了外观质量、尺寸偏差、出厂提供的材质报告、接头型式检验报告等,还应按要求制作钢筋套筒灌浆连接接头试件进行抗拉强度试验的验证性试验。
③钢筋套筒验证性试验可按随机抽样方法抽取工程使用的同牌号、同规格钢筋,并采用工程使用的灌浆料制作3个钢筋套筒灌浆连接接头试件,如采用半套筒连接方式则应制作成钢筋机械连接和套筒灌浆连接组合接头试件,标准养护28d后进行抗拉强度试验,试验合格后方可使用。
3)预制混凝土构件结构性能检验
结构性能检验主要针对简支受弯的梁板类标准构件而言,预制构件生产企业应按批量抽样作结构性能检验;主要依据是按设计要求和现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的有关规定。构件进场验收时,构件生产企业应按标准要求向施工单位提供结构性能检验报告资料,作为构件结构性能质量证明文件。
采用监理驻厂监造方式生产的构件可不必进行结构性能检验。装配整体式结构构件宜采用延伸监理的办法来代替结构性能检验。
3.2.5预制构件资料管理
预制构件资料包含预制构件工厂自身存档资料和构件交付时应提供的验收资料两部分,后者是前者中的一部分,在构件现场交付时作为质量证明所用。
1)预制构件工厂的资料管理
预制构件工厂资料是预制构件生产全过程质量完整真实记录,包括图纸和设计文件资料,生产组织、技术方案和操作指导技术资料,原材料厂家和进场试验资料,过程操作资料,质量检验和控制资料,必要的检测报告文件以及合格证资料等等。
预制工厂应根据要求建立技术资料管理规定,并规定应形成的资料明细和责任部门,采用清单式辅助管理,从原材料、加工过程到成品的质量检查记录均应真实详细、形成及时。预制工厂构件资料应按有关要求进行收集、整理、存档保存,保存方式、年限和储存环境应符合要求,以备索引、检查和生产质量追溯。
2)预制构件工厂提供的资料
构件交付时提供的资料应以设计要求或合同约定为准,一般仅提供如下质量证明类文件。施工单位或监理应对运输到场的预制构件质量和标识进行查验,确认满足要求且与所提供资料相符后方可卸车:
①预制构件出厂合格证(混凝土强度、主要受力钢筋、其他特殊要求);
②结构性能证明文件(结构性能检验报告或加强措施质量证明文件);
③装饰保温性能证明文件;
④其他必要的证明文件。
4装配式混凝土结构工程施工质量管理
装配式混凝土结构工程施工应制订施工组织设计和专项施工方案,提出构件安装方法、节点施工方案等。装配式混凝土结构工程施质量管理的重点环节有预制构件进场验收、施工验算、构件安装就位、节点连接施工,必须制订相应的质量保证措施。
4.1预制构件进场验收
预制构件进场验收应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的有关规定进行,主要包括以下验收内容:构件质量证明文件、结构性能和功能性能(装饰性能、保温性能等)检验报告、外观质量缺陷、外形尺寸偏差、预留预埋件规格和数量的符合性、粗糙面和键槽质量以及构件标识检验等,除外形尺寸偏差执行按批量抽检外,其它内容均要求全数检验,确保安装构件的质量符合要求。
4.2施工验算
装配式结构工程安装施工编制的专项施工方案中在必要时应由专业施工单位根据设计文件对构件临时支撑和吊具进行深化设计、受力验算和试验,保证安装施工中的安全和构件质量完好:
1)临时支撑应按水平构件和竖向构件分别对支撑条件、施工荷载、拆除依据、承载要求等进行受力验算;
2)预埋吊具吊件应根据预制构件的形状、尺寸和重量等参数进行配置并进行受力安全性验算,吊索水平夹角不宜小于60°,且不应小于45°;对尺寸较大或形状复杂的构件,宜采用有分配梁或分配桁架的吊具。
4.3节点后浇混凝土施工质量要求
装配式混凝土结构预制构件连接施工通常有预制构件与预制构件接缝、预制构件与现浇构件接缝2种接缝形式,后浇混凝土或砂浆连接方式应重点控制以下内容。
1)后浇混凝土部位在浇筑前应进行隐蔽工程验收,验收项目应包括下列内容。
①钢筋的牌号、规格、数量、位置、间距等;
②纵向受力钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率、搭接长度等;
③纵向受力钢筋的锚固方式及长度;
