摘 要 :隨著混凝土裝配式建筑結構體系的發(fā)展,混凝土預制構件逐步趨于標準化,裝配式建筑的產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)逐步國產化,使得混凝土預制構件的生產效率越高,成本則越低,相應的預制構件產業(yè)園建設要求會更高,產業(yè)園的標準化研究通過對工藝設計標準化、建筑設計標準化、園區(qū)建設流程標準化,實現(xiàn)合理的產能需求,最優(yōu)的規(guī)劃方案、經(jīng)濟的建造成本以及最短的建設周期。在我國大力發(fā)展裝配式建筑的大背景下,因地制宜、結合國家政策及各地方政府的需求,裝配式建筑技術迅速擴大產業(yè)規(guī)模。裝配式建筑是以設計標準化、生產工業(yè)化、施工裝配化、管理信息化為發(fā)展方向,是傳統(tǒng)建筑業(yè)的創(chuàng)新轉型升級 。預制構件產業(yè)園在全國范圍的布點建設是建筑工業(yè)化產物。預制構件產業(yè)園的建設從園區(qū)工藝規(guī)劃設計、建筑設計、施工圖設計,土建施工,到產業(yè)園運營,融合了整套智能建筑體系?,F(xiàn)階段預制構件產業(yè)園建設全過程存在著園區(qū)規(guī)劃不規(guī)范、工藝設計過度配置、建筑設計過于保守、施工周期長、成本不可控等問題。預制構件產業(yè)園標準化是從工藝區(qū)劃、用地情況、建筑規(guī)劃、施工周期,各個維度對已建園區(qū)現(xiàn)狀進行了統(tǒng)計與分析,在此基礎上對產業(yè)園區(qū)進行分析總結而設計出的經(jīng)濟效益最大化產業(yè)園標準化體系。標準化產業(yè)園是結合現(xiàn)有已建工廠的技術要求和市場經(jīng)驗,用地規(guī)模約 90 畝,以期為市級規(guī)模產業(yè)園提供的設計建設參考。產業(yè)園的規(guī)劃與建筑設計均要求服務于生產,源于產業(yè)區(qū)劃、工藝設計及運營需求。標準化產業(yè)園區(qū)工藝設計,從標準產線、生產工藝、技術參數(shù)、設備配置多個角度對比分析為產業(yè)園規(guī)劃提供最經(jīng)濟最適用的配置。工藝設計以經(jīng)濟性、安全性、適用性為原則。做到功能分區(qū)明確,考慮生產、線邊、堆場、車間的大小、高度及布局;分析計算各預制構件類型的產能需求;以及合理規(guī)劃辦公、生活區(qū)域的人員、場地,使其工作舒適生活便捷。做到生產工藝過程連續(xù)順暢,根據(jù)當?shù)厥袌鰧Σ煌A制構件類型的需求,平衡生產線各工序節(jié)拍;以及根據(jù)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,合理配置生產線。做到物流順暢、便捷,總體物流通道實現(xiàn)人物分流,合理規(guī)劃園區(qū)出入口,園區(qū)內物流運輸與外部交通組織合理;園區(qū)內物流路線遵循路徑最短原則。做到堆場規(guī)劃經(jīng)濟,堆場面積大小、設備配置等規(guī)格及數(shù)量合理。做到輔助設施完善、節(jié)能環(huán)保等。從市政規(guī)劃要求、用地情況、園區(qū)規(guī)劃、建筑組成、面積配比、建筑功能、成本優(yōu)化等各個維度對已建園區(qū)現(xiàn)狀進行統(tǒng)計與分析,在此基礎上對產業(yè)園區(qū)進行歸類,功能分區(qū)主要包括生產區(qū)、綜合樓(辦公、宿舍、食堂等)、熱能中心、砂石料儲存間、門衛(wèi)、堆場、道路等??臻g分區(qū)相對明確,同時又滿足生產、生活相互聯(lián)系的需求,做到生產運輸流線簡潔,精益生產。標準產線、標準布局與標準尺寸共同形成產業(yè)園的標準工廠 。根據(jù)生產需求,標準化廠房布局設計可容納長線模臺生產線、雙循環(huán)綜合生產線、固定臺模生產線、鋼筋混凝土生產線,根據(jù)選用的生產線,對其設備及尺寸均采用標準化的設計。標準化工廠生產構件類型包括梁、柱、內隔墻、剪力墻、三明治墻板、桁架疊合板、預應力疊合板、樓梯、陽臺、飄窗等預制構件。園區(qū)物流充分考慮生產過程中的生產運輸關系,根據(jù)預制構件生產線的增加材料裝配組合的特點特性,優(yōu)先考慮不轉折的通過式,做到生產運輸順暢,節(jié)約用地。根據(jù)生產區(qū)廠房的產線工藝、物流要求、廠房建設經(jīng)濟性,形成一系列標準化尺寸。各條標準生產線的標準工藝流程雙循環(huán)綜合生產線工藝過程:清?!b模→鋼筋架綁扎→預埋→澆搗→拉毛(夏季)→預養(yǎng)護→抹光 / 拉毛(冬季)→進養(yǎng)護窯養(yǎng)護→拆?!鸬蹰L線臺模生產線工藝過程:模具清理→噴刷脫模劑→預埋準備→組?!摻畎惭b→預埋件安裝→生產自檢→混凝土澆筑→后處理→養(yǎng)護→拆?!