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前言
在建筑工程中,其核心管理技术就是BIM技术,该技术的主要作用就是避免在三维空间中出现阶段性的信息缺失,其中BIM技术的优势主要体现在对建筑设计过程各个专业之间的协调以及对建筑工程的数据管理。BIM将建筑物所有的数据都进行统一管理并提供分析软件的接口,实现数据导入以及建模计算,分析该建筑的整体或是构件的情况。
一、BIM与标准化设计
1.标准化BIM构件库的建立
装配式建筑的典型特征是标准化的预制构件或部品在工厂生产,然后运输到施工现场装配、组装成整体。装配式建筑设计要适应其特点,在传统的设计方法中是通过预制构件加工图来表达预制构件的设计,其平立剖面图纸还是传统的二维表达形式。在装配式建筑BIM应用中,应模拟工厂加工的方式,以“预制构件模型”的方式来进行系统集成和表达,这就需要建立装配式建筑的BIM构件库。通过装配式建筑BIM构件库的建立,可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格,逐步构建标准化预制构件库。
2.可视化设计
与传统建筑方式采用BIM类似,装配式建筑的BIM应用有利于通过可视化的设计实现人机友好协同和更为精细化的设计。
3.BIM构件拆分及优化设计
在装配式建筑中要做好预制构件的“拆分设计”,俗称“构件拆分”。传统方式下大多是在施工图完成以后,再由构件厂进行“构件拆分”。实际上,正确的做法是在前期策划阶段就专业介入,确定好装配式建筑的技术路线和产业化目标,在方案设计阶段根据既定目标依据构件拆分原则进行方案创作,这样才能避免方案性的不合理导致后期技术经济性的不合理,避免由于前后脱节造成的设计失误。BIM信息化有助于建立上述工作机制,单个外墙构件的几何属性经过可视化分析,可以对预制外墙板的类型数量进行优化,减少预制构件的类型和数量。
4.BIM协同设计
BIM模型以三维信息模型作为集成平台,在技术层面上适合各专业的协同工作,各专业可以基于同一模型进行工作。BIM模型还包含了建筑的材料信息、工艺设备信息、成本信息等,这些信息可以用来进行数据分析,从而使各专业的协同达到更高层次。
二、BIM与工厂化生产
1.构件加工图设计
通过BIM模型对建筑构件的信息化表达,构件加工图在BIM模型上直接完成和生成,不仅能清楚地传达传统图纸的二维关系,而且对于复杂的空间剖面关系也可以清楚表达,同时还能够将离散的二维图纸信息集中到一个模型当中,这样的模型能够更加紧密地实现与预制工厂的协同和对接。
2.构件生产指导
BIM建模是对建筑的真实反映,在生产加工过程中,BIM信息化技术可以直观地表达出配筋的空间关系和各种参数情况,能自动生成构件下料单、派工单、模具规格参数等生产表单,并且能通过可视化的直观表达帮助工人更好地理解设计意图,可以形成BIM生产模拟动画、流程图、说明图等辅助培训的材料,有助于提高工人生产的准确性和质量效率。
3.通过CAM实现预制构件的数字化制造
借助工厂化、机械化的生产方式,采用集中、大型的生产设备,只需要将BIM信息数据输入设备,就可以实现机械的自动化生产,这种数字化建造的方式可以大大提高工作效率和生产质量。
三、BIM与装配化施工
1.施工现场组织及工序模拟
将施工进度计划写入BIM信息模型,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中,就可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。提前预知本项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡,总体计划、场地布置是否合理,工序是否正确,并可以进行及时优化。
2.施工安装培训
通过虚拟建造,安装和施工管理人员可以非常清晰地获知装配式建筑的组装构成,避免二维图纸造成的理解偏差,保证项目的如期进行。
3.施工模拟碰撞检测
通过碰撞检测分析,可以对传统二维模式下不易察觉的“错漏碰缺”进行收集更正。如预制构件内部各组成部分的碰撞检测,地暖管与电器管线潜在的交错碰撞问题。
4.复杂节点的施工模拟
通过施工模拟对复杂部位和关键施工节点进行提前预演,增加工人对施工环境和施工措施的熟悉度,提高施工效率。
四、BIM与一体化装修
1.装修部品产品库的建设
土建装修一体化作为工业化的生产方式可以促进全过程的生产效率提高,将装修阶段的标准化设计集成到方案设计阶段可以有效地对生产资源进行合理配置。
2.可视化设计
通过可视化的便利进行室内渲染,可以保证室内的空间品质,帮助设计师进行精细化和优化设计。整体卫浴等统一部品的BIM设计、模拟安装,可以实现设计优化、成本统计、安装指导。
3.信息化集成
产业链中各家具生产厂商的商品信息都集成到BIM模型中,为内装部品的算量统计提供数据支持。对装修需要定制的部品和家具,可以在方案阶段就与生产厂家对接,实现家具的工厂批量化生产,同时预留好土建接口,按照模块化集成的原则确保其模数协调、机电支撑系统协调及整体协调。
五、BIM与信息化管理
1.经济算量分析
