建筑工业自动化领域装配式建筑综合方案.docx

1、建筑工业自动化领域装配式建筑综合方案建筑工业自动化领域综合方案（xxxxxxxx工程有限公司）第一章 概况1.1 建筑工业化含义建筑工业化主要指“新型建筑工业化”或“住宅产业现代化”，其是指采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理为主要特征的生产方式，并在设计、生产、施工、开发等环节形成完整的、有机的产业链，实现建筑工程建造全过程的工业化、集约化和社会化，从而提高建筑工程质量和效益，实现节能减排与资源节约。通俗一点就是：现场的事情工厂做、高空的事情地面做、室外的事情室内做、危险的事情机器做。由于建筑装配工艺的日渐成熟，国家和地方政府的大力推行，越来越多的城市在逐步实行建筑

2、半工业化，以致全工业化。建筑工业化取代传统的建筑工程模式已是一种发展趋势。1.2 建筑工业化的发展背景我国建筑业经过几十年的不断发展，取得了巨大成就，对国民经济做出突出贡献，与此同时也存在很多问题，我国房屋建造整个生产过程中，高能耗、高污染、低效率、粗放的传统建造模式仍然具有普遍性，建筑业仍是一个劳动密集型产业，与建筑工业化、信息化的发展要求相差甚远。这些问题与建筑业相对落后的管理形态有关，建筑行业需要更为先进的生产和管理方式改变现状，适应未来发展要求。大力发展新型工业化建筑成为引导建筑业转型升级的必然选择与唯一途径，也是未来建筑业实现可持续发展的长期趋势。国务院印发的2014-2015年节能

3、减排低碳发展行动方案中，明确提出要以住宅为重点，以建筑工业化为核心，加大对建筑部品生产的扶持力度，推进建筑产业现代化，新型建筑工业化正是新型工业化道路的重要组成部分。1.3 建筑工业化生产方式与传统生产方式的比较建筑工业化与传统建筑生产方式的对比表 表1.3-1比较项目传统生产方式建筑工业化生产方式劳动生产率现场作业，生产效率低住宅部品工厂生产，现场施工机械化程度高，劳动生产率高资源与能源的消耗耗地、耗水、耗能、耗材循环经济特征明显（例如模板循环使用次数高、养护水循环使用），资源节约建筑环境污染建筑垃圾、建筑扬尘和建筑噪声是城市环境污染的重要来源工厂生产，大大减少噪声和扬尘，建筑垃圾回收率提高

4、施工人员建筑用工流动性大、劳动时间长、福利待遇差、社会保障程度低工厂生产和现场机械化安装 对工人的技能要求高，有利于建制的劳务企业的发展，并解决劳动力资源紧缺问题建筑工程质量与安全现场施工限制工程质量水平，露天作业 、高空作业等增大安全事故隐患 工厂生产和机械化安装生产方式的变化 ，大大提高产品质量并降低安全隐患第二章 建筑工业化行业发展现状2.1 国外建筑工业化的发展现状世界发达国家早已完成了城市化进程，目前在城市里很少见到大规模拆迁和重建的场面。建筑业在国家GDP中占的比重很小，尤其是金融危机之后，发达国家建筑业萧条。但从历史层面上看，上世纪50年代开始，多个发达国家就开始发展建筑工业化。

5、至今，瑞典工业化住宅的比率已达到80%以上，英国达到75%以上，日本和美国达到70%。作为世界最大的建筑大国，中国的建筑量约为世界总量的50%，但工业化率仅为7%。美国的住宅主要是低层建筑物，建造仍使用工业化方法。美国1997年新建住宅近150万套，工业化住宅比例在75%以上。高层的预制比例更高，各种构件均在工厂制造，现场只有少数工人安装。2.2 我国建筑工业化的发展概况我国预制混凝土结构研究和应用始于20世纪50年代。直到80年代，在工业与民用建筑中一直有着比较广泛的应用。90年代后，由于种种原因，预制混凝土结构在民用建筑中的应用逐渐减少，处于相对低潮阶段。进入21世纪后，伴随着我国城镇化和

