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深圳市长圳公共住房及其附属工程总承包(EPC)项目
中建科技集团有限公司
2024-05-23  14:47    来源:本网

  摘要:长圳公共住房及其附属工程项目,又名“凤凰英荟城”总投资58亿,用地17.7公顷,总建筑面积116万㎡,其中:住宅建筑面积81万㎡,商业建筑6.5万㎡,公共配套设施3.2万㎡,共计提供9672套公共住房。以“河谷绿舟”为理念,从科技创新、绿色低碳、环境建设、智能建造、运维等方面,全面实施“绿色生态、健康生活”的设计策略。总平面采用“两轴一环”的规划结构,创新运用装配式景观技术产品体系,营造了好看、好用、好更新、好维护的绿色居住小区。

  关键词:公共住房、科技创新、绿色低碳、建筑工业化

  一、示范目标

  本项目的目标在于:以打造国家乃至世界级公共住房标杆为目标,积极践行“以人为本、高质量发展”理念,集结高端人才和资源。以一体化、数字化、智能化方式,挖潜技术和管理创新,彻底改变以往保障房就是“低端房”的固有印象,践行“住有所居”向“住有宜居”的提升,为新型建筑工业化提供可复制的好经验。

  秉持可持续发展新理念,打造“三大示范、八大标杆”。三大示范:国家可持续议程示范城市的示范小区(发改委)、国家重点研发计划专项的综合示范工程(科技部)、装配式建筑科技示范工程(住建部)。八大标杆:公共住房项目优质精品标杆、装配式建造标杆、全生命周期BIM技术应用标杆、人文社区标杆、智慧社区标杆、科技住区标杆、高品质住区标杆、城市建设领域标准化运用标杆。

  项目创建装配式建筑科技示范工程旨在充分发挥示范项目的引领带动作用,推动装配式建筑及其他工业化建造方式的发展,从而促进建筑产业现代化进程。

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图1-1 示范目标

  二、示范内容

  本示范项目属于工业化方式建造的建筑工程类,主要考核以下方面装配式技术的应用:

  (1)建筑设计方面,包括方案构思、标准化设计、预制构件设计、保温设计、防水节点设计、标准层平面图和立面图、标准层预制构件分布图等。

  (2)结构设计方面,包括预制与现浇相结合的设计、抗震设计、节点设计等。

  (3)水、暖、设备、电气专业配合方面。

  (4)装配式装修技术方面。

  (5)信息化技术方面。

  (6)构件生产、安装施工技术应用情况,包括预制构件生产制作及质量控制、构件吊装、连接的可靠性保证措施等。

  (7)其他节能环保、工业化技术应用情况。

  三、创新点与特色

  (一)创新工程总承包管理模式

  长圳公共住房及其附属工程总承包(EPC)项目(以下简称“长圳项目”),是全国最大规模的装配式公共住房项目。项目基于“建筑师负责制”,采用REMPC(科研+设计+制造+采购+施工)的创新管理模式,深圳市住房保障署作为建设单位,中建科技集团有限公司作为EPC牵头单位实施。中建科技(EPC承接方)对项目设计、采购、建造全过程负责,通过REMPC模式,以“三个一体化”(建筑、结构、机电、装修一体化;设计、加工、装配一体化;技术、管理、市场一体化)为抓手,对最终的建筑产品全面负责,将传统建造模式割裂的设计、生产、施工等单位构建为利益共同体,实现项目整体效益最大化。

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图3-1 管理模式

  (二)营造“四好”住宅(好看、好用、好维修、好更新)

  (1)从千篇一律到千变万化——让建筑更好看

  长圳项目通过创新建筑设计手段,实现了标准化设计的多样化呈现。一是以组合多样化推进立面多样化。在充分研究需求的基础上,将标准化建筑平面组合出65㎡、80㎡、100㎡及150㎡四种面积的户型。二是以精益制造展现工业化之美。通过预制凸窗、空调百叶、预制绿植阳台与预制墙面的组合,突出预制混凝土质朴自然的肌理与质感;结构和装修质量精度控制在3mm以内,细节处凸显精致。三是以建筑师设计创新提高美学表达。建筑师通过建筑色彩、肌理、光影、凹凸、材质等变化,实现了建筑外观的千变万化。

