at誰說裝配式只能做住宅？看深圳首個裝配式高層辦公建筑群實踐萬科云城

【AT】誰說裝配式只能做住宅？看深圳首個裝配式高層辦公建筑群實踐——萬科云城AT導讀華陽國際設計集團與萬科集團在裝配式建筑技術和產品研發(fā)、項目實踐上有十余年的合作經驗，雙方對裝配式建筑有著高度統(tǒng)一的理念，并擁有完整的產業(yè)鏈資源。在項目實踐中可以實現(xiàn)設計、生產、施工一體化設計，并從設計、生產、施工、成本控制等方面把控好各環(huán)節(jié)的實施要點。通過介紹萬科云城一期03地塊裝配式高層辦公建筑案例的實踐經驗，旨在為廣大從事裝配式建筑行業(yè)的工作者提供項目的總體管控經驗。裝配式建筑的發(fā)展有待全行業(yè)的共同努力，才能走上健康發(fā)展之路。萬科云城一期鳥瞰圖隨著近年來我國裝配式建筑的大力推廣，裝配式建筑技術在住宅領域的應用已經非常廣泛，但在公共建筑領域的應用尚處于嘗試階段，而國外在此方面已非常成熟。裝配式建筑中預制混凝土外墻與玻璃幕墻相比，具有顯著的特征和優(yōu)勢：（1）立面多樣性。利用混凝土的可塑性，可使構件表面具有相應的圖案、紋理、質感、凹凸造型和材質變化，通過有序的組合實現(xiàn)辦公建筑立面的多樣性。（2）窗戶可在工廠預制安裝，防水性能好，能夠降低城市光污染。（3）建筑外圍護體系耐久性好。（4）造價較玻璃幕墻低，且后期維護成本較低。我們應該通過裝配化的生產與施工充分發(fā)揮預制外墻的自身優(yōu)勢，打破玻璃幕墻在公共建筑“一家獨大”的局面。以下將以萬科云城一期03地塊項目為例，簡述裝配式技術在辦公建筑中運用的項目操作經驗。萬科云城一期03地塊效果圖項目概況萬科云城一期位于深圳市留仙洞戰(zhàn)略型新興產業(yè)總部基地，是集公寓、產業(yè)用房、商業(yè)及公共配套活動廣場等為一體的城市綜合體工程，也是深圳首個大規(guī)模建設的裝配式高層辦公建筑群。項目建設地塊西側為創(chuàng)科路，北側為留光路，南側為留新南路。萬科云城一期03地塊為研發(fā)型產業(yè)用房，方案設計旨在為地塊內各部分建立高效的連接，分別在水平和豎向上設置了城市公共走道、空中花園、休閑空間，提升研發(fā)產業(yè)辦公環(huán)境。項目總建筑面積約33.4萬㎡，商業(yè)部分面積為0.9萬㎡，其中7A、7B、7C、7E、7F、8B座共6座高層塔樓為裝配式建筑，均為辦公、研發(fā)用房。裝配式建筑面積約28萬㎡，其中7A座建筑高度為148m，地上36層，地下1層；其他樓棟高度為97.8m，地上24層，地下1層，三層及以上為標準層，層高為4.0m。本項目采用內澆外掛體系，所有建筑外墻采用預制外墻構件，樓梯采用預制樓梯，主體結構采用鋁模現(xiàn)澆，室內隔墻采用輕質混凝土條板，并運用自升式爬架等裝配式施工技術，預制率約為17%，裝配率約60%（按深圳市計算方式）。萬科云城一期03地塊總平面圖裝配式建筑設計標準化設計裝配式住宅項目因其建筑類型和自身特點，不同戶型各功能空間的開間、進深在實現(xiàn)標準化上有一定的難度，又因立面造型需要也可能造成局部做法不同，導致構件種類偏多。裝配式辦公建筑與住宅相比，因其結構的規(guī)則性易于控制，可以通過以下設計手法實現(xiàn)建筑標準化和構件標準化。（1）統(tǒng)一X、Y方向軸網尺寸，根據軸網尺寸確定構件寬度，實現(xiàn)構件寬度的統(tǒng)一。（2）統(tǒng)一各樓棟標準層層高，根據建筑層高確定構件高度，實現(xiàn)構件高度的統(tǒng)一。（3）統(tǒng)一結構柱和外圈梁截面尺寸，實現(xiàn)構件在橫向和豎向上與主體連接方式的統(tǒng)一。（4）根據建筑總體造型設計構件形式，盡量以單個或多個構件通過規(guī)律性重復布置產生韻律感，以達到“少規(guī)格、多組合”的效果。