6、城市现代化进程的快速发展，能源与资源不足的矛盾越发突出，生态建设和环境保护的形势日益严峻，原来建立在劳动力价格相对低廉基础之上的建筑行业，正在面临劳动力成本不断上升的问题，逐渐成为制约我国建筑业进一步发展的瓶颈。我国建筑业企业生产效率与发达国家相比，仍有一定的差距，主要表现在：一是劳动生产率低。我国建筑产业的人均年竣工面积仅为美国和日本等发达国家的1/41/5；二是建造效率低。同样一栋18层的住宅，国内以毛坏房交付，需要1314个月的建造时间，类似日本的发达国家以精装修房交付，仅需要910个月时间；三是行业整体质量水平偏低。技术落后、机械化程度低，无标准化、流程化作业；四是质量稳定性差。传统施

7、工方式容易受气候、人力、环境等诸多不可控因素影响；五是劳动力紧缺。民工荒已成建筑行业的普遍现象；六是劳动力素质及专业性不高，缺乏专业培训。随着国民经济的持续快速发展，节能环保要求的提高，劳动力成本的不断增长，近十多年来，我国在预制混凝土装配式建筑方面的研究与应用逐渐升温，多家单位开展了这方面的工作：如南京大地建设集团有限责任公司的“预制预应力混凝土装配整体式框架结构体系”；北京万科企业有限公司的“装配整体式剪力墙结构体系”；南通建筑工程总承包有限公司的“全预制装配整体式剪力墙结构（NPC）体系”；西伟德混凝土预制件（合肥）有限公司的“叠合板装配整体式混凝土结构体系”；台湾润泰集团的“预制装配式

8、框架结构”；黑龙江宇辉建设集团的“预制装配整体式混凝土剪力墙结构体系”等，陆续在工程中示范和应用。目前国内装配式建筑发展比较好的城市，沈阳：标准配套齐全，引进的技术论证严谨，结构类型品种较多，构件厂设备自动化程度高，完成了预制混凝土构件制作与验收规程等9部省级和市级技术标准。北京、上海：由政府出台配套优惠政策作保证，标准配套基本齐全，部分装配的剪力墙结构的技术成熟。北京出台了混凝土结构产业化住宅的设计、质量验收等11项标准和技术管理文件；上海已出台5项且正在编制4项地方标准和技术管理文件。深圳、广州：工作开展的比较早，装配式建筑面积较多，构件质量高，编制了产业化住宅模数等11项标准和规范。江苏

9、：结构体系品种齐全，部品的工业化工作同时开展。合肥、济南、青岛、厦门、成都、武汉等城市：初步具备建筑工业化发展的基础，未来发展潜力很大。2.3 建筑工业化发展中存在的问题及解决对策2.3.1存在的问题经过了多年的学习和不断的实践探索，目前的新型建筑工业化取得了一些成绩，但在建筑观念、建筑材料、产品市场、规模经济、管理体系等方面还存在相当的问题和不足，妨碍了新型建筑工业化的顺利推广。主要表现在以下几个方面：2.3.1.1工业化建筑标准体系建设依然不完善。建筑部品存在通用化程度比较低，不能形成良好的配套，建筑及构件模数协调性不足等问题，加之预制部品构件的设计缺乏相应的完善的标准和图集，为批量生产产

10、品带来很大的困难。2.3.1.2市场认知度低。目前现浇钢筋混凝土结构仍然占据绝大部分市场份额，消费者对新型建筑工业化产品存在认识程度不够的问题，人们对预制结构安全性存有偏见，并且住宅性能认定制度并没有得到广泛推广，造成更大的市场需求受到阻碍，新型建筑工业化产品被接受程度不足。2.3.1.3政策扶持力度不够。目前我国对推进新型建筑工业化十分重视，在发展规划上初步形成了目标体系。但是，在鼓励促进新型建筑工业化方面，相应的财政、税收、金融等刺激政策的缺乏使得对行业和建筑企业的引导作用仍然略显不足。2.3.1.4成本偏高。目前在我国建筑施工工业化并没有得到大规模应用和推广，只有少数建筑企业在进行着新型

