建筑理论与设计 … 鸷哑 装配式钢结构建筑设计 刘敏 宝钢建筑系统集成有限公司 ｛ｊ。．． ．．．．．．．．一２０００５０ ．。———— 摘要：随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造。只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就 成了。为了推进该钢结构体系的科学发展，确保设计、施工安全，需要对该体系进行科学合理的研发、系统的理论分析和试验研究，以实 现该产品的设计规范化、生产工业化、安装机械化，解决产品在设计、生产、安装和验收几方面的问题，满足国家在建设领域的标准规范。 关键词：绿色建筑；装配化；钢结构 １装配式建筑的发展 装珂 式建筑是建 在产。 化荩｛ｉ｝Ｉ｛上的，而产品化的内涵就是集成为该系 没计院如 ｆ 海冶金设ｉｔ 研究院，钢铁供应商女¨莱钢建设、 与钢，建设方如赛博 思、杭萧钢构都投入到ｒ钢结构住宅产品的研究和开发 ｝｜。ｆｒｔｘ，ｌ于以混凝：￡ 结构形式为主和砖墙为蔓蚤墙休材料的我 ，与之配套的外墙材料和外墙系 内 列产＾＾的锌部品和构什能实现模块化设计、标准化和１：厂化加‘ｒ 、装配化施 统研究却相对滞后，这已经成为制约我闻钢结构住宅建筑发瓞的瓶颈 装配式建造方式是将建筑中的主要构件和部品在Ｉ：厂制造，运输到现 装配式建筑如 ３。场，经机械化安装后，形成满足预定功能要求的建筑物。这种装配化方式在建 造过程巾能减少建筑垃圾，减少对环境的不良影响，节约劳动力等特点。如今 ＰＭ２．５、城市雾霾、城市噪音等问题 的加剧，使得生活环境及Ⅱ 持续发 展成为社会共同关注的热点问题。 建设绿色、低碳城市已经成为了时 代发展的主旋律。同时钢结构改建 和拆迁容易，材料回收和一可再生利 ｝ｔ１＇ｆ－高，为绿色材料，发展预制装配 式钢结构建筑是实现同家节能减 排、绿色低碳日标和住宅产、 化的 一图３国内装配式建筑（莱钢、杭萧钢构） ３装配化建筑在建筑设计中存在的问题 ３ １运输半径的 个有效途径和趋势。如左图ｌ的装 图１装配式钢结构建筑ＢＩＭＥｉｃ果图 配式钢结构建筑。 由于我冈日前３ｂｌｋ化发展水平还很低，产业链各个环节缺乏配套，相关 厂家很少。在经济发达地 的 ｌ 业化发展水平相对高些，相应地在材料、部品 的采购￡ 相对有优势。反之，跨Ⅸ域的采购会使得运输成本及施ｌ：进度大大 ２装配化建筑国内外发展现状 ＝；ｔ域的差异使得装配化方式施１ 周期短的优势不明显，了装 ¨本钢结构１＿业化住宅起步较 ，产业化程度较高，市场占有率高。其表 增加，这种Ｉ 脱形式ｔ要为：技术和资金高度集Ｉ 大规模牛产和社会化供应。还专门 配化的推Ｊ“。“ｊ俞ｒｆｌ－．它ｒｆ：能认证及住宅部ｒ 认证制度以保障产业化住宅的发展，其产晶 形式为Ｊ ，Ｉｋ化低层、多岛层钢结构住宅体系 产晶特点为，把钢结构住宅作为 成套广： 进｛ Ｊｒ发、，Ｌ产；每套产品钉严格的模数化体系；每套产品有完整、 ３．２南北材料及保温要求的差异 随蓿困家建筑 能分阶段实施，对建筑节能提ｊｎ了更严格的要求， 民Ｊ｛ｊ建筑节能要求从５０％提高到６５％。虽然钢结构有很明 的优点，臀如更 容易实现装配化、回收利Ｉｔｊ、环境污染少，分隔灵活、抗震性能优越等，但与传 统的建筑材料相比，钢材具有很强的导热性，在梁柱、楼板、节点等部位更 易形成热桥，尤 在寒冷地 和夏热冬冷地区，热桥的处理显得尤为蘑要。 ３ ３钢结构体系中存在的问题 胁渊的设计、叶ｉ产、安装流程；部 体系配 ；装配式施Ｉ‘ 英Ｉ 住宅产业化的 模式 足标准模块化的装弭己式 化住宅，注重建没速度、整体效益及可 持续发腱，其产ｒ 主要是标准模块化多层钢结构住宅体系， 芬兰、瑞典、丹麦 以及法 均已形成ｒ棚、 规模的Ｊ ，ＩｋＹＥ钢结构住宅体系，主要以轻钢龙骨体 系ｌ、土Ｊ＿聿，丰嘤以骶多层停它为事， ：体系的模数化方面也没有日本严格～国外 装 式建筑圳雩４２ 卡Ｈ对ｒ传统 成熟的ｆ昆凝ｌ 结构体系，钢结构的安装需要 业的技术人 受．