山东德建集团工程技术研究院
SDDJ Research Institute of Engineering Technologies

涨知识!预制混凝土外墙还可以这样设计

发表时间:2018-07-05 16:08来源:北京预制建筑工程研究院

预制混凝土外墙挂板作为PC结构的代表,越来越多的应用在不同类型的项目中。以混凝土预制构件作为元素的设计,需要将模具思维纳入到设计中,从产品设计的角度出发,充分考虑生产加工方式对设计的制约与加持,才能充分发挥出预制墙板的特征与综合性能,实现高品质的设计。

  • 北京通州城市副中心项目

  • 北京市政府办公楼(A2项目)

  • 北京市委办局办公楼(B3、B4项目)
  • 项目简介
  • 挂板面积:A2项目:27000m2/ B3、B4项目:32000m2
  • 建设地点:北京通州
  • 设计时间:2016-2017年
  • 体系说明:混凝土框架+清水混凝土外墙挂板+玻璃幕墙

  • 北京市政府办公楼(A2项目)
  • 方案比选
  • A2项目标准柱跨8.4米,层高4.5米,立面形象庄重简洁。从方案伊始,综合形象、吊重、安装等各方面因素,对产品的划分做了多角度比选。


  • 方案比选
  • 通过右图可以看出,虽然方案有效的控制了构件的重量,降低了构件制作中变形等问题控制的难度,但安装繁琐,连接件数量多,并不经济。同时拼缝多亦增加防水的难度,因此最终选择了整间板方案。

  • 设计集成
  • 本项目设计的亮点在于集成——预制墙板的设计融合了保温、防火、门窗、照明、装饰装修等多重构造,打造通过真正意义上标准化设计、工业化生产、机械化施工方式实现装配式建筑。

  • 工艺设计
  • 边框外缘设置中式海棠角及不锈钢披水,防止墙面污染,同时使得线脚更为精致,板块分明,显出整间板的大气。(右下图)
  • 模具设计(上图)考虑工艺特点,拼接位置设计放在对成品效果影响小的部位(左下图),构件边缘转折处均作倒角处理,利于脱模与成品保护。

  • 细节设计
  • 通过模具成型工艺,及材料的研究创新,能够提高构件产品造型和饰面多样化的水平,打造出符合各类建筑气质的工业化产品。
  • 边界分析
  • A2项目从设计到施工的顺畅,也得意于清晰的边界划分(下图)。预制产品标准化程度高,使用幕墙收边角,通过合理的进退关系找到了不同材料在同一建筑中的最佳平衡。

  • 实施效果

  • 北京市委办局办公楼(B3B4项目)

  • 类型分析
  • B3B4项目为一群组建筑,立面元素丰富,整体形象稳重亦不乏韵律感。由于立面包含的材质很多,不同材料之间又是平接关系,对外墙产品的工艺细节提出了较高的要求。

  • 方案伊始,根据不同功能及立面关系对外墙产品进行了分类,大致为图示的四种。

  • 设计集成
  • B3B4项目的外墙设计也集成了保温、防火、门窗、照明、装饰装修等多重构造。

  • 工艺设计

  • 在工艺方面,B3B4项目设计的亮点与难点在于,在预制产品中,对不同材质饰面呈现效果与细节的把控。

  • 典型构件

  • 石材+清水饰面夹心保温板

  • 典型构件

  • 石材饰面夹心保温板

  • 实施效果

  • 谊芯云谷华为2#楼项目

  • 项目简介
  • 地上建筑面积/ 挂板面积:10165m2/ 2860m2
  • 建设地点:福建漳州
  • 设计时间:2017年
  • 体系说明:钢结构框架+混凝土挂板+玻璃幕墙

  • 项目概述

  • 招商局·芯云谷项目位于厦门湾南岸漳州招商局经济技术开发区,总建筑面积约53万㎡,拟于2019年全面建成。
  • 芯云谷项目的开工,标志着福建区域首个第四代泛信息技术产业综合体启幕,定位为“低密生态、商务公园、智慧科技、产城融合”的综合型产业园。2#楼为华为公司综合楼。
  • 立面特点:
  • 板块带有三维突出造型
  • 1.1米(宽)x1.6米(高)的基本单元尺寸太小
  • 立面板缝隔层错动
  • 方案解析