11、建筑工业化项目的试点建设，前期为了实现建筑部品构件在工厂中生产，往往要投入大量资金建设预制工厂或者打造建筑构件生产线，再加上购置设备的投入、新技术的研发等，必然造成新型建筑工业化项目的造价偏高的问题。2.3.2解决对策为推行建筑工业化方式，必须努力从以下几个方面做出改变：2.3.2.1管理观念的转变。新型建筑工业化提供了一个在工厂里制造建筑的新模式，把建筑作为一件产品，采用工业化的方式在流水线上制造各种建筑部品，再在施工现场应用机械化的施工技术快速拼装形成建筑产品，这本质上是建筑业的重大改革，变房屋建造为工业制造。依托于新思维、新技术及新的管理方法，改变传统建设项目管理方式和思维习惯，培养新的

12、建筑制造理念，建立适合新型建筑工业化的项目管理模式。2.3.2.2借鉴制造业管理理论，应用于新型建筑工业化项目。有合理的管理技术做保证，以工厂为主的建筑部品构件批量生产，现场装配施工为辅的新型建筑工业化建设方法，可以克服传统建筑方式效率差等缺点，有效提升质量，减少工期，体现工业化的优越性。2.3.2.3规范相关建筑部品构件模数标准，形成规模化生产。2.3.2.4将信息技术应用到建筑工业化的管理，提高管理水平和生产效率。2.4 本企业参与情况2.4.1集团公司参与情况集团公司川渝藏指挥部2015年先后跟踪了重庆巴南区“商务大厦”、“公安行政大楼”、“交巡警教育基地”、“李家沱换乘中心”等装配式钢

13、结构示范项目。 2.4.2 xx公司参与情况自集团公司大力发展建筑自动化领域以来，xxxx公司对建筑工业化市场高度重视，加大投入，主要从以下几个方面进行着手：广泛收集信息：在集团公司、各区域指挥部的统一指挥下，根据情况选择后续体量大、公共关系好、计量支付比例高的城市进入这一新兴领域，重点采用EPC建设模式进行项目的跟踪承揽。加大技术储备：加大BIM模型、预制安装人才引进和培养，加大技术调研、设备调研、成本调研，积累基础数据。成立科研团队：由公司总工程师牵头，选调市场开发部、技术管理部、设备管理部、经济管理部、武汉片区项目技术骨干成立装配式科研团队。加强交流学习：抽调各部门技术骨干于2015年9

14、月，2016年6月先后两次到中建三局一公司在武汉阳逻开发深港城项目、中建科技武汉有限公司PC构件厂进行实地调研考察、交流学习。第三章 项目建设模式3.1 该领域的招投标模式国有资金占控股或者主导地位的依法必须进行招标的新型建筑工业化项目，一般应当公开招标。因设计、施工过程技术难度大、施工组织要求高，在市场培育阶段由于潜在投标人数量少，可以采用邀请招标方式确定承包单位。鼓励新型建筑工业化项目采用设计施工一体化的工程总承包模式。新型建筑工业化项目招标，招标人可自主决定资格审查方式。对投标人的资格应重点审查(包括且不限于)以下内容：a.是否具有装配式施工能力；b.是否具有新型建筑工业化项目的深化设计

15、能力。招标人应当合理确定建筑工业化项目投标人编制投标文件所需要的时间。采用设计施工一体化的工程总承包模式招标的，一般不少于45天。采用施工总承包模式招标的，一般不少于20天。招标人应设定最高投标限价，投标人的投标报价高于招标人设定的最高投标限价的，其投标应予以拒绝。参加建筑工业化项目投标的企业，应具备与项目规模相适应的标准化设计、装配化施工、成品化装修、信息化管理等能力。外地的企业可先参加新型建筑工业化项目招投标，中标后再办理相关进入该地区市场手续。3.2项目建设模式随着现代经济技术的发展，管理水平不断的提高，项目建设模式也在不断变化，由传统的施工总承包逐步向多元的PPP模式发展。项目建设模式

16、主要有施工总承包、施工总承包管理、项目总承包。3.2.1施工总承包模式施工总承包是工程设计和施工分离，承包人只负责项目施工。适用于业主愿意较深入地介入设计控制及对设计和施工的相互协调管理。优点：有利于总投资控制，这种工程承包模式的运用简单、成熟。缺点：该承包模式的建设周期一般较长，责任较难界定，设计与施工间的管理协调工作比较复杂，容易发生纠纷。项目建设管理主要由政府主导，施工企业只负责施工。3.3.2施工总承包管理模式施工总承包管理是业主方委托一个施工单位或由多个施工单位组成的施工联合体或施工合作体作为施工总承包管理单位，业主另委托其他施工单位作为分包单位进行施工。一般情况下，施工总承包管理单