经济算量的主要原则是做到“准量、估算”,按照工业化建筑的组成及计价原则分为预制构件部分和现浇构件部分。结合工业化住宅的特点自主开发了装配式设计插件,通过该插件可以将预制构件与现浇构件进行分类统计。通过分类统计可以快速地对设计方案进行工程量分析,从而进行方案比选,再由确定的工程量结合地区的定额计算出本项目的工程量清单,实现在方案策划阶段对成本的初步控制。
2.RFID等实现装配式建筑质量管理可追溯
实现在同一BIM模型上的建筑信息集成,BIM服务贯穿整个工程全生命周期过程。一方面,可以实现住宅产业信息化;另一方面,可以将生产、施工及运维阶段的实际需求及技术整合到设计阶段,在虚拟环境中预演现实,真正实现BIM信息化应用的信息集成优势。通过在预制构件中预埋芯片等数字化标签,在生产、运输、施工、管理的各个重要环节记录相应的质量管理信息,可以实现建筑质量的责任归属,从而提高建筑质量。
3.利用BIM云平台实现适时、全球化、数字化的管理
BIM信息化技术与云技术相结合,可以有效地将信息在云端进行无缝传递,打通各部门之间的横向联系,通过借助移动设备设置客户端,可以实时查看项目所需要的信息,真正实现项目合作的可移动办公,提高项目的完成精度。
结语
综上可知,装配式建筑设计如何在行业BIM信息化的背景下,融入信息化大潮,发挥自身研发、设计和集成的优势,实现产业链拓展和过程阶段延伸,必将成为建筑产业化新时代的创新趋势。围绕这一创新趋势,设计行业将大有可为。
参考文献
关键词:装配式;混凝土;连接方式;剪力墙
装配整体式钢筋混凝土剪力墙结构中几种连接方式
配整体式剪力墙结构中预制构件的连接应受力明确、传力可靠,满足结构的承载能力、延性及耐久性要求,并具有耐火性能,满足建筑立面的美学要求。在装配整体式剪力墙结构中,预制剪力墙的竖向钢筋可优先采用套筒灌浆连接,还可采用约束浆锚搭接连接和间接搭接浆锚连接,水平钢筋可采用焊接连接或搭接连接,其他预制构件的钢筋可根据受力特点选用机械连接、焊接连接或搭接连接。装配式剪力墙结构中,边缘构件宜现浇,当边缘构件采用预制墙板时,边缘构件内竖向钢筋的连接优先采用灌浆套筒连接,也可采用约束浆锚搭接连接,当有可靠试验验证时,边缘构件内竖向钢筋也可采用约束浆锚搭接连接间接搭接浆锚连接。
套筒灌浆连接
采用两端为内部设有凹槽的金属套筒,或者一端为直螺纹、另一端为内部刻有凹槽的金属套筒,在套筒中灌注灌浆料,为预制剪力墙板竖向钢筋提供可靠的机械连接。
多年来,美国和日本对钢筋套筒灌浆连接技术进行了大量的实验研究工作,包括套筒应力-应变曲线、循环张拉的疲劳试验(循环张拉超过100万次,应力包括两个方向)、钢筋偏位对连接的影响、灌浆后灌浆受到扰动对连接的影响等等。此技术经过长期的使用,经历了地震的考验,美国和日本的结论均为可以在地震区和高层建筑中使用。我国对套筒灌浆连接的研究结果表明,由于钢套筒对钢筋提供了刚性的径向约束,从而在灌浆料的耦合作用下可以产生类似焊接接头的效果;由于钢套筒的屈服强度远高于灌浆料的抗压强度,所以套筒接头中可以用高强度的灌浆料以缩短锚固长度。
约束浆锚搭接连接
预制剪力墙竖向钢筋的连接方式之一,在钢筋搭接长度范围内设置螺旋箍筋约束的,在预制混凝土的预留孔中插筋并灌浆、或直接在现浇混凝土中进行的钢筋搭接连接。
约束浆锚搭接连接原理为混凝土中钢筋的非接触搭接,又在搭接区域进行了螺旋约束箍筋的加强,这种连接方法经试验验证搭接性能可靠,搭接长度在《混凝土结构设计规范》规定的基础上,可以进一步缩短。水泥基灌浆受力钢筋套筒灌浆连接和约束浆锚搭接连接的关键技术之一,是灌浆料的质量。根据国外的经验,灌浆料应具有一定的变形能力和良好的力学性能,并应具有高强、早强和无收缩等基本特性,以便使其能与套筒、被连接钢筋更好地共同工作,同时满足装配式结构快速施工的要求。这项技术引入我国的历史还比较短,我国尚无相应的产品标准,工程实践经验也较少。
金属波纹管连接
采用镀锌钢带卷制形成的单波或双波形咬边扣压制成的预埋于预制钢筋混凝土构件中用于竖向钢筋浆锚连接的金属波纹管。
剪力墙波纹管连接在施工中暴露出以下缺点:
①装配式剪力墙结构基本受力性能及抗震性能研究不够;相关技术标准和构造图集、技术指南不完善;总体设计策划能力差,细部构造、建筑部品及配套材料研究开发不够;构配件生产工工艺及施工装备水平落后;
②相关规范关于剪力墙竖向钢筋配置的构造要求限制了更为简便的连接形式的研究和应用;
③预留孔洞过大,保护层厚度过小;
④用原始约束浆锚连接工艺预制的剪力墙,其墙体内部竖向浆锚连接部分传统上使用芯模管作为灌浆的模板使用,待灌浆料硬化后将其取出。这种传统安装模式带来的建筑耗能大,施工效率低下,建筑品质严重参差不齐、难以保证的问题,取出芯模管也容易对预留孔洞造成损坏。
⑤用原始波纹管连接工艺预制的剪力墙,在其吊装安装时容易损坏波纹管管壁,使灌浆时不易灌满。
关键词:住宅产业化、全预制装配式、部品体系
中图分类号: F287.8 文献标识码: A
1、引言
阳台作为建筑室内外过渡的桥梁,是住宅、旅馆等建筑中不可忽视的一部分。传统阳台结构,大部分为挑梁式、挑板式现浇钢筋混凝土结构,现场施工量较大,施工期较长,不利于发挥现代住宅产业化优势。