本項目在方案設計初期經過裝配式建筑技術策劃，根據項目特點、建筑高度及立面形式，確定了采用內澆外掛體系，所以建筑外墻采用清水混凝土預制外墻構件。因6座裝配式建筑樓棟標準層平面布局相近，在設計時統(tǒng)籌考慮，將標準軸網統(tǒng)一為8.8m，標準層建筑層高統(tǒng)一為4.0m，外圈梁截面統(tǒng)一為500mm×800mm，實現(xiàn)了一種外形尺寸（三種規(guī)格）的標準構件和轉角構件類型。7棟A、B、C、E、F座標準層平面圖8棟B座標準層平面圖立面設計立面設計以“少規(guī)格、多組合”為原則，追求干凈、簡約、大氣的風格，建立統(tǒng)一的預制外墻立面系統(tǒng)，也契合“云城”的概念。在標準立面單元的不變中尋求“窗”元素表達上的變化，利用“深窗”、“平窗”、“斜窗”等手法實現(xiàn)立面的多樣性。（1）西向立面兼顧遮陽與造型，以“深窗”為立面元素，突出橫、豎向線條，同時利用窗間進深起到一定的遮陽效果，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的綠理念。（2）內院立面以“平窗”為主要元素，強調室內與外部空間良好的視線交流，共享整個景觀豐富的中庭空間。（3）其余部分立面以“斜窗”為主要元素，窗與立面的一定角度形成了多樣的光影效果，使規(guī)整的立面形式變得更加跳躍、生動。本項目以素雅的清水表面展示混凝土的肌理，配合“窗”元素帶來光與影的變化，呈現(xiàn)出PC建筑返璞歸真的工業(yè)化美感。深窗示意圖平窗示意圖斜窗示意圖不同形式外窗分布圖構件設計在方案設計階段對軸網、層高和外圈梁進行了統(tǒng)一設計，預制外墻構件類型僅有標準構件和轉角構件兩種。在8.8m柱跨單元內，將外墻拆分成兩個標準構件，外輪廓尺寸均為4380mm（寬）×3980mm（高）×600mm（深），構件重量約為4.63t，共計5816塊，構件體積約10771m3。因預埋窗戶形式有平窗、深窗、斜窗和陽臺欄桿等差異，以及因施工預埋點位要求使構件略有差異。角部位置設計為L形構件，外輪廓尺寸為740mm（長）×740mm（寬）×3980mm（高），構件重量約為1.44t，共計608塊，構件體積約350m3。通過建筑設計前期的統(tǒng)籌，將項目外墻構件種類控制到最少，提高了構件的重復率和模具的周轉率，降低了構件生產難度和成本。標準構件與轉角構件標準預制構件連接節(jié)點設計本項目主體結構為框架剪力墻結構，采用內澆外掛體系，預制外墻為非承重構件，不參與結構主體受力。同時，預制外墻構件頂部出筋與結構梁連接，側面與主體結構連接，而底部與主體結構不連接。考慮預制外墻、現(xiàn)澆柱交接處構件與鋁模板的固定，在構件上預埋螺栓套筒，現(xiàn)場通過對拉螺桿固定鋁模板。通過開發(fā)設計兩段式對拉螺桿，實現(xiàn)部分對拉螺桿作為構件與柱構造連接預埋在混凝土中，部分對拉螺桿在拆模后可重復回收利用。預制構件連接節(jié)點示意圖標準層墻身節(jié)點圖構件與鋁模對拉連接節(jié)點示意圖防水/防漏漿連接節(jié)點設計防水設計采用材料防水、構造防水及結構防水相結合。水平縫采用企口和高低縫，垂直縫設置空腔和排水導管相結合，確保外墻防水性能可靠。因梁柱截面較大，層高較高，混凝土澆筑時側壓大，混凝土脹模和漏漿風險也較大。其節(jié)點設計上，豎縫處采用防漏漿膠皮、連接鋼板與臨時PVC管（在豎縫導水槽內插入臨時PVC管，澆筑完成后取出）相結合，并在鋼筋密集的結構柱位置放入薄鋁片，降低混凝土側壓帶來的漏漿風險。構件生產與成品保護構件生產與成品保護本項目在構件生產及成品保護方面采用了以下措施：（1）模具采用不銹鋼板，消除后期生產中鐵銹污染構件清水表面的隱患，同時保證構件表面的光滑度。（2）所有構件生產過程中，采用同一配合比、同一原材料、同一批工人、同一生產工藝、同一振搗方式、同一養(yǎng)護標準，確保所有構件達到同一品質標準。