17、位不参与具体工程的施工，如果施工总承包管理单位想承担部分工程的施工，应通过投标竞争取得。优点：不需要等待施工图设计完成才进行招标，有利于缩短建设周期；施工总承包管理单位负责项目质量管理，对质量控制有利，可以减轻业主方管理的工作量。缺点：在进行施工总承包管理单位招标时，只确定施工总包管理费，不确定工程总价，这可能成为业主控制总投资的风险，业主负责所有合同的招标、谈判及签订，合同管理工作量大。3.3.3建设项目工程总承模式3.3.3.1设计+施工总承包设计+施工总承包（DB）是工程总承包单位按照合同约定，承担工程项目设计和施工，并对工程质量、安全、工期、造价全面负责。一般适用于业主能够提供比较清晰

18、的功能需求和有关技术标准的项目。优点：有利于工程设计与施工之间的衔接配合，可以避免相互脱节而引起的差错、遗漏、变更、返工及纠纷；可以合理组织分段设计与施工，缩短建设工期，减少业主的管理负担，有助于业主掌握相对确定的工程总造价。缺点：业主对工程设计细节和施工的调控影响力较小，增加了设计施工总承包商的风险，招标与评标相对传统模式复杂得多， 这要求业主在前期筹划阶段要做好充分的准备，业主的管理水平及协调能力要求极高,需要业主方人员具有极强的项目监督能力。 3.3.3.2设计采购施工设计采购施工(EPC) 工程总承包单位按照合同约定，承担工程项目设计、采购、施工、试运行服务等工作，并对工程质量、安全、

19、工期、造价全面负责。一般适用于工程建设规模大、专业技术性强、管理协调工作复杂的项目。优点：有利于业主管理，合同关系简单；有利于工程总承包单位对项目进行整体优化，便于进度控制和投资控制，提高项目的经济效益；有利于工程设计与施工之间的衔接配合，可以合理组织分段设计与施工，缩短建设工期；有利于业主的目标控制。缺点：工程总承包方承担较大风险，工程质量完全依靠工程总承包单位的整体水平，协调与监督难度大。第四章 技术方案研究近年来，在住宅产业化热潮之下，关注的企业越来越多，市场的需求也越来越大，PC构件持续升温，行业终于打破“沉默”。中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土构件分会正式成立，建筑工业化趋势之下，

20、PC构件首次以一个独立行业的姿态，开始发声。PC构件生产行业与建筑工业化全产业链及未来发展有关的BIM、3D打印等各项技术息息相关。要在未来的建筑行业保持市场竞争力，布局PC构件生产行业已迫在眉睫。工业化建筑主要应用于：住宅建筑、工业建筑、公共建筑、高层建筑、多层大空间结构。4.1构建预制化生产单位工程内件部品生产施工单位可选择工程所在地合理运距范围内的预制场或者结合公司自身情况进行预制化生产场建立。下面简要的阐述下预制生产厂家选择和公司自建生产线两方面需要考虑相关因素。4.1.1预制生产厂家选择考虑主要因素4.1.1.1考虑运输距离对建筑成本的增加，考虑运输路况是否满足承载及12m半挂车转弯

21、半径需求，运输时段及运输路径；4.1.1.2考虑塔吊最大起重能力及塔臂覆盖范围；4.1.1.3结合施工下料单次序考虑成品堆放次序，有利提高吊装效率；4.1.1.4根据不同预制件部品制作不同的场地堆放支架，划分不同的堆放区域，部品间堆放留出足够起吊设备和装运设备的空间；4.1.1.5现场施工便道必须满足平板车运输及堆放荷载要求；4.1.1.6现场入口大门及内部便道转弯点需要满足12m平板车转弯要求。4.1.2构件预制化生产厂建立4.1.2.1生产线建厂选址考虑主要因素 a、构件预制化生产原材料供应状况，合理范围内产品市场需求量；b、构件预制化生产需调查范围及地理位置、区域面积人口、地基评价与建议

