筑在中国|百怪千奇的装配式应用

                  

筑在中国 |百怪千奇的装配式应用

月底月初交接,值此特殊时刻,小编将带您跳脱出“轻钢别墅”“豪华公寓”的刻板印象,领略在祖国各地,各类领域崭露头角的装配式建筑应用。


屹立在冰封王国的极限建造


南极,第七大陆,地球上最后一片净土。1772-1775年英国航海家詹姆斯·库克率独桅帆船穿过南极圈,这被称作为人类南极探险的起点。


而直到200年后的1984年,中国才首次登陆南极,并于1985年在乔治王岛南部建立了中国第一个南极科考站——长城站(Great Wall Station)。


乔治王岛是南极洲的“地球村”。地理位置相对易达,又是延伸至南极大陆科考的跳板,这里集聚了40多个各国科考站,占到了南极科考站总数的四分之一有余。

长城站坐落在南极洲南设得兰群岛的乔治王岛西部的菲尔德斯半岛上,东临麦克斯维尔湾中的小海湾——长城湾,湾阔水深,进出方便,背倚终年积雪的山坡,水源充足。


既然在南极建造科考站,就要符合相关国际公约零污染、零排放的要求,不能给南极留下任何一点垃圾。考虑到南极恶劣的环境和仅4个月的施工窗口,全装配式施工既能把现场组装工作压缩到最少,又能保证建筑极高的保温与密闭要求,这也是近年来南极建站的主流方式。


长城站是较早的预制装配式结构钢建筑。科考站采用聚胺脂复合板、快凝混凝土等新材料新工艺和便于运输和施工的集成方法,由赛博思总设计师卞宗舒完成建筑、结构设计、施工组织设计,并到现场指导施工。

长城站自建站以来,经过三、五、十三次队扩建,现已初具规模,有各种建筑25座,建筑总面积达4200平方米。其中包括办公栋、宿舍栋、医务文体栋、气象栋、通讯栋和科研栋等7座主体房屋,还有若干栋科学用房,如固体潮观测室、 地震观测室、地磁绝对值观测室、高空大气物理观测室、卫星多普勒观测室、地磁探测室等,以及其他用房,如车库、工具库、木工间,冷藏室和蔬菜库等。长城站也是中国预制装配式建筑的地标。


在离长城站30海里之外,便是与中国颇具渊源的巴西科考站——费拉兹站建站地。费拉兹站位于南极南设德兰群岛海军上将湾乔治王岛,建于1984年。


然而,费拉兹站没有像同年登录南极的中国科考队一样屹立不倒。

2012年,巴西位于南极的费拉兹司令科学考察站发生一场由发电机引发的严重火灾,科考站付之一炬。


新站选择在原址上重建,主体建筑面积4500平方米,设有18个室内实验室、7个环境和大气监测点,以及风电塔和停机坪等设施。


在项目重建过程中以及后续的科学考察日常工作中,需要大量的视频监控设施确保工作顺利执行。由于南极极端的严寒气候,对于相关产品品质要求极高,不仅需要能在零下40度以上的极寒条件下正常工作,还要保证能适应巨大的温差以及结冰、风暴侵扰等诸多问题。


来自中国的企业从诸多方案中脱颖而出,承建科考站。这也是中巴这两个金砖国家的一次有趣合作。

 巴西费拉兹站外景效果图

基本上可以说,巴方仅提供图纸,一切的设计、装配都由中方一手操作把关。


2017年9月,随着中国企业预制施工阶段结束并完成预拼装验收,巴西费拉兹司令南极科考站重建所需设备和材料将从上海港装船,运往南极乔治王岛组装,这也是中国企业首次为其他国家打造南极科考站。

巴西费拉兹站预拼装后的外观图片。(新华社记者张建松摄) 

费拉兹站采用的是全装配式建站模式,即内部是预制的集装箱功能模块,外层是现场安装的保温板,全部模块运至南极进行组装。采取全装配式施工,就如同搭乐高积木。中国企业在国内制造好全部集装箱模块、钢结构和保温层,施工现场所有的土建、设备安装和精装修仅靠组装完成。


全装配式体系怎么能将建造的精确性发挥到极致呢?一方面,靠的就是建筑信息模型技术(BIM),通俗说就是把设计平面图三维化,先在电脑平台里建房。另一方面,中国企业创新借助实时性的云平台,有效化解了设计施工中的对接问题。在云平台看到三维模拟的每一个部件、每一个螺丝、每一条打了胶的缝,这极大地推进了施工审核、沟通、修改和签字敲定的过程。


业内专家认为,全装配式施工并不只适用南极,采用全装配式的模块建筑方式,摩天大楼或许能在短时间内被“搭”完。


技术革新驱动体育产业变革


2019年第37届中国国际体育用品博览会(以下简称体博会)给中国体育圈留下的一组亮眼数据:参展企业近1500家,展览规模18万平方米,涵盖健身、健美、康体、营养、运动休闲、球类运动和场馆设施等诸多领域,现场买家和专业观众来自80多个国家和地区,预计国内外观众总数达15万人次。