住宅产业化是指用工业化生产的方式来建造住宅,以提高住宅生产的劳动生产率,提高住宅的整体质量。其中的部品体系,是具有特定功能的一个独立单元,是构成住宅产业化的组成部分,是经过在工厂内预制,作为系统集成和技术配套整体部件,运至施工现场,达到在工程现场组装简捷、施工迅速,提高生产效率,保证工程质量的目标。
随着我国住宅产业化的推进,我国住宅建设持续空前发展,越来越多的龙头企业,加入到住宅产业化的行列,阳台作为住宅产业化部品体系中的重要组成部分,一直是众多企业关注的焦点。
下面通过对英国米尔哈博工程中全预制装配式阳台结构的设计研究,以期能更好地说明部品体系在住宅产业中的应用,为部品体系的发展做出贡献。
2、工程概况
米尔哈博住宅工程位于英国伦敦东区,建筑高度67米,总层数22层,建筑主体为全框架结构体系,楼面为现浇混凝土楼板,楼体四周设计为单元式幕墙,主体结构未设置阳台承重的悬臂挑梁或挑板,阳台设计时需着重考虑与主体结构的固定问题。
3、阳台结构设计
3.1概念设计
概念设计时既要满足当地建筑规范和技术标准的要求,又要满足业主提出的各项功能策划;既要安全耐用、性能优良,又要易于制造、外形美观、降低成本,在各种要求与限制条件中,寻求对立中的统一。
本例中,根据建筑框架结构及外装饰幕墙方案特点,首先整体上确定阳台结构方案:从满足建筑要求、结构安全、施工技术(含产业化要求)、工程造价及美观要求等各方面进行综合分析对比,确定全预制装配式铝型材阳台结构形式,与单元式幕墙一道,标准化设计,工厂预制,整体运输,现场组装,充分发挥现代住宅产业化技术优势。其次确定主结构体系和结构主材:敞开式阳台,可自由享受阳光与美景;铝型材轻型框架底座,最大限度减少环境锈蚀;钢化玻璃护栏,通透安全;铝制彩涂扶手,轻盈亮洁;防腐木地板,亲切自然,美轮美奂。
3.2计算分析
通过有限元软件分析计算,从数值上定量地印证先期的设计理念,确定主要构件的截面尺寸和连接做法。建筑风载荷按照BS6399-2:1997取值,活荷载按照BS 6399-1(1996)取值,雪荷载按照BS 6399-3(1988)取值,铝型材结构设计按照BS8118规范,建筑用钢制结构设计按照BS5950规范,经计算阳台主框架铝型材截面及其特性如下:
阳台与混凝土楼板连接支架受力如下:
此处,需重点验算螺栓、混凝土楼板的强度,以及钢结构支架的强度、力矩、弯矩,必要时对钢结构支架分解后的每一构件进行精确的计算分析。及时调整结构布置及构件尺寸,使得结构计算结果如挠度、应力等充分满足规范要求。
3.3构造设计
在此阶段,设计单位及业主对送审方案通过后,全部设计的重点基本解决,后续的细节设计不会引起结构大的改变。这阶段设计的重点从大局入手,运用从整体到局部的思维方法,进行所有构件的细部设计,即构件结构设计及节点大样设计。重点是扶手的固定形式、玻璃的固定连接方式、阳台与楼板的固定、阳台与外饰幕墙的衔接等。
4、结构设计关键问题
4.1价值工程理论在产品设计方案中的应用
应用价值工程理论作指导改进产品设计方案,即以最低的总成本可靠地实现产品的必要功能(主要功能和次要功能),去掉不必要功能(过剩功能)。在不影响产品功能和使用性能的前提下,尽量减少不必要的材料消耗。
本例中,阳台在设计初期的照明系统、安防系统、雨水调蓄排放系统等设施均系“系统性闲置”原因而被废除,极大降低了工程造价。
4.2改进产品零部件结构
零部件是组成产品的重要单元。为了提高产品性能,简化装配工作,在保证机械性能和某些特殊功能的情况下,尽可能地简化结构,节约材料。
本例中,阳台地面结构是整个建筑工程方案中优化次数最为突出的部位。从钢筋混凝土结构到压型钢板轻质填料结构,再到简单的铝框架结构,随着功能的变化而不断精简。
4.3产业化理念设计
我国目前正在大力推进的住宅产业化,就是要把过去生产效率低下、工程质量难以保证的现场湿法施工转变为工厂化生产、装配式施工。阳台作为标准化或通用化的建筑部品体系,可组织专业化大批量生产,既便于控制产品质量,缩短生产周期,提高生产效率,降低能源及原料消耗,又便于装配、维修,缩短工期,还降低了施工扬尘,减少了建筑垃圾,改善了人居环境。
4月20日早上7点,我们从清华坐地铁4号线,倒6号线,近两个小时,从北京西北方向来到约50公里距离的东面――北京城市副中心。
走在大街上,两侧可以看到多处工地正在紧锣密鼓施工,并已经初具规模。今年年底前,北京最重要的党政机关将到此办公,看来建设速度可以保证。
当日,在施工现场,项目一线领导,中建一局副中心项目党支部书记李增玄、北京建工集团城市副中心A2工程项目幕墙施工管理部部长杨晓晖、毕业一年在工地迅速成长的大学生等,为我们讲解了通州北京城市副中心工程建设的情况,以及建设过程中运用的高科技,并介绍了大学生招聘和新员工培养,作为建筑学专业的在校学生,无论从专业知识还是从职业发展等方面,都获益良多。
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从下地铁的地方到李书记他们的工地,还有一段距离,我们正好沿途感受下整个的建设状况。走在大街上,庞大的一整片区域工地能感到像一个巨人正在生长,但竟没有很多灰尘、噪音,我们没有戴口罩,也不需要,耳边也没有震耳欲聋的机器轰鸣。脑补下,好几平方公里,多少栋高楼同时施工,但很安静、干净,是不是有点细思极恐!