  (2)从简单粗放到人性设计——让建筑更好用

  装配式建筑应坚持人性化设计,功能和居住更加适宜。长圳项目为了让住房真正好用,一是在功能合理布局上下功夫,以最小的65㎡户型为例,各类功能空间尺寸适宜,储纳空间利用率高,厨房、阳台预留冰箱位和洗衣机位,卫生间采用分体式布局,有利于多人同时使用。二是在空间舒适上下功夫,客厅餐厅相结合布置,公共空间更宽敞;厨房以洗-切-炒流线布置橱柜,动线合理;儿童卧室设计考虑书桌、书柜和吊柜位置,小空间不局促。三是在人性化设计上下功夫,TOD的轨道交通形成与商业的无缝接驳,室外设计全首层风雨廊,居民从地铁站或公交场站回家途中不会淋到一滴雨;室内设计以健康宜居为目标,根据日照、采光、通风等模拟分析结果进行合理布局,对装修污染进行设计阶段的“预评价+预处理”,有效保障室内温度、湿度、通风、空气质量的健康适宜;通过组团布局和色彩规划的可识别设计,让建筑单体便于识别,方便居民在茫茫楼群中找到自己的家。四是在个性化上下功夫,根据单身贵族、二人世界、三口之家、三代同堂、适老住宅、适幼住宅等不同需求,支持“菜单式”装修服务。五是在智能化设计上下功夫,基于BIM的数字孪生运维模型为居住者装修改造、日常运维提供数字信息,并支持大多数智能家居系统接入;居民人脸统一登记采集和管理,增强社区出入安全性;智能监管系统与深圳公共住房信息平台实时对接,方便数据的统计、分析与核查。

  (3)从开墙破洞到模块拼装——让建筑更好维护

  房屋运行阶段是否好维护,部品部件是否易更换,直接影响居住者满意度。长圳项目通过实施装配式建造和装配化装修,一是质量好不易坏,工厂化生产的部品部件质量稳定,装配化装修相比传统装修现场返工率降低45%,装配化装修表面装饰层耐磨耐擦洗,降低了维修维护频率;二是装配化装修产品易于更换,管线与建筑结构相分离,拆下墙板即可维修管线,装修部品可模块化快速更换,降低了维修维护的难度;三是数字孪生运维模型帮助精准维修,基于BIM向居住者提供数字化全景使用说明书,方便掌握隐蔽工程、机电管线等情况。

  (4)从空间固化到空间生长——让建筑更好更新

  房屋寿命一般来说是50-70年,要方便适老化改造、适幼化改造,还有因工作变化更新书房等。长圳项目一是户型可生长,通过实行“无柱大空间”户型设计,65㎡、80㎡套型户内无梁无柱,100㎡套型户内仅仅设置一道梁,150㎡套型设置两道梁,方便住户按照个人习惯和未来需求的变化进行自由分隔。二是分隔墙可重置,内隔墙采用轻钢龙骨隔墙体系,与自饰面板一体化集成后对空间进行装饰分隔,具有节省空间、移动重置、易于回收等特点。三是房间可逐一更新,个别房间需要翻新时采用干法作业,不对其余房间产生噪声、气味等干扰。四是装修面层材料可更换,装配化装修的墙体材料可与多种面层材料适配,居住者可根据需要进行定制和更换。

标准化户型.jpg

图3-2 标准化户型

  (三)创新全过程绿色低碳路径,实现可持续化发展

  (1)巧妙设计布局营造宜居环境

  在规划设计阶段,采用“两轴一环”将被市政路和河流分割的6个地块无障碍连接,人车分流,交通便利;借助软件数字化仿真分析,对场地内风环境、声环境和日照进行模拟,使建筑体形、朝向、间距和功能分布最优;利用场地高差局部抬高地下室为架空车库,减少土方外运的同时,改善车库的流通性。