22、、地震烈度、气象、水文、电力能源、给排水、建筑材料来源和运输条件等。4.1.2.2构件预制化建厂方案设计内容a.总平面布置的原则总平面布置合理，流程顺畅，分区明确；充分利用现有地形，尽量减少土石工程量；重大的主体建筑宜布置在工程地质良好的地段。b.总平面布置方案结合市场需求，确定建厂生产规模。总平面布置充分利用工业园区规划提供的项目预用地，结合现场地形和工艺流程要求，使生产线按功能、分区域布置。c.场地排水系统场地排水采取有组织排水，分别在道路两侧设明沟排除，明沟采用砖砌，互为贯通，路边排水沟需加盖板，场地生产废水处理达标后排入源水。d.道路考虑到水泥、砂石、钢材的比重较大，用料多和运输量大的

23、特殊性，工厂内7.0m宽主道和4m宽单车道的路基采取加厚措施，车间、工场引道与各主干道相互连接，引道宽度与对应的车间、仓库大门宽度相同。道路采用混凝土路面结构，横向坡度为小于2.0%。e.运输外购原料运输：水泥、砂石、钢材等材料由供应商用汽车直接运抵厂区。厂内运输：工厂内部运输主要为水泥、砂石、钢材、混凝土和水泥制品的短距运输，分砂石备料场和水泥、钢材两大区域。砂石等原材料至配料场的运输采用铲车和小型铁轨，水泥和钢材短距运输采用小型推车运送。大型墙板、梁柱等成品构件采用轨道车、液压吊车、桥式轨道吊车、门式吊车等进行运输。产品运输：投产后，产品年运输量较大，主要由社会车辆和自备特种车辆短途运输。

24、f.生产设备选型及设备投资估算；g.建场计划及投资估算书。PC构件生产布置图示意图：图4.1-14.1.3预制生产构件分类建筑工业化现以装配式混凝土结构体系为主。装配式混凝土结构体系分为框架结构、剪力墙结构和框剪结构，各种结构体系预制构件如下：4.1.3.1框架结构体系装配式混凝土框架结构是部分或全部框架梁、柱采用预制构件的构建成装配式混凝土结构。主要连接方式竖向构件采用套筒灌浆的连接方式，水平构件的楼板采用叠合现浇整体楼盖。优点是生产方便，结构整体性好可以做到等同于现浇，缺点在于施工接缝位于结构受力点关键部位，连接要求高，节点区钢筋分布密度大，需求构件截面大。其主要预制构件为：桩、柱、梁、楼

25、板、楼梯、阳台板、整体卫生间（或整体厨卫）、屋面板及挑檐。4.1.3.2剪力墙结构体系装配式剪力墙结构是全部或部分剪力墙采用预制墙板构建成的装配式混凝土结构。装配式剪力墙结构关键技术为套筒灌浆连接技术、浆锚搭接连接技术、底部预留后浇区的预制连接技术，墙板柔性点支撑技术。表4.1-1结构类型限高抗震烈度主要内容L型墙板30m8度现场生产，逐层安装，节约场地和运输墙板预制，楼板现浇。装配大板12层8度80年代北京地区应用较多，经历全装配发展到外挂内浇的装配整体式的演变；2008年万科做出设计改进，采用平模工厂生产运输至现场逐层安装。日本预制壁板5层8度采用预制内墙板、外墙板和叠合楼板；构件连接构造

26、较简单，墙板水平缝连接采用焊接或套筒灌浆连接；装配化程度高，施工速度快，已形成标准化体系。德国叠合板式混凝土剪力墙60m7度外墙、内墙采用预制双面叠合板，楼板采用非预应力钢筋桁架平面叠合板，采用现浇混凝土装配成整体；墙板周边连接构造无法实现连续配筋或双层配筋.PCF外模板60m9度外墙外模板兼有装饰的功能；可完全等同于全现浇混凝土结构体系。4.1.3.3框剪结构体系框剪结构是框架结构和剪力墙结构结合的体系（表4.1-2）结构类型限高抗震烈度主要内容部分承重墙板体系80m8度墙板承受竖向剪力或部分水平剪力；小高层610层建筑多采用竖向现浇、水平预制的叠合梁板设计施工方法，选择部分预制内墙板作为承