这背后是建筑制造的高科技之手在操控。在中建一局施工现场,李书记介绍,他们的项目通过BIM技术建模,采用预制装配式的构造方法进行施工。BIM的全名叫建筑信息模型(Building Information Modeling),它是以建筑工程项目各项相关信息数据作为基础而建立的三维信息模型,在施工前通过这一模型可以将各个建筑部件的位置、尺寸进行模拟,还能够包含建筑设计之外的例如给排水、暖通、强电和弱电等信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性、一体化性和信息完备性等特点,在施工之前,整个的图景和过程都已经被建模,楼建造的一步步都已经清清楚楚。
装配式建筑是事先在不同工厂预制不同的建筑部件,例如起承重作用的梁、楼板、柱和起围护作用的窗、幕墙等,施工现场只需要将这些构件拼装即可。副中心的建设普遍采用了这些高科技。北京建工集团城市副中心A2项目幕墙工程部部长杨晓晖带我们在正在施工的楼前,指着幕墙为我们讲解。其建筑外墙所采用的的幕墙是通过工厂预制现场固定来完成的。作为护结构,工厂预制好的幕墙将防火、防水、保温和隔热等一系列外维护结构应有的功能全部预制完成,施工现场只需要按照幕墙编号进行安装即可。杨部长告诉我们一整块18.9平方米的幕Γ仅需4个工人,0.25天就可以完成,比原来快了几十倍。简直就像搭积木一样。
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中国制造与中国智造
现场看着像搭积木,背后是黑科技,这就是活生生的建筑智造。这样,施工工地非常干净、整洁,而且需要的工人也少,我们没有看到热火朝天人潮涌动,没有楼上楼下楼里楼外挂满人,但能感觉到有条不紊井井有序。
我们在工地现场还目睹了几项建筑智造技术,它们有的是BIM技术和装配式建筑的一些组成部分,有的保障了施工的管理,保护了施工的环境。
塔吊上的黑匣子。李增玄书记向我们介绍了施工中的4台塔吊,直插蓝天的塔吊的臂长伸展得很开,4台塔吊的臂施工范围有一定的交叉,为了避免在作业中塔吊的臂发生碰撞,在每台塔吊上装有一台黑匣子,它能够监控整个吊装施工区域,分析塔吊的作业数据,控制和调度施工现场的塔吊,避免碰撞。既提高了作业速度,施工人员的人身安全也得到保障。
预制构件的二维码。在通州北京城市副中心项目中,每一件从工厂生产运输出来的预制构件都有一个二维码,这个二维码就像是每个人的身份证一样,扫描一下,该构件所有的信息,例如其编号、尺寸、强度、重量和位置等一目了然。这避免了以往容易出现吊装构件出错的情况,大大节约了了安装时间。
集装箱式办公楼。与各位老师的交谈有些是在项目现场的临时办公楼中进行的,这里的办公建筑采用了装配式的集装箱式临时建筑,气密性保证了冬天室内温度不会受室外影响太大,夏季也能节省一定的空调能耗;隔音效果好保证了办公室室内工作环境质量。员工使用的门禁卡采用多功能合一,只需要一张卡就能实现通勤、就餐、通行和学习等功能。保证了工作人员的办公环境品质。
雾炮机。想必对行外人而言这是一个比较陌生的装备,但是大家对雾霾肯定不陌生了。雾炮机就是针对雾霾而存在的“黑科技”,它与雾霾自动监测仪相联动,当监测到PM2.5浓度高于我国规定的24小时平均浓度75微克每立方米的时候,雾炮机会自动喷射水雾将空气中颗粒吸附以降低空气中PM2.5浓度,一方面可以为户外作业的施工人员和管理人员提供良好的空气环境,同时也可以降低施工粉尘对周围环境的影响。
以前在课堂上知道近年来BIM技术快速发展,也了解过装配式建筑,观看了施工现场,聆听了李书记和杨部长等的介绍,我们的理解更深了。我们所参观的建筑工地其装配程度达到80%,这让我们切实地感受到科技在现实中的运用和力量,充分体现了中国制造的品质和速度。副中心建设时间要求很紧,如果不大规模采用这种建筑方式肯定是不可能的任务。
工地现场已经完全不是原来以人力控制机械操作为主,工地环境也不再脏乱,为我们呈现了中国智造的新建造方式所带来的便利和环境价值。
校园招聘与人才培养
与李增玄书记交流中他谈到了关于应届毕业生的招聘和入职之后的发展问题。李书记介绍,根据项目实际情况每年中建一局项目现场会招聘应届毕业生10名左右,去年主要招聘的学校有长安大学和石家庄铁道学院等高校,也有海归。一般而言,应届毕业生如果踏实肯干,工作一到两年可以成为工长,三到五年可以成长为公司的主力。刚入职的“新人”大多会顾虑是否能够胜任实际项目的工作,针对这一现象,中建一局公司有一套针对新人的系统培训,定期组织员工学习,并且每个新入职的员工都会配一名工作经验5年以上的老员工来带新员工共同成长。
为了更好地对应届生的成长和发展情况进行了解,李书记安排了两位新员工就工作近一年来的感受同我们做了详细的交谈。延福毕业于河南理工大学,2016年通过校园招聘加入到中建一局公司,不到一年时间凭借个人能力已经成为工长,可以独立负责建设项目的部分工作。
延同学工作这一年时间里对校园生活和工作两者之间差距感受颇深,在学校学到的知识与实际项目现场遇到的问题相差不少,延同学把施工现场需要做的主要工作归结于“人”,他认为在项目现场作为工长也好,技术人员也好,最主要的工作就是协调好施工工人的工作,只有把人管理好了才能够保证项目的进度和质量。
另一位女同学蔡鑫潞是工地为数不多女员工之一,毕业于长安大学,也是于2016年通过校园招聘加入中建一局。尽管很多施工单位在校园招聘中给女生的机会很少,但是蔡同学凭借自己大学期间出色的表现和优异的成绩打动了招聘人员,她现在在工程项目中发挥着重要作用。这说明只要自己足够优秀,无论门槛多高的公司都会向你抛来橄榄枝。