“两轴一环”布局.jpg

图3-3 “两轴一环”布局

  (2)节材与绿色建材

  合理选用建筑结构材料(高强钢筋),既能有效减少钢材使用量、达到节能减排的目的,又能减少物流运输和建筑钢筋加工、连接工作量。科学选用可再循环的建筑材料(钢筋、铜、铝合金型材、玻璃、石膏等),减少生产加工新材料带来的资源、能源消耗及环境污染,具有良好的经济、社会和环境效益。

  (3)工业化建造创新

  装配式建筑结构体系创新:长圳项目创新应用三种结构体系,分别为装配式钢混组合主次结构体系(6栋)、装配式剪力墙结构体系(7A、8、9栋)、双面叠合剪力墙结构体系(10栋)装配式结构体系,装配率分别93.47%、76.70%、76.48%,综合指标达到国标AAA和AA标准。

项目楼栋分布.jpg

图3-4 项目楼栋分布

  6栋住宅装配式钢混组合主次结构建筑体系,主结构共12层,标准层层高9.3m,结构总高度为94.9m。主结构采用框架-中心支撑结构,竖向承重构件由钢管混凝土柱和钢柱组成,水平承重体系由钢梁和叠合楼板构成。次结构采用钢框架结构,层高为3m,每层主结构内含3个次结构单元、全楼共27个次结构单元。设置屈曲约束支撑(BRB)和屈曲约束钢板剪力墙(BRW),为加强结构在大震下的耗能能力,设置在主结构层间变形最大的第6层,实现装配式框架-支撑结构与减震技术的融合。6栋住宅在钢结构住宅集成技术运用创新中发挥了重要作用。集成应用了国内多位院士的研究成果,在本原设计、建筑系统工程理论、钢和混凝土组合大框架结构、减隔震技术应用、一体化轻质外挂墙板、绿色施工、智能安全工地和绿色建筑技术等方面,通过诸多研究成果的集成创新、协同创新起到了探索引领的作用。

  7A、8、9栋住宅采用装配式剪力墙结构建筑体系(预制承重墙体竖向连接采用钢筋灌浆套筒链接)。地下2层,地上36层,其中底部2层为非标准层,塔楼标准层层高为2.8m,结构主屋面高度为103.04m。采用的预制构件类型有预制承重剪力墙、预制飘窗、预制阳台、预制预应力叠合板、预制楼梯。该结构体系工业化程度高,预制比例达50%以上,房间空间完整,几乎无梁柱外露,施工简易,现场少支撑或免支模部分全部免外脚手架,实现了工业化建造。

  10栋住宅采用双面叠合剪力墙结构建筑体系,是华南地区第一个双面叠合剪力墙高层建筑工程实践项目,也是全国最高的双面叠合剪力墙建筑工程。建筑平面呈“品”字形布置,地下2层,地上36层。结构主屋面高度为103.50m,建筑标准层层高2.8m,标准层墙厚250mm。其构件完全由工厂全自动化生产,两片预制混凝土墙板通过桁架钢筋连接成带空腔的预制剪力墙板,由于内部有空腔,所以构件质量轻,便于标准化生产、运输与安装,具有非常好的推广价值。

  装配式内装修创新:所有住宅均采用装配式装修,统一进行设计、采购和施工。墙系统采用轻钢龙骨墙体系、一体化饰面板;吊顶采用轻钢龙骨石膏板吊顶,机电管线与结构分离;地面采用强化复合地板,厨房卫生间为贴地砖地面。不同于传统内装将设计、施工等阶段分离,装配式内装与主体结构采用一体化设计,同步施工。采用工厂生产的标准化部品部件,通过干法施工在现场进行组装,减少湿作业。将手艺变为工艺,精度由厘米级提升至毫米级,工期比传统装修节省30%以上。并且从源头杜绝装修材料中化学物质的危害,择优选材,节能环保,最大程度保证内装质量。