而｝ｌ前缺乏成熟的 业队伍和技术ｌ＿１ 人，再ＪＪ『】Ｊ二钢材的采购受到地域的 制约，１斫与钢结构配套的维护体系，包括墙板、楼板等产品、及节点处理不成 熟等问题，使得钢结构体系 生产初期，建造成本比传统方式有所提高． ．我们ｌ＝＝１前建造方式仍以现场施 为主，产１Ｉ 链各个环节缺乏配套．建筑的部 Ｉ 化、柄濉化和通川化水平郁很低，从业人员祭体素质也达不到产业化的要求．． 装配化方式的推行，迫切 需要建 规范的装配化的行业标准和技术规 氍，从没汁阡始，就采川标准化设计，产品生产时也使．［＝Ｉｊ统一的产品标准，为 １ 、 化提供技术支撑． ．图２国外装配式建筑 我【 ｉｌ处 城Ｉ 化、 前，我 建筑 建筑管 化进程之・『ｌ’１大规模建没将持续较长时期，目 化的发展尚处在起步阶段，工业化发艘水平还很低．无论是 科技研发、设汁理念、ｌ。厂化制造、现场施Ｔ：管理等方面，还是在城市规划、 制、建筑建材业联动发展、产业链配套延伸发展方面，与发达同家 十＿１１比还有较火燕肼ｉ 如今 民Ｘ，Ｈ￣－宅的舒适性、安全性、环保、节能等都提出了更高的要求。 而作为・种１ 能、低碳、环保、易于产、Ｉ 化的新型建筑体系——钢结构住宅， 我１日部ｆ Ｊ近蝗年来陆续“｛台ｒ一系列引导和鼓励钢结构住宅的发 腱 择地也陆续建起ｒ－批钢结构住宅试点项ｆｊ 旧内・些高校如同济大学， 图３节 ４设计解决方案 ４１通过新材料的研发 （下转第７１页） ‘６５・ 建筑理论与设计 无源滤波器一般不受容量，单台容量只受柜体的罢了（可以另外配 从以上分析可知，笔者认为采取混合滤波器能快速、有效地跟踪谐波变 备副柜）。对靠近谐波源就近滤波的有源滤波器，可根据谐波的大小选择适当 化、抑制谐波，是最有成效的一种措施。 容量的有源滤波器，如选择容量十 几安的挂墙式有源滤波器。 根据用户需要，有交流有源滤波器（ＡＰＦ）和直流有源滤波器，本文所讲 ４、结语 的为交流有源滤波器。根据接人电网的方式，分串联型与并联型，并联型用于 谐波的有效治理是改善供电质量的重要手段，也保证了建筑物中各种不 电流型谐波补偿，并联型用于消除电压型谐波源对系统的影响，串联型ＡＰＦ 同类型设备、计算机及精密电子装置正常、可靠、安全地运行。目前许多电力 由于通过的是全部负载电流，损耗大，元件容量大，投入与切除比较复杂，因 用户，对谐波的危害并没有引起足够的重视，往往认为谐波治理是电力部门 此，一般都采用并联型ＡＰＦ装置。为了规范ＡＰＦ装置的生产与制造，保证 的事情，是一种单边行为。事实上，通过对谐波的治理不仅能够改善供电网络 ＡＰＦ装置的质量要求，也便于电气设计人员及用户选用方便，目前国家正在 的质量，同时也能延长用户设备的使用寿命、降低电磁污染环境、减少能耗， 制定有关它的规范。 最终的受益者是用户自身。 ３．３采用混合型滤波器 可将有源电力滤波器与无源电力滤波器混合使用。其中，无源滤波器 参考文献： 由３、５、７、９次单调谐滤波器支路及高通滤波器支路组成。有源滤波器南８个 『１】李洪伟章楷盛建筑电气设计必须保证安全Ｊ黑龙江科技信息，２ＯＬＯ（１４） ＩＧＢＴ直流电容及滤波电感构成。直流电容可为有源滤波器提供一个稳定的 ［２］齐立芬．姚宁．电力系统中谐波的产生、危害和抑制方法分柳．煤炭工程 直流电压；滤波电感可减小有源滤波器产生的高频开关频率谐波。 ２０１０（０２）． （上接第４７页）ｆ４１彭一刚著．建筑空间组合Ｙｅ［Ｍ］北京：中国建筑工业出版社， 新成就【Ｍ】北京：中国建筑工业出版社，２００８第五章 ２００８ ⑤摘自刘先觉主编．现代建筑理论：建筑结合人文科学自然科学与技术科学 ［５凯文林奇著，方益萍译．５］城市意象ｌＭ］．北京：华夏出版社，２００１ ４ 新成就『Ｍ１．北京：中国建筑＿Ｔ－业出版社，２００８—１２４页 【６］盖尔著，何人可译交往与空间［Ｍ］北京：中国建筑工业出版社，２００２ １ ⑥摘自刘先觉主编．