  • 优化板块划分
  • 对比3.3米单元及4.4米单元两种方案,最终以自重小、龙骨均匀、非标准板类型较少为原则,确定3.3米基本单元为实施方案。
  • 优化龙骨方案
  • 选择横龙骨作为挂板载体,最大程度减少龙骨数量(板均一道),以解决竖向龙骨作为载体时,错缝设计带来的竖向龙骨过密或支点需要悬挑等问题。
  • 方案解析

  • 组合连接点设计
  • 根据板块的划分确定横龙骨顶标高,用一个钢板凳将上层板的一个支点一个拉点与下层板一个拉点组合在一起,再通过钢板凳的镜像放置,解决所有挂板连接安装问题。解决错缝设计连接点分散容易冲突的问题,同时减少了埋件类型,提高生产效率。

  • 典型构件

  • 亚泰医药产业园孵化楼项目

  • 项目简介
  • 地上建筑面积 (单栋)/ 挂板面积(单栋):2900m2 / 2200m2
  • 建设地点:吉林长春
  • 设计时间:2017年

    体系说明:混凝土框架+混凝土挂板


  • 总平面图——示范区选址

  • 项目概述
  • 亚泰国际健康产业园项目位于长春高新北区,规划总建筑面积约70万平方米,共划分为七个功能组团构成三大功能板块。产业园将以园区建设为契机,打造“技术领先、产品过硬、管理科学”的智慧、智能、与资本市场对接的高技术产业园区,打造北方知名医药产业园,成为吉林省的一张明信片。
  • 项目选择产业园A区生物疫苗生产基地A08号孵化楼小片区,做为示范工程,提出预制挂板技术方案。
  • 立面方案

  • 项目体量方正,立面全部采用预制混凝土外墙挂板。整间板划分,产品造型独特,表面肌理设计为压纹与清水饰面的结合。

  • 工艺设计

  • 在工艺方面,一件合格的外墙产品的诞生,离不开前期各个环节的推敲。

  • 典型构件

  • 首件验收

  • 榆树庄回迁房项目

  • 项目简介
  • 产业化建设规模: 275918 m2 /2900户建设地点:北京丰台
  • 设计时间:2017年至今
  • 体系说明:装配整体式剪力墙结构
  • 项目概述
  • 花乡榆树庄回迁房项目位于丰台区西部,西四环与西五环之间。 项目地上住宅建筑最高18层,回迁房共计2900户。
  • 标准化
  • 实施住宅产业化的部分,共计31栋楼,实施面积为275918 m2。31栋产业化住宅楼共设计标准户型四个,通过拼接组合成为住宅单元,形成标准楼型三个(因楼高和拼接方式不同扩展为八个子项)。
  • 相关指标
  • 31栋实施装配式建造的住宅楼单体预制率全部达到40%以上,其中有9栋住宅楼单体预制率达到50%,建筑面积约5.7万平米。

  • 南阳台挂板方案
  • B户型南向阳台,采用板式叠合结构。 阳台与空调板分开预制,提高了空调板的标准化程度;阳台外围护采取预制夹心保温挂板形式,满足了北方地区阳台空间的采暖需求,大大提升了居住的舒适性。
  • 节点设计

  • 预制混凝土外墙广泛适用于混凝土框架结构和钢结构建筑的外墙工程,可以较好满足公共建筑外墙装饰、保温、隔热、抗震、围护、防水、防火、隔声、耐久等所有性能的设计要求;同时也能在住宅项目中发挥画龙点睛的作用,是装配式建筑外衣的一个推广方向,未来具有广阔的市场空间和良好的应用前景。

  • 预制混凝土外墙是一套基于设计、生产、施工的成套技术集成产品体系,应针对不同工程特点和设计目标进行精心组织策划,确保项目工期、质量、经济、安全等目标的实现。

  • 预制混凝土外墙的研发和工程应用需要建筑师、工程师、深化设计人员,生产企业,从方案到实施的全过程密切配合和共同创作。需要专业化产品设计、生产、施工团队的配合,才能确保其实施质量和完成效果。

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