虽然作为博士研究生,在年龄上和去年刚入职的两位硕士研究生相差不多,但是也许是经过工地的洗礼之后,可以在两位新员工身上看到一种更加成熟、更加稳重的自信和坚毅,对于应届毕业生来说工地是学习技术、锻炼毅力、提高能力的好去处。无论学历高低只有在基层磨砺过,才能更好地了解基层工作,将来也才能够做好管理。
当听说我们是清华建筑和土木的研究生,旁的人说感觉李书记眼里透出对人才的渴望。他跟我们唠了一会嗑,讲他与清华的渊源,说他曾经在清华施工过,还差点留在清华。听他说起对大学生的招收和培养的整套体系,个人感觉像中建一局这样的大型国有企业,在员工培养和考核晋级方面有着完善而公平的机制,非常适合应届毕业生锻炼提高。
在学校中的老师教书育人,为我们将来走上社会奠定理论基础教给我们做人的道理,李书记尽管身在公司但是却履行着跟老师同样的责任,他所引导的是职业的发展,甚至是人生的走向,对每一位新入职的应届毕业生都非常关心和关注,帮助他们规划成长和职业发展道路,堪称毕业生的导师。
与这些建筑行业的从业者的交流,我看到他们有共同的性格特点。在建筑施工现场摸爬滚打,他们心胸开阔,快人快语,并且很幽默,做事干练,人情练达。与他们交谈,如沐春风。更令人惊讶的是他们多才多艺,副中心建设指挥部组织过各建设单位的摄影大赛,接待我们的北京建工集团城市副中心A2工程项目党支部书记王建忠得了第一。(本文图片即为王书记所摄)建筑人的色彩是丰富的。
新建筑技术对高校教育的影响
这次实地感受到先进的预制装配式建造技术的运用,相信随着科技的发展,未来也许真的可以像“搭积木”一样来建造房屋建筑。其实现在的预制装配式也能称之为“搭积木”,有些住宅项目已经可以以房间为单位进行预制安装,大型公共建筑由于体量和结构原因暂时还不能达到这么高的装配程度,但是随着技术的进步,预制化程度会越来越高。
采用预制装配式的建造方式与传统现浇混凝土相比,尽管减少了很多现场作业的工作量,但是对施工人员和现场管理人员的技术要求也有所不同。现浇混凝土的施工方式对管理人员而言需要清楚地掌握从钢筋配置到混凝土搅拌和浇筑等一系列的操作流程,也需要管理人员分配好工人在现场的工作和职责。而预制装配式将大部分建造的工作量转移到工厂,现场所需要的工作主要是拼装。尽管预制装配式看似减少了施工现场的工作量,但是随着科技的进步会运用到很多新的智能技术,这对现场管理人员接受新事物的能力有着很高的要求。
作为高校而言,传承了十几年甚至几十年的教学思路难以在短时间内快速转变并与最新科技进行接轨。但是作为科研机构的主力,高校在理论资源方面有着得天独厚的优势,往往最先接收到国内外最先进的理论知识,因此加强高校与企业之间的合作,及时进行信息的交流和沟通,企业可以及时接收到国际上最先进的理论知识,高校也能够及时了解社会上的企业所需要的人才,及时改变人才培养策略。这样是最大的双赢。
总的来说,这次通过对通州北京城市副中心建设项目的现场学习,不仅了解到了较全面的预制装配建造技术,也很好的了解了中国最好的建筑企业的工作模式和人才培养,这对于今后的学习会起到重要的引导作用,同时也对将来走上社会之后的职业发展规划有了更好地认识和思考。
工地现场已经完全不是原来以人力控制机械操作为主,工地环境也不再脏乱,为我们呈现了中国智造的新建造方式所带来的便利和环境价值。
个人感觉像中建一局这样的大型国有企业,
在员工培养和考核晋级方面有着完善而公平的机制,
非常适合应届毕业生锻炼提高。
工地上
能学到什么
《大学生》:大学生来了后,会受到什么样的培训?
李增玄:到企业要服水土。毕业生会先在集团(中国建筑工程总公司)集中培训,了解企业的文化,并接受职业技能培训和团队建设培训。经过数周到一个月的培训,会分配到项目部。
2016年,我们中建一局副中心项目部来了12名大学生,有研究生,也有本科生。来后我们再培训,施工现场培训,岗位给你交底,不同的人进行不同的培训。
第一年学生不承担工作的主要责任,以学为主,类似于见习期。你要认师父,他带你带三年五年,带着你上现场,告诉你怎么去管怎么去干。晚上我们还会组织晚自习,新来的学生,还有两年三年之内的学生,一块学习。老的学生给新的学生授课,讲施工每一个环节,质量控制、监督管理、BIM、管理APP、智慧工地等。掌握快的要给他加担子,就是说可能要当骨干了,正式管那些事。
大学生刚开始大部分都是放在技术部,技术部也要去上现场,频次少一些。半年后,心态和对工作的认知度都有了,适应了,踏实下来了,再转去工程,去物资部或者安全部,这样他又是一大块提升。他会有一个动力,往上走的动力,他逐渐知道应该干什么,怎么去干,他能看到未来。这样一个学生三到五年基本能够成才,五到八年绝对是企业骨干。
《大学生》:成才有什么标准?
李增玄:三五年成为技术负责人、生产负责人或者生产经理。我们这个项目最高是项目总监,下面依次有执行经理、生产经理、生产负责人、工长,这是管理层,下面就是员工。这几个层级根据你的能力,一级一级晋升。
大学生在学校学的东西足够了,现在建筑施工不是那么特别复杂,很多时候是互联网软件应用,这个年轻人有优势。主要是大学生能不能适应这个企业,爱上这个企业,这是关键。
很多建筑企业都有人才流失问题,有的大学生一两年后,不愿意在施工企业干,就跑到设计院去。设计院干两年,天天出不了屋,天天加班,又跑到地产商那儿。我们很在乎人才流失,但他们真想走,我们也放。只要中建一局把人才培养出来,就尽到了社会责任。他跳出去说明他成熟了,他学到东西了,他有用武之地了。我们对于新来的学生,培养力度很大,有一个导师带徒弟的制度,导师不能说我没功夫带,那不行,你必须带,你要把每个人带出来,至于人家将来还在不在这干,那是另码事。
企业内部也有重新分配工作的问题。一个项目一完,员工又面临着再一次分配。企业会根据不同的岗位需求把你调过去,你是企业的人,要为企业服务。调动的时候某些学生具备能力了,他就可能晋升。原来是工长,调动后可能是生产负责人或者生产经理。
《大学生》:在工地上能学到什么?
