低碳时代的钢骨柔情

 

01 低碳时代的先行者

  

2021年 是北京开启高标准建设发展的元年；

 

2030年 碳达峰、2060年 碳中和的目标对建筑行业提出了高质量发展的新要求；

 

在高标准建筑技术的实践与应用中，维拓设计 一直在不断开拓进取探索前行。

 

2016年大力发展装配式建筑以来，低碳环保绿色与可持续的理念成为建筑的主旋律，传统建造方式已无法满足高品质发展的需求。单体建筑全生命周期中，建筑材料生产期的碳排放量是关注的重点。

 

 

钢结构建筑抗震性能好，作为低碳绿色的建筑材料，材料回收和再生率达70%以上，建筑垃圾为混凝土建筑的1/4。

 

始于2016年的丰台南苑钢结构公租房于2021年竣工完成，成为北京钢结构公租房工程实践的第一批先行者。

 

 

项目概况：

 

丰台南苑公租房项目地上建筑面积 5.6万平米，楼座编号 A34#（U形）、A35#（H形），地上16层，地下一层。
装配式策略：
结构体系：竖向构件:  钢框架-支撑
水平构件：可拆卸底模钢筋桁架楼承板+预制混凝土楼梯
围护体系：ALC外墙及分户墙+轻钢龙骨内隔墙
内装体系：集成卫浴系统、集成厨房系统、一体化装修
管线体系：100% 管线分离、主体结构与墙面之间的龙骨空间作为管线的通道
达到AAA级评价标准

 

 

02  “钢铁侠”的披荆斩棘
 

作为北京为数不多的钢结构住宅工程，在项目的设计、建造中，面临钢结构住宅六大痛点与系统性难题:

 

• 露梁露柱
• 隔声问题
• 湿作业问题
• 外围护结构结露和漏水问题
• 管线分离
• 成本控制

 

设计从总体规划、平面布局、单元户型等各个方面综合分析，解决了最关键的平面空间体系问题；同时针对六大痛点研究分析钢结构住宅技术构造方案，基本解决了户型与结构匹配、露梁露柱、结构性能和集成管线、厨卫设计等装修方面的问题。

 

 

 

⒈建筑平面与钢结构体系的结合

 

不同于剪力墙结构体系的原则，钢结构体系的住宅户型设计需布置规则、连续的框架结构体系，优化不利的凹凸格局。对于公租房居住体系来说，整体居住模式与钢结构住宅高度适应，而多居室的功能尺度需求与结构性能背离，需要通过规划、空间模式的研究不断升级优化户型组合的平面框架；通过钢柱精细化布置及梁柱尺寸控制解决露梁露柱的突出问题。

 

 

▲ 钢结构住宅研发组户内实际效果回访

⒉钢结构住宅构造节点措施研发

 

针对钢结构住宅突出的隔声、结露、漏水等痛点问题，通过楼板构造、隔墙系统、外围护及内装部品系统的构造措施研究应用，有效提升住宅品质。

 

• 楼板采用钢筋桁架楼承板，隔声与混凝土结构无差别设计；
• 分户隔墙的隔声性能化改进，阻断固体传声通道解决钢结构住宅隔声问题；
• 内分隔墙干法施工、内外墙平整度控制；
• 外围护保温、结露及漏水等建筑性能问题；
• “真正“的装配式钢结构装修系统，管线走轻钢龙骨夹壁墙；
• 集成厨卫设计。

 

 

▲ 施工现场节点
 

 

▲ 建筑施工过程

 

▲ 室内精装呈现

 
03 小户型发挥大能量
 

相对于公租房平面体系与钢结构住宅理念的高度契合，钢结构大跨度的优势在公租房小空间的高效利用中略显狭促。结合南苑公租房的设计工程经验，针对如何发挥钢结构在大空间与建筑全生命周期灵活分隔的优势，从建筑到建造需要从更高维度去思考高质量发展的设计需求。

 

⒈公租房的小户大家

 

公租房特点是五脏俱全的经济型居住集合，对于每一个入住的家庭与个体，小户型是承载情感和生活的容器，更是托起未来美好生活的起点。

结合钢结构跨度优势可以适当增加公共活动空间区域，提高居住的舒适度。同时结合单元住宅户型与部品的精细化设计考虑户型未来的可变性。

 

 

⒉高品质设计精度控制

 

钢结构住宅的装配式安装、精细化控制装饰构件与空调机位等设施，高精度的控制从工程呈现来看体现出巨大的优势潜能。钢结构装配式建筑将工厂生产与现场建造结合，能满足低碳发展的需求。

 

 

展望未来，我们应该从结构体系研究空间平面的全周期应用，通过不断推进外围护+内装+移动式家具来优化控制钢结构整体成本造价。

 

在钢结构住宅项目中实行工程总承包的建设模式对控制成本也十分必要，由设计单位牵头的工程总承包企业，对项目的设计、采购、施工全面负责，能够将工艺设计与设备材料的采购、安装紧密地结合起来，有利于缩短工程工期，降低项目投资，提升项目的质量，实现综合效益的提升。从设计建造全周期全面发挥钢结构的跨度优势与工程优势，真正挖掘钢结构住宅建造的高效潜能。

 

 

04 技术思维破局冰河时代

 

2022年，装配式技术是维拓设计关注的重点领域。

在北京这样的特大城市有着多元化的住房供应需求，保障类租赁住房是社会民生的重要保障手段，而公租房从政策、运营、规划来看，建筑设计思维依然固化于既有的建造形态，欠缺对人性特色化空间形态与建造创新领域的探索与研究。

 

 

钢结构住宅的技术集成建造需要建筑从业者设计思维的不断创新改变，从高质量发展的需求出发提出更加创新的设计解决方法，应用BIM设计管理实现建造构件的标准化与运营管理的可持续发展。

未来的低碳时代，我们相信在技术的支撑下，钢结构体系一定会突破冰河时代的开发困居，真正融入建筑和我们的生活空间，为美好的生活提供无限的可能！

 

 

项目团队：维拓设计

总建筑师：任　明、常海龙

总工程师：李洪求

设计团队：岳　兵、姜　南、林　然、徐　桀

　　　　　李春敏、马　超、张克阳   

建设单位：北京悦恒置业有限公司  

施工单位：中建八局

设计时间：2018年

竣工时间：2021年

 

▲ 钢结构住宅研发组项目回访合影

（从左至右：冷冬梅、张画景、李洪求、常海龙、任明、姜南）

（原创：张画景、冷冬梅）