④箍筋、横向钢筋的牌号、规格、数量、位置、间距,箍筋弯钩的弯折角度及平直段长度;
⑤预埋件的规格、数量、位置;
⑥混凝土粗糙面的质量,键槽的规格、数量、位置;
⑦预留管线、线盒等的规格、数量、位置及固定措施。
2)后浇连接处混凝土或砂浆的强度及收缩性能要求。
①对承受内力的连接处应采用混凝土浇筑,混凝土强度等级值不应低于连接处构件混凝土强度设计等级值的较大值;
②对非承受内力的连接处可采用混凝土或砂浆浇筑,其强度等级不应低于C15或M15;
③混凝土粗骨料最大粒径不宜大于连接处最小尺寸的1/4。
3)连接节点、水平拼缝应连续浇筑;竖向拼缝可逐层浇筑,每层浇筑高度不宜大于2m;应采取保证混凝土或砂浆浇筑密实的措施。
4)混凝土或砂浆强度达到设计要求后,方可承受全部设计荷载。
4.4灌浆施工质量要求
钢筋套筒灌浆连接接头、钢筋浆锚搭接连接接头的灌浆应符合节点连接施工方案的要求,钢筋套筒在灌浆前,还应在现场模拟构件连接接头的灌浆方式,每种规格钢筋应制作不少于3个套筒灌浆连接接头,进行灌注质量以及接头抗拉强度的工艺检验;经检验合格后,方可进行灌浆作业。进行灌浆作业过程中,应采取下列措施严格控制作业质量。
1)灌浆施工时,环境温度不应低于5℃;当连接部位养护温度低于10℃时,应采取加热保温措施;
2)应按产品使用说明书的要求计量灌浆料和水的用量,并搅拌均匀;每次拌制的灌浆料拌合物应进行流动度的检测,且其流动度应满足标准要求;
3)灌浆操作全过程应有专职检验人员负责旁站监督并及时形成施工质量检查记录;
4)灌浆作业应采用压浆法从下口灌注,当浆料从上口流出后应及时封堵;
5)灌浆料拌合物应在制备后30min内用完;
6)套筒灌浆连接接头的质量保证措施:
①采用经验证的钢筋套筒和灌浆料配套产品;
②施工人员是经培训合格的专业人员,严格按技术操作要求执行;
③质量检验人员进行全程施工质量检查,能提供可追溯的全过程灌浆质量检查记录。
5装配式混凝土结构工程施工质量验收
我国预制混凝土技术标准体系的编制和完善历时10年左右时间,截至目前预制混凝土领域的国家和行业标准已基本齐备,现行的预制混凝土结构设计、构件生产、结构施工、工程验收等系列标准可以满足我国建筑工程领域的装配式结构工程验收要求。我国预制装配式混凝土领域技术标准体系如图2所示。
我国现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)中规定,装配式结构工程应按混凝土结构子分部工程的要求进行验收;当结构中部分采用现浇混凝土结构时,装配式结构部分可作为混凝土结构子分部工程的分项工程进行验收;对于装配式结构预制率高于80%的工程可以按全装配式结构处理,此时可以将装配式分项工程扩展为混凝土结构子分部工程进行验收。装配式混凝土结构工程质量验收内容如图3所示。
我国现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)中也规定了装配式混凝土结构作为混凝土结构子分部工程质量验收的一般规定、主控项目和一般项目。我国现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)中规定了装配式结构分项工程验收和混凝土结构子分部工程验收的内容,装配式结构分项工程的验收包括一般规定、预制构件、以及包含装配式结构特有的钢筋连接和构件连接等内容的预制构件安装与连接3部分。装配式结构分项工程可按楼层、结构缝或施工段划分检验批,对于装配式结构现场施工中涉及的钢筋绑扎、混凝土浇筑等内容,应分别纳入钢筋、混凝土、预应力等分项工程进行验收。
另外,对于装配式结构现场施工中涉及的装修、防水、节能及机电设备等内容,应分别按装修、防水、节能及机电设备等分部或分项工程的验收要求执行。装配式结构还要在混凝土结构子分部工程验收层面进行结构实体检验和工程资料验收。装配式混凝土结构验收时,除应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的要求提供文件和记录外,尚应提供下列文件和记录:
1)工程设计文件、预制构件制作和安装的深化设计图;
2)预制构件、主要材料及配件的质量证明文件、进场验收记录、抽样复验报告;