李增玄:主要锻炼在学校学的东西和工地实际怎么能够有机结合。在这你要肯学五年,你绝对是佼佼者。你要真有一种上清华那劲来,在项目上学,可了不得,最后没有你不明白的。
我们这个项目有6个研究生,从美国、澳洲、英国回来的都有。有个研究生刚来当安全员,现在当工长。我们让他在不同的岗位感受他学的东西和工地实际,怎么能够有机结合,发生化学反应,让他发生质的变化。
你要一来就把他扔到财务室去,他看到的都是数字,这个数字怎么来的?他不知道,就是别人报的。他只能统计和分析数字。你是土木工程的,你对图纸的认知度肯定会很快,包括画图、BIM的建模,这你都不成问题,原来可能导师带着你做了一个设计,现在你会面对它,一步步实现它,跟它共成长。这是施工经验的学习,比如这种钢筋你在图上定位了25根,不是8根也不是9根,那你以前真没有见过实体是怎么呈现的,在这要去看,切身体会怎么形成实物的。可能图上画的每根间距是10公分,你现场看了后,知道实际情况,如果有误差,就可以对设计图纸纠正。你会想误差为什么有?怎么形成的?怎么减少误差?然后跟设计院的设计师交流沟通。有时候设计师设计出来的东西与现实有差异,怎么说服设计者既要降低成本又要加快进度还要保证质量,这就需要能力。
还有工程中在地上打桩,会有很多的地质情况,你要及时把这个情况反映出来,不同的桩怎么打通过亲身体验知道了,下一次碰到问题,你是胸有成竹的,你就能极速地解决这个现实问题,你就成师父了。
在施工实际中还可以成为复合型的实用人才,工地上能向各部门学习,包括宣传、企业文化、财务,等等。这行比较长,比较杂。什么风管截面怎么算,管道连接怎么走,冷激问题怎么解决,路基怎么做,管线怎么布局,沥青油怎么压,怎么取信怎么验收……为什么我能说清楚?因为这些都是我亲身经历过的,我都干过,所以现在成了一个管理者。
封面报道
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一年,在北京城市副中心长大
文/延福 摄影/王建忠
加入北京城市副中心项目部恰好一年了。
从河南理工大学桥梁工程专业读完研,我被中建一局录用,2016年5月12日有幸来到北京城市副中心项目部。一到项目部,我就感觉这个项目“不一般”,与我读书期间见过的项目工地相比,太干净了,见不着尘土飞扬。第一周,我们新人参加集体培训,中建一局副中心项目党支部书记李增玄对我们说,参加北京城市副中心的建设,是你们的幸运,伴随这一千年大计项目,只要有悟性,肯学、肯干,你们前途无量。一年中,我体会到了这句话的份量,也从安全员、工程师,快速成长为B2项目中4号楼和6号楼的楼长,即项目经理。
高标准成长
北京城市副中心建设处处体现着高标准严要求。副中心太先进了,盖楼都用二维码技术,将所有施工构件信息编辑,可通过手机扫码得到相应信息,比如钢结构构件,扫码后能显示出生产日期、生产场地、生产人员、安装日期、安装人员、构件轴线以及构件相关参数,方便简介,一目了然。这些信息让施工过程中所有工序和节点责任落实到人,提高施工质量。
在副中心的一年,我吃住都在项目部,每周一天的休假基本上没有休过。白天在工地安排工作,晚上在办公室整理资料,还有时间就学习CAD、Revit等软件,看图纸,算工程量……施工图纸每天都翻好几遍,经常抱着本图纸向领导请教,平常也向项目部的老同志请教施工管理经验,与施工队探讨更加合理的施工方法。
砌墙等没有采用装配的却还得靠工人现场操作,但标准跟普通工地有较大区别。副中心没有大小事界定,所有的施工都要按照标准,施工过程中样板先行,样板施工必先有样板方案的指导,样板经过指挥部、管理公司、监理以及施工方的四方验收合格后,才能大面积展开施工,这是在其他工地难以想象的。施工场地较为紧凑,材料场地的规划必须做到精细策划,一丝一毫的偏差都不能有,且必须按照指定区域堆放。每天的施工必须做到活完场清,整洁有序。
一方面是副中心的高标准严要求,一方面工人们都有着丰富的施工经验,按说工人们有能力达到要求,但有时反而会产生矛盾,给我的管理提出了挑稹1热缍次砌筑施工,国家标准规定某个部位6~10公分间都行,是一个范围,以前的工程,工人们会根据经验和实际情况自己决定,但是副中心的要求就是6.5公分,是一个点。
所以,在工地最难的就是跟工人打交道。我作为刚毕业的学生,经验欠缺,要管理这么多工人,难度颇大。他们刚到副中心也不太适应,觉得我有好多无理要求,其实他们不理解副中心这个项目的意义和要求,这就需要我交底,扭转他们以往的施工态度。把副中心的高标准严要求用通俗易懂的话让工人们明白,交流沟通尤为重要,记得一位领导曾说:“我们是为施工队伍服务的,解决他们的需求,满足施工条件,提供作业面,这是我们的最重要的任务。”所以,楼长不仅是管理人员,也是服务人员。
其实,工人们都很朴实,能干的他们肯定会干,要是觉得事情不是他们的工作范围,我就得想办法了。我可以跟他说好话,夸他,“你干得真不错,只剩下这么点活了,把它干完,咱看得也舒坦。”说到这份上,工人一般都会干的。
同甘共苦也是必要的。2016年11月15日,项目部接到指示,要求B1、B2项目提前一个月完成钢结构封顶任务,这就意味着,在短短一个多月中要完成钢结构制作、吊装、焊接1.2万吨的工作量。为了完成这项近乎不可能的任务,我们加班加点,隔一天一次夜班,平均工作时间超过36个小时。