现代建筑理论：建筑结合人文科学自然科学与技术科学 ［７】海德格尔著，孙周兴译．海德格尔存在哲学／哲人咖啡厅［Ｍ】北京：九州出 新成就【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，２００８—１２６页 版社．２００４ １ ⑦摘自李允妹著．华夏意匠：中国古典建筑设计原理分析【Ｍ】天津：天津大学 注释： 出版社．２００５．５—４４７页 ①摘自（挪）诺伯舒兹著，施植明译．场所精神：迈向建筑现象学【Ｍ］．武汉：华 ⑧摘自刘先觉主编．现代建筑理论：建筑结合人文科学自然科学与技术科学 中科技大学出版社，２０１０ ７—１８页 新成就『Ｍ１ 北京：中国建筑工业出版社，２００８—１３４页 ②摘自刘先觉主编现代建筑理论：建筑结合人文科学自然科学与技术科学 ⑨摘自李允稣著．华夏意匠：中国古典建筑设计原理分析【Ｍ］天津：天津大学 新成就【Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００８—１２３页 出版社．２００５．５－４４６页 ③摘自凯文林奇著，方益萍译．城市意象ｐ ．北京：华夏出版社，２００１ ４ｇ三章 ⑩摘自刘先觉主编．现代建筑理论：建筑结合人文科学自然科学与技术科学 ④摘自刘先觉主编．现代建筑理论：建筑结合人文科学自然科学与技术科学 新成就ｆＭ］．北京：中国建筑工业出版社，２００８—１３４页 （上接第６５页） 装配化建筑的发展需要突破几个瓶颈。我们需要以建筑 研发设计为支撑，推动住宅工业化部品的应用标准与应用规范建设，并应参 ５结语 与其中的编制，培育相关建材制品加工业的厂家，以打造完整配套的住宅工 通过本文以上的分析及相３ｅ．Ｙ￣４研、设计单位的共同实践，形成如下建议。 业化产业链条。 ５．１应该通过各种途径，呼吁应在工业化进程中发挥引导作用，通过 ４．２借鉴装配式混凝土结构解决装配式钢结构的问题 奖励和法规规定来引导与规范工业化产业的发展。 在做户型中充分考虑管线的走向和碰撞，在产品设计中，引入模数化设 ５．２目前在产业化进程中，产业链各个环节缺乏配套，相关厂家很少，从 计的概念，一定程度实现部分部品构件的标准化、通用化、系列化，规模化、方 业人员整体素质也达不到产业化的要求。因此，我们应以建筑研发设计为 便工业化的采购和生产。 支撑，推动住宅工业化部品的应用标准与应用规范建设，并应参与其中的 ４．３引．￣ＢＩＭ技术进行每个关键节点及整体的精细化设计和管线的碰撞 编制，培育相关建材制品加工业的厂家，以打造完整配套的住宅工业化产 ＢＩＭ的出现是是对传统设计方式和施工方式的。运用ＢＩＭ可以做到 业链条。 建筑设计、结构设计、管线设计，还可以进行建筑物的性能分析和各专业间管 ５．３探索更合理的适合装配化项目的管理模式，以工程总包为龙头，实行 线碰撞检测，提前发现和解决现场可能出现的冲突问题，为施工提供了有效 资源整合、专业化施工。 的技术支撑。运用ＢＩＭ精细化的设计可以直接实现施工图出图，实现二维与 ５．４目前的探索过程中，工业化关键技术的研发设计与实践显得十分重 三维的转换零误差。在ＢＩＭ模型里，各个部品，包含部品的信息（编号、构造、 要 位置等）存在于不同的部品库中，部品库主要包括建筑材料库，预制构件库 （预制梁、预制板、柱、栏杆、门、窗等），家具库（桌椅，厨卫，洁具，灯具等）等。 参考文献： 建立ＢＩＭ模型时可以利用存在的部品库而搭建标准层，再修改和完善各部品 【１］徐志前，邹惟前低层板式别墅型住宅引领建筑新模式ＰＲｃ板实验房推广 的信息。ＢＩＭ很好的实现了部品的分类管理，为实现建筑的标准化及部品的 意义重大．建设科技，２００３，５． 标准化提供了有效的工作方法。如下图４ＢＩＭ实现碰撞管线设计。 ［２】李昌发．青海装配式轻板实验房介绍石油施工技术，１９８４．５． ’７１。