（3）構件成品養(yǎng)護上，應防止構件產生裂紋、破損或有害變形等，并避免構件表面出現(xiàn)污漬或泥土。（4）構件運輸與成品保護方面，構件外飾面采用兩層保護膜包裹，并在運輸支架與構件外飾面接觸處設置膠墊作為緩沖材料，確保構件存放架不與構件外飾面直接接觸，避免構件損壞。構件之間豎縫防水節(jié)點構件安裝（1）塔吊布置、選型與構件設計因構件重量與塔吊布置及選型關系密切，在設計階段需要進行塔吊布置及選型，并復核構件重量。一般情況下塔吊布置及選型原則如下：1）塔吊覆蓋范圍除了應全覆蓋建筑物外，還應考慮能夠覆蓋臨時施工道路、運輸車臨時停靠點和構件臨時堆放區(qū)；2）盡量將塔吊的作業(yè)半徑控制在最小，當單棟建筑布置一臺塔吊時，宜靠近建筑物中心布置，且應滿足作業(yè)空間和拆卸空間；3）能夠在規(guī)定總荷重限內進行吊裝作業(yè)；4）綜合考慮拆卸費用、租賃費用等的經濟性。在構件方案設計初期，轉角處構件設計為標準構件+轉角構件，構件重量為6.04t，因確定采用TC7030B塔吊，懸臂半徑50m（43m幅度半徑不能全部覆蓋塔樓），需將轉角處構件的重量設在5t以下，所以轉角構件調整為4.63t的標準構件和1.44t的轉角構件。塔吊布置示意圖（2）施工機械附著與構件設計為了杜絕后期使用過程中外墻滲漏等質量通病，預制外墻采用預埋窗框。因塔吊、施工電梯、自升式爬架等施工機械與建筑主體附著，為避免施工過程中對窗的破壞，施工機械附著處預制外墻采用預埋方通，而非預埋窗框。預制外墻預埋方通示意圖預制外墻預埋窗框示意圖（3）施工順序構件的吊裝順序不僅影響施工的難易程度和精度，還對構件細部做法和構件與主體結構之間連接節(jié)點做法有較大影響，因此在初步設計階段應確定其施工順序。本項目因結構柱鋼筋密集，采用施工現(xiàn)場先綁扎鋼筋、后吊裝構件的方式。構件吊裝前完成樓面方向、豎向標高螺栓調整和水平面防水/防漏漿等，提高構件吊裝效率。施工順序裝配式建筑項目管控經驗萬科云城一期03地塊實景圖設計、生產、施工一體化設計裝配式建筑應打破現(xiàn)在常規(guī)項目建筑設計與部品生產、施工割裂的方式，設計階段除應進行建筑、結構、機電設備、室內裝修一體化設計協(xié)同外，還應與構件生產單位、施工單位、部品生產單位等做好協(xié)同設計。設計單位協(xié)同工作內容裝配式建筑工業(yè)化方案設計和連接節(jié)點設計是核心。在設計全過程中，應該考慮構件標準化程度、構件生產的難易度、構件吊裝施工的易操作性等問題。在設計階段，構件生產及施工單位應該提前介入，將構件形式、重量、塔吊布置等在初步設計前確定。工法試驗段搭建對于非常規(guī)做法的裝配式建筑項目，在施工場地允許的情況下，建議取項目局部區(qū)域搭建工法試驗段，其作用和優(yōu)點如下：（1）可檢驗工藝的合理性。如預制構件與預制構件、現(xiàn)澆段連接節(jié)點之間構造做法的合理性，預制構件與鋁模、輕質隔墻等連接節(jié)點設計及施工的合理性，施工工藝順序的合理性等。（2）可作為輔助材料選型的試樣區(qū)。利用工法試驗段可檢驗PE棒、膠條、密封膠等輔助材料的性能和可操作性。（3）可作為工人吊裝的實訓區(qū)。在正式吊裝前，利用工法試樣段反復模擬吊裝，使吊裝操作工人熟練掌握吊裝技術，并對部分工藝做法進行完善。（4）可作為項目施工后期的展示區(qū)。項目施工階段，考慮施工現(xiàn)場的安全性，可以作為施工展示區(qū)供觀摩和交流。工法試驗段搭建萬科云城一期03地塊實景圖業(yè)主：萬科企業(yè)股份有限公司建設地點：深圳市西麗留仙洞片區(qū)建筑設計：華陽國際工程設計股份有限公司聯(lián)合設計：第五建筑&V3（方案設計為聯(lián)合設計）項目負責人：田曉秋、龍玉峰設計團隊：李偉、張偉、王春才、趙曉龍、鄒興興、陳倩蓉、楊濤總建筑面積：約33.4萬㎡設計時間：2014.08項目狀態(tài)：設計完成，8B座主體施工完成，其他棟施