3)预制构件安装施工记录;
4)钢筋套筒灌浆、浆锚搭接连接的施工检验记录;
5)后浇混凝土部位的隐蔽工程检查验收文件;
6)后浇混凝土、灌浆料、座浆材料强度检测报告;
7)外墙防水施工质量检验记录;
8)装配式结构分项工程质量验收文件;
9)装配式工程的重大质量问题的处理方案和验收记录;
10)装配式工程的其他文件和记录。
6结语
加快低碳城市建设,是顺应当今世界低碳经济发展潮流、积极应对全球气候变化的正确战略选择,也是贯彻落实科学发展观、提高能源安全和保障能力、控制温室气体排放、保护改善生态环境、增强城市可持续发展能力、实现经济又好又快发展、提升大连核心地位和龙头作用的重大战略举措。
一、低碳城市的内涵及主要特征
所谓低碳城市,是指以低碳技术为核心,低碳产业和低碳消费为重点,低能耗、低排放、低污染为特征的新型城市发展模式。低碳城市具有以下主要特征。
1.能源资源多样化。低碳城市是引领未来城市发展的新模式,其重点要开发能源高效利用技术、可再生能源技术、替代新能源技术和节能减排技术,提高能源资源利用效率,确保能源稳定供应和能源资源多样化,不断优化能源供给结构和消费结构。
2.生产消费低碳化。低碳城市作为低碳经济发展的载体,通过加快低碳技术产业化和商业化,引导广大市民树立低碳消费理念和低碳消费模式,培育和发展低碳产业、低碳交通、低碳建筑,鼓励和推行低碳消费,实现城市高碳经济向低碳经济转化。
3.温室气体减量化。低碳城市建设的最终目的是通过开发低碳技术,改造高碳产业,提高清洁能源消费比重,构建低碳产业体系,推广低碳消费模式,进而全面控制和逐步减少温室气体排放量,保护和改善生态环境,不断增强城市可持续发展能力。
二、大连低碳城市建设面临的问题和紧迫性
(一)面临的问题
大连市委、市政府高度重视发展”绿色经济”、”低碳经济”,全市万元地区生产总值能源消耗和主要污染物减排处于全国前列,先后获得”全国环保模范城”、”全球500佳”和”中国人居环境奖”等称号。但是,与国内外发达城市相比,我市低碳城市建设还面临一些制约因素和亟待解决的突出问题:
1.重化工业比重较大。大连市是我国重化工业基地。重化工业快速发展虽然对大连地区经济增长产生强劲拉动作用,同时也增大了能源消耗强度和温室气体排放量。
2.城市化进程加快。大连城市化速度在全国处于前列。在现有技术和能源消费结构下,随着城市化进程加快,必然增大化石能源消耗强度和环境承载压力。
3.能源消费结构单一。大连市能源消费结构仍以煤炭为主。有研究资料表明,每燃烧一吨煤会产生4.12吨二氧化碳气体,比石油和天然气每吨多30%和70%。
4.机动车保有量剧增。大连市机动车保有量已达70多万辆,近年以每年10%以上的速度递增。随着机动车保有量的增加,势必增大燃油消耗和温室气体排放量。
5.城市建筑增速加快。大连市城市建筑增速加快。据联合国环境规划署发表的一份报告透露,全球能源使用以及与此相关的温室气体排放有三分之一与建筑物耗能有关。
(二)建设低碳大连的紧迫性
1.增强可持续发展能力的迫切要求。大连市是化石能源(天然气、石油和煤炭等)极为匮乏、对外依赖度较高的城市。要实现能源可持续供给,不断增强我市可持续发展能力,迫切要求加快低碳城市建设,大力开发能源高效利用、可再生能源和替代新能源等低碳技术,使我市经济社会发展逐步摆脱对化石能源的过度依赖。
2.保护和改善生态环境的迫切要求。大连市能源消费结构仍以煤炭为主,煤炭消费比例相当于世界平均水平的3倍。随着我市工业化、城市化进程加快,经济总量的不断增大,向外排放的温室气体量远远超出大气本身的自净能力。要切实保护和改善生态环境,迫切要求加快低碳城市建设,逐步提高我市清洁能源消费比重,切实减少温室气体排放量,不断增进社会的和谐、文明和进步。
3.提高国际竞争力的迫切要求。大连市未来城市地位、产业发展空间、企业竞争和盈利能力,越来越取决于低碳技术创新能力、低碳产业产值占比、低碳产品出口与对外服务总额等。要变压力为动力,变挑战为机遇,也迫切要求加快低碳城市建设,夯实低碳城市发展的技术和产业基础,变低碳技术优势为竞争优势和经济优势,不断提高我市企业和产业的国际竞争力。
三、国外低碳城市的探索与借鉴
(一)国外低碳城市的探索
1.伦敦