鸬豕潭ㄅ_模生產工藝工藝過程:清?!b?!摻畎惭b→預埋件安裝→澆搗→養(yǎng)護→脫模→檢驗→缺陷修補→拆模→起吊生產線的關鍵技術參數(shù)是產能。年產能 = 臺模面積 × 臺模利用率 × 工作班制 × 出模量 / 臺模數(shù)量 × 年工作天數(shù) × 構件計算厚度產業(yè)園的規(guī)劃與建筑設計均服務于生產,源于產業(yè)區(qū)劃、工藝設計及運營需求。從產業(yè)園區(qū)周邊的市政條件出發(fā),結合生產需求,運輸需求,合理選擇園區(qū)出入口、組織道路、空間規(guī)劃、標準化細節(jié)設計。預制構件標準廠房規(guī)劃四跨布局,占地面積 19800m(長2198m,寬 100m);經(jīng)濟適用性考慮,地面采用分區(qū)設計,分為重載區(qū)、設備區(qū)及一般區(qū)域;重載區(qū)的道路載荷要求40t,用于通過 17m 長掛車或者構件轉運的輪胎式電動平車,設備區(qū)地面做常規(guī)設計,一般區(qū)域載荷要求 15t,用于 10t叉車運輸。廠房設計關鍵參數(shù)如表 2。
綜合樓服務于預制構件生產的管理、生產和輔助人員,結構設計采用框架結構。根據(jù)標準工廠產線配置的操作人員及管理人員,確定綜合樓的房間配置及占地面積 。綜合樓標準化功能指標如表 3。堆場主要用于存放、轉運疊合樓板,墻板,樓梯陽臺類異型構件等成品構件。堆場標準化設計的關鍵元素包括堆場地面做法、堆場面積、堆場設備。1)堆場區(qū)域根據(jù)不同堆載要求設計硬化處理,可以直接放置不同類型的預制構件。2)堆場面積與構件類型占比、工廠年產能、構件存儲期等參數(shù)相關,堆場面積相對廠房占地面積不宜小于 0.8 倍。3)為實現(xiàn)設備資源的經(jīng)濟化、合理化利用,不同的規(guī)劃區(qū)域配置不同的轉運設備,預制構件成品根據(jù)構件的重量、存放形態(tài)、運輸方式、出板方式等不同進行分區(qū)存放:墻板和飄窗等豎向構件存放區(qū)域采用行車等起吊設備,疊合樓板、樓梯等水平構件存放區(qū)域采用叉車設備。砂石料存儲間用于預制構件原材料的存放,起到中轉、緩沖、調節(jié)的作用。存儲間為矩形廠房,采用隔墻分隔不同規(guī)格的砂石,一般分為四個料倉,存放空間一般滿足 3 ~ 5天的生產需求。凈空高 10m,隔間圍擋高 3.5m。建筑設計采用混凝土結構與鋼結構結合,3.5m 以下包括隔間圍擋采用混凝土結構,3.5m 以下采用波紋壓型鋼板。道路建設是園區(qū)建設成本的重要組成部分,對園區(qū)內的道路規(guī)劃組織、分級設計非常重要。根據(jù)園區(qū)的使用、運輸要求,結合場地的地址條件,把道路分成重載道路、輕型道路(消防通道)和人行進行構造做法精細化設計,同時對道路的寬度進行規(guī)范。道路寬度分別為 10 ~ 7m、4m、3m。道路出入口根據(jù)其功能性及便利性分別設計辦公出入口、原材料入口、構件出口。圍墻形式采用兩種,裝配式預制圍墻 + 鐵藝圍墻和鐵藝圍墻。對有園區(qū)形象要求的臨街面采用裝配式預制圍墻 +鐵藝圍墻,其他區(qū)域采用鐵藝圍墻,有效的控制圍墻造價。標準化的園區(qū)建設流程突破性整改了原始的按部就班各部門、各環(huán)節(jié)依次串聯(lián)進行的建設步驟,通過對各關鍵工序的合理穿插,采用工藝設計和建筑結構設計并行化,設備制造和土建施工安裝同步化,有效提高協(xié)作效率,合理縮短產業(yè)園建設周期。實現(xiàn)“拿地即開工”的建設模式。整體建設周期可實現(xiàn) 7 個月交付,其中施工前準備周期 2 個月,項目施工周期 5 個月。產業(yè)園標準化研究是基于工程實踐經(jīng)驗及理論依據(jù),提煉的標準化的生產工藝,優(yōu)化的建筑設計,合理管控的土建施工流程,實現(xiàn)成本及建設周期可控,快速推進裝配式智造工廠建設。1)產業(yè)園標準化工藝設計的內核是模塊化,根據(jù)市場需求,最優(yōu)組合各獨立生產線模塊和功能區(qū)模塊,提高規(guī)劃效率和設計質量,實現(xiàn)產能最優(yōu)、功能合理的經(jīng)濟性標準化園區(qū)。2)建筑設計通過對建筑單體設計標準化、道路堆場標準化等,有效縮短設計周期、提高設計準確率。3)設計、生產、施工一體化流程,各環(huán)節(jié)穿插并行,可有效縮短工期到 7 個月投產,及時追溯施工過程中的變更源頭,有效控制成本。4)預制構件產業(yè)園占地面積 90 畝,可生產混凝土裝配式預制構件類型包括,三明治墻板、內隔墻、剪力墻、桁架疊合板、預應力疊合板、梁柱、陽臺、飄窗、樓梯、PCF板等,園區(qū)年產能可達 10 萬立方米。
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