体博会开馆仪式

这场“企业搭台、体育唱戏”的体博会中,探讨中国体育的未来发展的方向,是一个重要的议题。


有别于以往的体博会,本届体博会上涵盖了健身、运动休闲和球类运动这些传统的大众体育产业项目之外,还首次迎来了风筝、网球、棒球、马术、高尔夫球、赛艇、皮划艇等小众项目的协会和企业展团。


在形形色色的企业展示中,一座装配式游泳馆的展馆设计吸引了众多来往观众。

江阴四方游泳康复产业股份有限公司带来了这项领先于全球的拼接式泳池技术。这项设计专利可以让水上运动从传统固定游泳馆的场地束缚中解脱出来,让水上运动能够“随时随地”在不同场合进行。


泳池选用SMC材料,具有极佳的耐腐蚀性、耐透性。这项技术的优势在于,能够减少后期维护成本、降低损坏的可能性,这也是装配式建筑的共通点。普通的泳池5年就要维护和翻新,而新型拼装泳池可以在10年到15年内不需要检修。


除了人力成本,造价方面也极具性价比。普通的短标池建筑费用差不多1000万,而新型拼装泳池只要300万,在建筑时间上则缩短了十分之一,因为可以当做临时建筑来审批,审批速度也极快。

同时,装配式钢结构游泳池池体重量是传统土建游泳池的十分之一,具有轻便、坚固等独有特点,在复杂环境中也能进行安装施工,如高层建筑上、难以接近的狭小区域、低矮的室内、地震带以及气候和地址难度很大的区域都具有可行性。


这些优势吸引了中国水球队,拼装游泳池的出现,解决了水球乃至其他各项水上运动在中国推行的困局——让原本陌生的、不太受关注的水上运动,走进大众,让青少年到成年人,体验到更多体育项目的魅力。


今年初,国家体育总局会同有关部委下发了进一步促进体育消费行动计划(2019-2020),提出要在2020年体育消费达1.5万亿。体育是最高级的娱乐,随着生活质量的提升,未来体育活动在国人中的占比将会越来越重。装配式建筑在体育产业发展上的运用,给我们带来了新的思路。



絪缊生长的铁树钢花



这幢美丽的建筑是青岛世园会植物园。2014年4月25日,第33届世界园艺博览会于山东省青岛市开幕。青岛世园会植物园为2014年青岛世界园艺博览会主要场馆之一。植物园位于青岛市北部的百果山森林公园。植物园地下部分为混凝土结构,其上为钢结构罩棚,总建筑面积达2.3万平方米,是亚洲最大的钢结构植物园。


植物园共设置四个展区,四个展区分别对应四个钢结构单体,每个单体结构形式相同。钢结构表面装饰夹胶超白玻璃,使建筑外形与结构功能得到了完美结合,诠释了钢结构建筑外观的可塑性与建筑功能的可实现性。


植物园钢结构采用空间网格结构体系,主要受力构件为拱形倒三角管桁架,桁架之间采用单层网壳及次桁架连接,从而形成一个稳定的空间结构受力体系。


钢结构轮廓长度193m,宽度118m,主桁架最大跨度近70m。构件均采用圆管截面,杆件之间通过相贯焊缝连接在一起。主桁架均为落地桁架,桁架端部柱脚与混凝土之间用铰支座连接,保证了结构受力的可靠性与稳定性。

钢结构施工期间正值青岛地区的冬季时节。在钢结构行业里,众所周知,冬季对焊接施工影响特别大;当气温处于零下时,被焊构件必须采取焊前预热等措施来保证焊缝质量。本工程为圆管结构,桁架弦杆与腹杆、网壳杆件之间均采用相贯焊接,且桁架转折处节点区域相贯杆件数量众多,最多交汇杆件达到11根。焊接工序纷繁复杂,焊接难度巨大,对焊接人员来讲也是一个不小的挑战。 


另外,钢结构屋面及外立面装饰均为玻璃幕墙,因此在施工过程中,对构件的拼装以及安装精度要求较高,必须确保建筑外形能满足设计及后续幕墙单位施工精度要求。植物园采用夹胶超白玻璃幕墙,在室外能清晰看到钢结构骨架,因此对焊缝的美观度也有较高的要求。

为了克服上述困难,精工钢构组织现场项目部成员及公司技术人员综合考虑各项因素,对本工程的施工方案进行讨论研究。最终,安装时将桁架和网壳在现场拼装成若干分块,然后用50吨汽车吊配合两台150吨履带吊将分块构件吊装到高空后,采用临时支撑架支撑,待整个结构吊装、焊接完毕后分区分步卸载,拆除支撑架,完成钢结构安装。

而在世园会园区建设上,筹办方努力体现科技创新,在编制总体规划和专项规划时,规划应用清洁能源、绿色建筑、模块化建筑、生态厕所、再生水利用、环保新材料、水雾降温系统等十多类新技术,努力提高世园会的科技含量。


装配式建筑作为集“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用”特征于一身的建造方式,在保温、隔音、防火、防潮、抗震、工期、节能、装修、造价等方面皆具有性能优势。传统的混凝土结构、木(竹)结构,囿于材料浪费、施工周期长、适用环境受限等问题,在建筑设计中,要么进行了施工方法、材料革新,要么在一些领域逐渐被最适合工业化生产的钢结构所取代。本文中展现的三座中国代表性装配式建筑,还只是现代新型建筑的沧海一粟。



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