  装配式园林景观创新:创新装配式景观产品,通过装配式景墙、台阶、坐凳以及种植池等14种装配式产品,实现了儿童游乐、老人活动、综合活动、社区出入口、植物花园和园路六大功能空间。从标准化设计、多样化组合、工厂化生产、装配化施工、信息化管理五个层面构建了产品全链条的集成,做到系统多元、构件标准、施工高效、维护便捷,现场无湿作业,杜绝了“拖泥带水”状态,有效的减少了现场材料加工带来的环境污染。

  (4)绿色建造施工

  全面贯彻绿色发展理念,金山银山不如绿水青山。项目构建绿色建造施工,通过穿插作业,最大时效的提高施工效率,降低对环境的影响。施工以交通组织为中心,分区、分段组织平面流水作业,桩基分区检测验收、主体结构塔楼先行、地下室由边缘向中间收紧,随后完成坡道及预留区结构施工。工程垂直运输共配置23台塔吊,23台附着式升降脚手架,38台施工电梯等机械设施,全场统筹协调塔吊及大型机械管理,确保安全生产。塔楼标准层工期6天一层,每十层组织一次结构分段验收,按各工序,形成N-20F的竖向全专业穿插流水施工。主体结构施工至5层时,插入市政及园林工程,在25层时完成20%的乔木种植,落实市政先行、打造花园式工地。以技术集成型的规模化生产,取代劳动密集型的手工生产,以工业化制品现场装配,取代现场湿作业模式,实现装配式的绿色建造。

  (5)运维低碳,绿色运营

  低碳社区:通过高效的管理模式,促进项目内能源和空间的精准配置,助力长圳项目实现综合品质提升和低碳运行维护的目标,带来社会和经济的双重效益。

  安全社区:合理布局非机动车停放设施,规范服务于社区的电动自行车骑行、停放及充放电行为,有效解决电动自行车引发的消防安全问题。

  智慧管理:充分利用系统化、智慧化的信息管理平台,对小区内部的高空抛物、社区的非机动车行驶安全实行监控管理,通过科技手段保障安全。

  景观环境:种植了适应当地气候和土壤条件的乡土植物,采用了乔、灌、草结合的复层绿化,每100㎡绿地配植了3株以上乔木,有效降低了园区内的热岛效应,提供了舒适的室外生活环境。景观环境中的路灯、庭院灯和草坪灯等均采用智能直流集中供电系统,每天用电量约为768kWh(按每天开启10个小时计算),是交流电的2/5,节约电量60%。

  中水回用:通过收集塔楼的生活废水及移动化粪池废水作为中水水源,采用内置式的好氧生物膜处理法,将处理后的回用水用于配套设施的冲厕及地下车库冲洗用水。

  雨水收集处理:主要收集道路、屋面管网末端雨水,储蓄在蓄水池中,经过过滤后,通过潜水泵加压供水,用于绿化灌溉、道路冲洗、车库,道路雨水通过两侧雨水口接入雨水管网收集至雨水收集池,多余的雨水排入市政雨水管网。通过中水回收利用及雨水收集处理,可减少对自来水的需求,缓解城市用水压力。

  围护结构热工性能方面:鉴于夏热冬暖地区夏季太阳辐射强的特点,通过为东西向外窗设置穿孔铝板遮阳系统,有效降低夏季室内得热,减少空调能耗,使建筑围护结构的节能率达到65%以上。

  垃圾分类与排污排放:合理规划垃圾物流,对生活废弃物进行分类收集,垃圾容器设置规范。对生活污水、餐饮污水、发电机房油烟气体等排放设置净化装置,进行无害化处理,杜绝建筑运行过程中相关污染物的不达标排放。