英国是最早提出“低碳”概念并积极倡导低碳经济的国家。2007年2月发表《今天行动,守候明天》,宣布到2025年将二氧化碳减排降至1990年的60%。
伦敦市低碳城市建设采取主要的措施有:
帮助企业减少碳排放。帮助企业提高减碳的意识,并提供改变措施的信息。鼓励所有企业的新投资都要向低碳一体化过渡。
绿色交通。通过引进碳价格制度,征收二氧化碳税,根据二氧化碳排放水平,向进入市中心的车辆征收费用等激励机制,降低地面交通运输的碳排放,大力发展电动汽车,将伦敦打造成为欧洲电动汽车的首都。
绿色建筑。改善现有和新建建筑的能源效益。推行“绿色家居计划”,向伦敦市民提供家庭节能咨询服务;要求新发展计划优先采用可再生能源。
2.纽约
为了让纽约可持续发展,在2007年公布了《策划纽约》计划详情,并确定全球气候变化是纽约面临的一项重要的挑战,目标是到2030年,在2005年水平的基础上减少30%的温室气体排放。《策划纽约》针对全球气候变化提出的措施主要有:
成立“能源规划部”。该部门掌管本来分散于不同政策部门的能源工作,如能源需求管理、扩大清洁能源供应、推广节约能源等。
提高建筑物能效。制定更严格的建筑物能耗标准,如提出更严格的通风标准,推广水泥成分减少30%~40%的混凝土,以减少生产水泥时排放的二氧化碳。
增加清洁能源的供应。给予太阳能发电装置以税收优惠,培育可再生能源市场。
3.东京
低碳东京的基本政策包括以下方面:
资助私人企业减排。协助私人企业采取措施减少二氧化碳排放,推行限额贸易系统为企业提供多种减排工具,成立基金资助中小企业采用节能技术。
家庭减排。在家庭部门实现二氧化碳减排,以低碳生活方式减少照明及燃料开支,大力提倡使用节能灯照明,要求居民放弃浪费电力的钨丝灯泡,与家装公司合作,提醒客户在翻新住房时采取节能措施,加装隔热窗户。
建筑减排。减少由城市发展产生的二氧化碳排放,新建设施需符合节能规定,要求新建建筑物的节能表现必须高于目前的法定标准。
(二)国际经验与借鉴
1.明确的纲领和行动计划
城市要减缓全球气候变化,发展低碳经济,其中最关键是要有明确的纲领和行动计划,制定严格的温室气体减排措施和标准。伦敦发表《今天行动,守候明天》,宣布了《市长气候变化行动计划》;纽约公布了《策划纽约》的计划详情,宣布《纽约规划应对气候变化》;东京宣布《气候变化策略》,东京则坚决推行“世界最高水平的应对战略
2.全方位的规划设计
低碳城市有两层含义:第一,城市本身是低碳的,城市的规划、交通、建筑尽量朝低碳的方向发展,城市居民有很深的低碳理念;第二就是需要对产业结构进行调整。因此,构建低碳城市,必须制定全方位的政策,重视产业结构的低碳化改造;倡导绿色建筑,设定节能标准,实施太阳能屋顶计划,通过定量分析,合理设计遮阳、建筑朝向、绿化带分布,控制热岛效应,实现最佳的自然通风效果;重视交通规划,降低交通过程的碳排放需要,在城市规划阶段采取预留公交、自行车空间,限制私家车的使用等措施;合理设计供水、排水、垃圾处理等基础设施,减少碳排放。植树造林、增加碳汇更是城市实现低碳的有利条件。
3.量化的减排目标
有效的温室气体减排战略,需要清晰的目标作为前提。世界很多城市都制定了明确的减排目标,哥本哈根宣布到2025年,成为世界上第一个碳中性城市;东京的目标是以2000年为基准,到2020年减少25%的温室气体排放;伦敦决心到2025年在1990年的基础上减少60%的排放;纽约计划于2030年,在2005年的水平上减少30%的温室气体。只有制定了具体的可量化的减排目标,才能让公众有明确的预期和监督的措施是否有效。
4.三位一体的治理结构
低碳城市的启动和发展依赖于制度层面的变革,没有强有力的政策安排,没有政府、企业、社会公众的共同参与,没有主要领域标杆性项目的示范,城市要实现经济增长的同时大幅度减少化石能源消耗和二氧化碳排放的目标是不可能的。 建设低碳城市应发挥政府、企业、社会公众三类主体的作用,政府要承担统筹低碳经济发展的领导与管理功能,通过财政补贴和税收以及搭建碳交易平台,营造有利于低碳发展的外部环境;企业应该成为低碳产业和低碳产品的开发主体;社会、居民应该成为低碳消费和低碳生活的主体。
四、建设低碳大连的思考
(一)要研究制定发展低碳经济、建设“低碳大连”的具体规划???????