安全成长
刚入工地,我被安排到了安全部,跟着前辈们学习安全知识和要点。过了一个月,我对安全问题有了认识,能处理一些安全问题。
有一次周末值班,我第一次单独上工地检查,在一个角落发现一名工人抽烟,这可是严重违规,我立即制止,并准备拍照记录。平日里前辈们都是这么做,很简单。当我掏出手机要拍照时,这位工友却说是刚来的,不懂规矩,找了各种理由,并把烟头扔了。我走过去把烟头踩灭,捡了起来,对他说去吸烟亭,我买烟,不然今天拍的照片会交到安全部。工友看我态度坚决,就跟我来到吸烟亭。在吸烟亭,工友说烟瘾大,熬夜加班扛不住,需要吸烟。我说这没问题,但要到吸烟亭来,工地材料多,很可能会造成火灾。我把他的烟和打火机收起来,寄存到超市,说想抽烟就来这。工友也认识到了错误,承诺只在规定区域内抽烟。这件事让我明白,工人可能没意识到自己的行为会造成的后果,需要我们的规范和管理。
不仅工人们要有规范意识,我自己也要有,在这方面我也出过差错。那一天,项目部承担了公司总部的一个大型会议,领导安排我将围墙上的彩旗拆下来,重新布置。我觉得任务简单,就交待两个工人执行,自己忙别的事去了。不料,工人领会错了意图,将项目部大旗给拆下,幸好李书记及时发现,制止了。李书记“训”了我半小时,他说:“项目部组织大型会议,你却把大旗给拆了,合适吗?工地无小事,事事都要亲力亲为,你觉得事情简单,但是恰恰是小事可能会导致严重后果。”李书记的一席话是在告诉事的规范和工作流程,作为第一负责人,交待工作时,明确时间、地点和事情,并且过程要监控、干完有反馈,才能避免出错。
冬季施工最是困难,除了天气寒冷,还得时刻警惕火情。有一次,我带着两名消防人员巡视工地,一位工人正攀附在建筑物的立柱上焊接。“把安全带绑好,脚收回去,一定注意安全!”叮嘱完工人,又检查了附近的存水点和消防措施,准备前往下一个作业。突然,工人焊接时溅出的火花,惊出我一身冷汗。“停!停!先别干了!”我大声吼着,快步冲上前,将“地面”上铺着的棉毡掀开。“地面”是刚浇筑的楼板,处于凝固阶段,为了保温,覆盖了一层防火棉毡。我之所以这么着急,是看到了火花零星地落在了棉毡上。虽说是防火棉毡,可也不能掉以轻心,万一发生火情,后果不堪设想!待工人们把棉毡移开,再找到防火效果更好的材料,我也没有离开,一直呆在原地监督作业,随时防范火情。
北风呼啸,我冻得鼻子通红,不停地原地跺脚。两个小时后,焊接工作终于完成,我与工人一起把防火棉毡重新铺好,才跺着冻麻的双脚赶往下一个工作点巡视。
高强度成长
关键词:绿色建筑施工;施工管理;节约能源
中图分类号:TU71文献标识码: A
引 言
现如今,我国的建筑行业获得了巨大的发展和腾飞。建筑业的发展是以消耗大量的生产资料为前提和基础的,随着资源和能源的不断减少,社会生活和生产的各个方面都增强了节约资源,保护环境的意识。绿色建筑施工管理理念也应运而生,这种理念的目标是在提高资源的利用率的同时减少在施工工程中对环境的污染,促进施工与环境相互协调。
一、绿色施工的概述
绿色施工作为建筑全寿命周期中的一个重要阶段,是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节。绿色施工是指工程建设中,在保证质量、安全等基本要求的前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源并减少对环境负面影响的施工活动,实现节能、节地、节水、节材和环境保护(“四节一环保”)。实施绿色施工,应依据因地制宜的原则,贯彻执行国家、行业和地方相关的技术经济政策。绿色施工应是可持续发展理念在工程施工中全面应用的体现,绿色施工并不仅仅是指在工程施工中实施封闭施工,没有尘土飞扬,没有噪声扰民,在工地四周栽花、种草,实施定时洒水等这些内容,它涉及到可持续发展的各个方面,如生态与环境保护、资源与能源利用、社会与经济的发展等内容。
二、绿色施工的特点分析
1、系统化
绿色施工具有系统化特征,其系统内主要包括施工组织设计、施工准备、施工运行、竣工等主要步骤。在传统施工中虽然也有涉及到环境保护与节能,但是只在局部环节实施;而绿色施工倡导系统整体的参与,注重最终整体效果,要求从施工开始到结束都贯彻绿色施工的理念。
2、信息化
绿色施工的信息化主要体现在当前国家通过对科学技术的应用实现信息化施工,依靠动态参数来设定施工量,实现动态施工管理的方式。而传统的施工管理主要是采用定性方法来决定施工机械、材料的种类与数量,但是固定机械无法决定施工过程中各项工程量的动态变化,因而会产生机器与工程量不匹配、材料数量不符合机械设备要求的现象,整个工程很少会实现节能、低碳、环保的目标。绿色施工的信息化能够实现资源的及时与科学调配,最终实现建筑工程的高效、环保与节能。
3、一体化
在实践中我们发现,投入机械设备数量越少,实现的绿色环保效果越好。传统的施工中,一般采用的都是具有单一功能的机械设备,而绿色施工理念下需要的是具有一体化的机械设备,一台机械设备能够完成多种工序,所以可以有效的减少施工现场机械设备的数量;同时减少操作人员与能源消耗,从而实现减少机械设备损耗、降低人员配置、减少环境污染的最终目标。