  (6)健康舒适的居住体验

  以人为本,健康舒适。采用隔声性能良好的Low-E中空玻璃,有效降低交通噪声干扰,使室内噪声级达到《民用建筑隔声设计规范》GB50118中的高标准要求。卧室和起居室采用木地板,提供较好的楼板隔声性能。卧室、起居室的采光窗地面积比达到0.22以上,比《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2012的要求0.14提高了57%,不仅满足了住户对天然采光的生活需求,而且减少了日常照明电耗。

  环境运营监测。为保障项目长期运营阶段室内环境的健康舒适,选取高端人才房、幼儿园等区域,使用室内空气质量监测设备,监测参数包括湿度、甲醛、TVOC、PM2.5、CO2等,进行室内环境数据连续监测采集,并通过在线数据平台便于查询了解,指导运行维护。

  (四)先进科学技术及成果运用

  (1)智能建造技术国内领先

  2021年2月住房和城乡建设部办公厅在《关于同意开展智能建造试点的函》中正式批复长圳项目被列为智能建造试点项目之一。2021年7月,住房和城乡建设部办公厅正式下发《第一批智能建造与新型建筑工业化协同发展可复制经验做法清单》中长圳项目5项优秀经验做法入选(1、建立基于BIM的标准化部品部件库;2、打造部品部件智能生产工厂;3、建设企业级平台;4、普及测量机器人和智能测量工具;5、应用部品部件生产机器人)。长圳项目在数字设计、工业化生产、装配化施工的高度工业化基础上运用了大量的智能建造技术,以数字化、智能化驱动提升了工程质量安全、效益和品质,做到了多快好省。

  长圳项目研发应用了建筑产业互联网平台——中建科技智慧建造平台,系统性集成数字设计、智慧商务、智能工厂、智慧工地和智慧运维5个子系统,采用BIM技术打通了建筑设计、计价、招采、生产、施工以及运维全过程,实现了多方参与、协同联动的一体化管理,有效保障工程质量、切实提升施工效率。

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图3-5 智慧建造平台

  数字设计:采用“云桌面”的工作方式实现点对面的“全员、全过程、全专业”的“三全BIM”协同模式。提供满足商务、制造、施工要求的BIM设计成果。

  将线下设计生成的数字孪生建筑通过自主开发的轻量化引擎上传至互联网云平台,支持商务、制造、施工、运维的信息化管理。

  智能工厂:中建科技自有的数字化工厂,率先将BIM和人工智能应用在工厂中。配置了世界一流的成套混凝土预制构件智能化生产设备,如国产墙板生产线、叠合楼板生产线、钢筋自动化生产线、固定模台生产线、德国进口的预应力空心板线、双面叠合墙板线、钢筋骨架全自动焊接生产线、混凝土智能化运输线等,搭建精益制造管理体系,实现构件自动清模、置笼、浇筑及养护等全部生产过程的可视化、信息化。通过科学的管理和流程的优化,实现预制构件标准化、连续批量生产,真正践行绿色制造理念下的智能生产。

  智慧商务:自主研发了基于BIM的智慧商务系统,通过BIM正向设计,系统自动导出工程量清单,可以实现按进度计划的智能化算量、采购、排产下单,通过扫码可以在平台中看到构件的运输状态,安装状态,从而实现了项目实施进度的智能化管控,真正做到了BIM的数字孪生。

  智慧工地:在建造施工过程中以BIM模拟为基本点全面指导项目的建造施工,通过桩基分区检测、塔楼分段验收、N-20层竖向全专业穿插流水施工、市政先行等措施保障项目高效建造;在技术创新方面运用钢管滚压成型钢筋灌浆套筒连接技术、内窥镜法进行灌浆饱满度检测技术、格栅组合模架系统、定型铝合金冲孔网、新型塑料模板、3D点云扫描和钢筋绑扎机器人等创新技术为项目的高效建造奠定基石。