低碳城市建设涉及经济、科技、规划、交通、建筑、消费等多个领域,政府应从全局和战略高度出发,切实增强低碳城市建设的责任感、紧迫感和使命感,尽快建立政府低碳经济的领导机构,组织发改委、规划、财政、统计、建委、环保、科技、交通、城建等部门的力量开展专题研究,制定低碳经济发展规划和低碳城市建设路线图,明确低碳城市建设的指导思想、目标任务、重点领域、具体步骤和政策措施,并将其纳入“十二五”和中长期经济社会发展规划,把低碳经济的具体目标融入到各项指标中去。
(二)要大力发展低碳产业,构建低碳产业支撑体系
要适应绿色发展和低碳经济发展的新趋势,逐步调整产业重型化趋势,大力发展核电及装备、风电、电子信息、风力发电机组、半导体照明、光伏产业、新材料、清洁能源、燃料电池、智能电网、新能源汽车、生物医药、生态农业等绿色产业、新能源产业和低碳经济,培育壮大低碳经济集群,抢占未来产业发展制高点。要积极打造“低碳示范产业园”,以推动我市低碳经济的集聚,进一步带动低碳经济的发展。如可依托旅顺南路软件产业带,打造IT产业低碳示范产业园;可在瓦房店现有风电发展的基础上,打造风电产业示范园;利用先进节能技术,把产业园建设成集研发、试验、教育、示范、展示、生产、销售等功能于一体的低碳经济产业园。
(三)要强化金融理念,开发与碳排放权相关的金融产品和服务
低碳经济作为全球发展趋势,碳排放权交易市场潜力巨大,设立“碳交易所”,就占领了未来经济发展的制高点,目前北京、上海已成立碳交易所,天津、成都也正在积极打造碳交易所。我市作为东北亚经济发展的龙头,在发展低碳经济的过程中,也应积极谋划,争取建立东北地区的碳交易所。
建议应积极争取政策,将我市列入低碳金融城市试点,加快金融产品创新,发展绿色信贷,并通过创建碳交易所,开展直接投融资、碳指标交易和银行贷款业务,开展与低碳排放有关的国际间合作,刺激公司客户开发低碳产品和技术的积极性,促进大连市经济结构和生活方式的低碳转型。
(四)要降低建筑使用能耗,大力发展低碳建筑
低碳建筑是低碳发展的突破口,推广低碳建筑是我市建设低碳城市的重要举措。要积极推进建筑节能设计,尽可能实现自然采光、自然通风、自然排水等设计理念;推行建筑能耗标识制度,推广低碳建筑的分级认证制度;要大力推进建筑工业化,改进建筑业生产组织方式,提高低碳建筑的生产能力;要鼓励商场、写字楼、工厂等现有商业建筑有计划开展节能、保温技术改造,政府办公楼、医院、学校等公营机构要制定和实施强制性节能措施。对于大型公共建筑,应公开其能源消耗情况,进行能源审计,推动大型建筑节能减排等。
(五)要大力发展公共交通,打造居民的低碳生活
要借鉴西方发达国家的做法和经验,优先发展城市公共交通,推进城市轻轨和地铁快速轨道交通建设,大力发展电动和混合动力公共交通工具,率先大规模使用清洁的低碳燃料及新型环保车辆,限制和减少小汽车的使用率。
要积极组织开展低碳经济宣传教育进机关、进企业、进学校、进社区、进家庭活动,引导广大市民形成低碳、环保、循环利用的消费理念和消费方式,创建低碳社会。 要健全行政管理制度,完善政府采购制度,优先采购低碳、节能、环保办公设备和用品,制定办公资源使用定额标准,进而提高能源资源利用效率,使我市尽快跻身国内外低碳城市建设的前列。
(六)要设立碳基金,加强低碳技术的研究和开发
政府应将低碳技术研发纳入科技发展规划,要以政府投资为主,多渠道筹集资金,设立碳基金,把低碳科技支出作为财政预算安排和预算执行中超收分配的重点,确保财政低碳科技创新投入的稳定增长。要完善鼓励低碳技术创新的激励机制,将研发成果转化作为考核研发人员绩效的重要依据,进而调动企业、高校和科研机构低碳技术研发的积极性;并要密切跟踪国际低碳技术研发的前沿,加强国际间低碳技术的合作和交流。
参考文献:
[1]陈达.中国低碳城市建设研究述评[J].河北学刊,2011,03.
[2]仇保兴.我国城市发展模式转型趋势——低碳生态城市[J].城市发展研究,2009,08.
[3]夏堃堡.发展低碳经济 实现城市可持续发展[J].环境保护,2008,03.