三、绿色建筑施工管理理念在建筑中的应用
1、施工节水
1.1 基坑降水。目前建筑基坑降水抽取的地下水,除少量用于施工用水外,大多数排入市政雨水管道,浪费了宝贵的水资源,还会引起城市地面沉降(漏斗、塌陷、沉降等)。所以,提倡基坑支护尽量采用地连墙或配合止水帷幕的方法,可采用动态降水的方法。
1.2 加强节水管理。同样加强节水管理,施工用水进行定额计量也很重要。比如施工现场办公区、生活区的生活用水采用节水系统和节水器具,提高节水器具配置比率,分别对生活用水与工程用水确定用水定额指标,并分别计量管理。
2、施工节地
根据施工规模及现场条件等因素合理确定临时设施,如临时加工厂、现场作业棚及材料堆场、办公生活设施等的占地指标。其占地面积应按用地指标所需的最低面积设计。要求平面布置合理、紧凑,在满足环境、职业健康与安全及文明施工要求的前提下尽可能减少废弃地和死角,临时设施占地面积有效利用率大于90%。临时办公和生活用房应采用经济、美观、占地面积小、对周边地貌环境影响较小,且适合于施工平面布置动态调整的多层轻钢活动板房、钢骨架水泥活动板房等标准化装配式结构。施工现场围墙可采用连续封闭的轻钢结构预制装配式活动围挡,减少建筑垃圾,保护土地。临时设施布置应注意远近结合(本期工程与下期工程),努力减少和避免大量临时建筑拆迁和场地搬迁。
3、建筑施工过程中各种污染的控制
在进行建筑施工的时候,建筑机械产生的各种噪音是不可避免的。不同施工阶段所使用的建筑机械设备不同,产生的噪音也就不同。土石方施工的时候,更多的使用各种运输车辆、大型机械设备等,所以噪音多由这些设备和车辆产生的;在进行打桩的时候,打桩机和混凝土搅拌机产生噪音,给周边的环境带来了严重的噪音污染。建筑结构施工的时候,噪音产生于多个方面,型号不同的施工机械,能够产生不同频率的噪音。这些机械设备产生的噪音污染,都对建筑施工环境产生了不良的影响,给周围居民的生产和生活造成了不便。因此,要在绿色施工的指导下,加强对建筑工程噪音污染的控制和管理。
4、可回收资源的利用
可回收资源的利用是节约资源的主要手段,也是当前应加强的方向。主要体现在两个方面,一是使用可再生的或含有可再生成分的产品和材料,这有助于将可回收部分从废弃物中分离出来,同时减少了原始材料的使用,即减少了自然资源的消耗;二是加大资源和材料的回收利用、循环利用,如在施工现场建立废物回收系统,再回收或重复利用在拆除时得到的材料,这可减少施工中材料的消耗量或通过销售来增加企业的收入,也可降低企业运输或填埋垃圾的费用。
四、加强绿色建筑施工管理的策略
1、制定环境管理计划及应急救援预案
采取有效措施,降低环境负荷,保护地下设施和文物等资源。在保证工程安全与质量的前提下,进行施工方案的节材优化,建筑垃圾减量化,尽量利用可循环材料等制定节材措施。根据工程所在地的水资源状况,制定水资源收集和有效循环利用等节水措施。进行施工节能策划,确定目标,制定节能措施。制定临时用地指标、施工总平面布置规划及临时用地节地措施等。细化施工安全、保护环境的措施,满足绿色施工的要求。该方案在施工组织设计中独立成章,并按有关规定进行审批。
3、大力推广应用绿色施工新技术
绿色施工需要新技术、新工艺的支撑。在绿色施工过程实施中,新的科技会应运而生。推广使用2010版《建筑业十项新技术》中有关绿色施工的新技术,大力推进绿色施工技术的开发和研究,并结合工程组织科技攻关,不断增强自主创新能力。大力发展现场监测技术、低噪音的施工技术、现场环境参数监测技术、自密实混凝土施工技术、清水混凝土施工技术、建筑固体废弃物再生产品在墙体材料中的应用技术、新型模板及脚手架技术等的研究与应用;推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备。加强信息技术的应用,如绿色施工的虚拟现实技术、三维建筑模型的工程量自动统计、数字化工地等等;通过应用信息技术,进行精密规划、设计精心建造和优化集成,依靠动态参数,实施定量、动态的施工管理,以最少的资源投入完成工程任务,达到高效、低耗、环保的目的。
4、明确绿色施工控制要点目标
在施工过程中收集各个阶段绿色施工控制的实测数据,并定期将实测数据与控制目标进行比较,出现问题时,应分析原因,从组织、管理、经济、技术等方面制定纠偏和预防措施并予以实施,逐步实现绿色施工管理目标;根据绿色施工控制要点,制定各阶段绿色施工的节水措施、节材措施、节能与节地措施、环保措施、人员安全与健康措施等并加强对一线管理人员和操作人员的宣传教育;在施工过程中,定期不定期进行检查验收,对比分析目标的完成情况,总结成果加以保持,分析不足制定改进措施,以点带面起到示范作用,推动企业绿色施工管理发展。
结束语
总而言之,绿色施工管理是今后建筑是管理的发展方向,作为建筑施工管理人员,应该树立正确的管理理念,全面理解施工管理的要领,从建筑施工质量管理、安全管理等方面入手,切实提高建筑施工管理水平。施工企业自身应该保证施工的高质量,在提高资源的利用率的同时减少在施工工程中对环境的污染,促进施工与环境相互协调,力求去兼顾生态环境、经济和社会这三个方面的整体利益。
参考文献
[1]吴悦.浅谈如何加强对绿色建筑施工的管理[J].建设科技,2012(03):17-21