  智慧运维:以BIM轻量化模型作为基础,用沉浸式VR的形式,为业主提供在线的项目全景电子使用说明书,用户可在室内任意进行漫游,直观的查看户型的布局以及整体效果、构件的做法、隐蔽管线等详细信息,数据真实可靠,便于用户对户型进行深入了解。在提升用户体验的同时,为后续使用维护、隐患排查提供数据支持。为保证建筑的安全、高效运营,设置了合理、完善的信息设施系统、安全防范系统、设备管理系统和系统配套工程,保障了整个项目的智能化运维。

  (2)建筑工业化示范规模最大

  长圳项目是国内最大的“十三五”国家重点研发计划绿色建筑及建筑工业化重点专项综合示范工程,示范落地11个项目31项关键技术成果,为示范技术关键技术的应用使得项目在成本、工期、人效、绿色环保等方面获得了经济效益,为我国绿色建筑及建筑工业化实现规模化、高效益和可持续发展提供技术支撑,让科技成果转变为人民群众实实在在的获得感,把科技成果写在大地上。

  (3)科技成果国际领先

  长圳项目完成14项科技成果鉴定,其中3项国际领先(装配式钢和混凝土混合结构体系设计技术、工业化建筑系统集成设计理论与标准化设计方法、工业化建筑数字建造平台)、7项国内领先(装配式双面叠合剪力墙结构体系施工技术、装配式预制剪力墙结构体系施工技术、格栅组合模架系统、铝合金冲孔网防护体系、钢筋混凝土双面叠合墙板在建筑工程中的应用研究、预应力混凝土带肋预制板研发及叠合板施工技术研究、装配式剪力墙结构设计与建造关键技术研究)、2项国内先进(一种装配式预制混凝土曲面外挂板安装技术研究、超高层屋面架构层附着式升降脚手架施工技术)、2项省内领先(装配式机电体系预埋施工技术、住宅工程装配式隔墙体系同层排水卫浴间施工技术)。

  四、成果输出

  不单单是高品质把项目建出来,还要边建设、边探索、边总结、边提炼,完成系列成果输出,为深圳建设高品质公共住房提供借鉴和参考。

  长圳不仅打造了一个装配式建筑科技展馆,建造了一个用于产业化工人培训的高标准生活区(科寓),同时完成了8项成果输出:

  (1)项目建设标准(3项);

  (2)项目室内装修用材标准(6项);

  (3)项目科技创新成果(4类:10种施工工法、7项QC成果、14项科技成果鉴定、16个重点项目共49项目关键技术示范、22项专利发明、35项技术奖项、20项课题研究);

  (4)项目标准图集(4项);

  (5)EPC管理经验分享(20篇论文发布);

  (6)长圳项目管理平台(1个);

  (7)绿色安全智慧科技人文展示宣传基地(接待观摩1600余次,其中国家级6次、省部级77次、市局级 228次、行业协会37次;共计接待近32000人次);

  (8)装配式建筑工人产业化培训基地(1个)。

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图4-1 智能建造试点项目远程观摩会

  五、项目推广应用前景

  本项目示范了多种装配式混凝土结构建筑技术体系,高效装配技术,全过程 BIM应用技术,充分体现了设计-加工装配一体化,建筑-结构-机电装修一体化的发展思路,实现了智能建造和绿色建筑,推动了建造方式的创新,充分展示了装配式建筑建造周期短、适用范围广、环保效果显著、性价比较高等优点。本项目对于建立装配式建筑样板工程,建立适宜于我国装配式建筑发展的成套技术体系,推进国家重点研发计划课题相关成果的落地优化,推动广东深圳市全国装配式建筑发展起到了突出的引领和示范作用,具有极优的推广价值。

  以服务人的幸福生活为“初心”,旨在用有限造价,将全市最大规模的公共住房项目打造成“住有宜居”的典范。在一体化的组织管理模式下,长圳项目以标准化为抓手,推进工业化,进而数字化,全面系统融合建筑与制造,探索建筑产业数字化转型路径。无论是管理创新、技术创新还是品质把控,长圳公共住房项目都担负起了探索创新、示范引领的光荣使命。实现了造价经济、优质高效、节材节能、减少用工,对推进建筑行业的融合起到了示范意义。

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