27、重内墙。非承重外墙板体系120m7度多采用现浇主体框架剪力墙结构，配合非承重外墙板的建造形式；外墙板在垂直方向不传递竖向荷载，但在地震变位较大的情况下，可起到框支作用.混凝土幕墙体系（外挂板）100m8度多用在框架钢结构和混凝土结构上，起围护、装饰、保温等作用；与主体的连接多采用柔性连接，地震时不影响主体结构的刚度。4.1.4预制化生产工艺技术4.1.4.1预制化生产模具:包括模台、边模、楼梯模具、墙模、梁模、柱模、窗模、门模、阳台模具、整体厨卫拼装模具等。所有模具均采用钢模板。4.1.4.2预制化生产使用机械：商品混凝土生产主要设备，现场局部搅拌设备、清扫机、画线机、混凝土输送装置、混凝土布

28、料机、脱模剂喷涂机、震捣装置、混凝土抹光机、混凝土拉毛机、混凝土自动养护系统、翻转机、码垛机、起吊设备、运输设备、自动化钢筋焊接线、自动化钢筋弯折机等。4.1.4.3预制化件部品生产工艺a.预制化件部品生产工艺第一步为制模，制模含两层意义：首先是制作安装模具，其次是所有模具采用标准化模数板块拼装而成。安装模具前先对模具的截面尺寸进行检查，检查方法及检查项次如表4.1-3。预制构件模具尺寸允许偏差：（表4.1-3）项次检验项目及民主内容允许偏差（mm）检查方法1长度6m1、-2用钢尺量平行构件高度方向，取其中偏差绝对值较大处。6且12m2，-412m3，-52截面尺寸墙板1，-2用钢尺测量两端或

29、者中部，取其中偏差绝对值较大处。其他构件2，-43对角线差3用钢尺量纵向、横向两个方向对角4侧向弯矩L/1500且5拉线、用钢尺量测侧向弯矩最大处5翘曲L/1500对角拉线测量交点间距离值的两倍6底模表面平整度2用2m靠尺和塞尺量7组装缝隙1用赛片及塞尺量8端模与侧模高低差1用钢尺量注：L为模具与混凝土接触面最长边的尺寸。b.模具安装好机械自动进行模内涂刷隔离剂，然后进行下一到工艺。模板内钢筋安装及预留孔洞、预埋件安装。检查标准见表4.1-4和表4.1-3：表4.1-4：表预埋件加工尺寸允许偏差：项次检验项目及民主内容允许偏差（mm）检查方法1预埋件锚板的边长0，-5用钢尺量2预埋件锚板的平整

30、度1用直尺和塞尺量3锚筋长度10，-5用钢尺量4间距偏差10用钢尺量表4.1-5：模具预留孔洞中心位置偏差：项次检验项目及民主内容允许偏差（mm）检查方法1预埋件、插筋、吊环预留孔洞中心线位置3用钢尺量2预埋螺栓、螺母中心线位置2用钢尺量3灌浆套筒中心线位置1用钢尺量c.模板内钢筋、预留孔洞及预埋件等安装完成后需进行隐蔽验收，隐蔽验收内容如下：钢筋的牌号、数量、规格、位置、间距等；纵向受力钢筋连接方式、接头位置、接头质量、接头面积百分率、搭接长度等；箍筋、横向钢筋的牌号、数量、规格、位置、间距、箍筋弯钩及弯折角度及平直段的长度；预埋件、吊环、插筋的规格、数量、位置等；灌浆套筒、预留孔洞的规格、

31、数量、位置等；钢筋混凝土的保护层厚度；夹心外墙板的保护层位置、厚度、拉结件的规格、数量、位置等；预埋管线、线盒的规格、数量、固定措施及固定是否方正等。d.通过隐蔽验收后进行下一道工艺，电脑中控室自动执行混凝土布料、振捣、混凝土面层处理及混凝土自动养护系统进行养护。养护强度达到设计要求且不小于15N/mm进行机械脱模，脱模后进行外观检查，外观检查标准参照JGJ1-2014表11.4.2预制构件尺寸允许偏差及检验方法。检查合格后运输至垛码区放置。e. 外墙板生产工艺流程图（示例）：综合生产线按照外墙板生产工艺可划分为模台输送系统、模台准备系统、一次布模系统、二次布模系统、布料振捣系统、预养护系统、养护系统和拆模及成品输送系统。模台输送系统用于模台的横向和纵向输送，实现模台的环形循环输送，主要设备包括模