文/中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司國家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心 姜中天
鋼結(jié)構(gòu)住宅具有綠色節(jié)能環(huán)保、舒適安全抗震等優(yōu)越特性,是新型工業(yè)化建筑體系的重要代表之一,目前其設(shè)計(jì)和施工技術(shù)已較成熟,是建筑產(chǎn)業(yè)化的重要發(fā)展方向,也是北京市推廣裝配式建筑的主要抓手之一。2017年2月發(fā)布的《北京市人民政府辦公廳關(guān)于加快發(fā)展裝配式建筑的實(shí)施意見》(京政辦發(fā)[2017]8號)中明確提出,按照適用、經(jīng)濟(jì)、安全、綠色、美觀的要求,推動建造方式創(chuàng)新,大力發(fā)展裝配式混凝土建筑和鋼結(jié)構(gòu)建筑,并在重點(diǎn)任務(wù)中提出要完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,即加快制定本市地方標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
北京市處于全國建筑用鋼及相關(guān)配套發(fā)展條件最好的京津冀地區(qū),得天獨(dú)厚的配套條件是北京發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢之一,可快速催生鋼結(jié)構(gòu)建筑上下游企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型和升級,對于中央提出的去產(chǎn)能、供給側(cè)改革和京津冀協(xié)同發(fā)展是非常好的契機(jī)。
為提高鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收與運(yùn)維的技術(shù)水平,規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)體系在住宅建筑中的應(yīng)用,編制組在總結(jié)國內(nèi)多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定了本規(guī)程。規(guī)程從住宅設(shè)計(jì)、制品與配套設(shè)計(jì)、施工安裝、工程驗(yàn)收及運(yùn)維等方面,為鋼結(jié)構(gòu)住宅工程質(zhì)量提高提供了依據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)2016年底被列入2017年度北京市地方標(biāo)準(zhǔn)的編制計(jì)劃,編制周期為2年,截至本文發(fā)稿日,該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已完成預(yù)審,預(yù)計(jì)2019年內(nèi)發(fā)布。
目前,鋼結(jié)構(gòu)方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范非常成熟,但與居住建筑的結(jié)合存在一些技術(shù)問題,如內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的配合、支撐體系占用空間影響功能空間排布、新技術(shù)及新理念的應(yīng)用對住宅成品的建成性能有一定影響等。此外,從政府監(jiān)管到設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收各環(huán)節(jié),現(xiàn)行規(guī)范尚存針對性、操作性不強(qiáng)和細(xì)化規(guī)定不夠落地的問題,在如此齊全的標(biāo)準(zhǔn)體系下難以找到能有效指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)的內(nèi)容。下文列舉幾個(gè)較典型的規(guī)范。
1)GB 50017-2014《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 該規(guī)范為結(jié)構(gòu)專業(yè)專用,也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須參考的一本規(guī)范,涵蓋各種類型的建筑,內(nèi)容全面詳實(shí),但對住宅方面的應(yīng)用缺少針對性。
2)GB 50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 該規(guī)范偏重工程質(zhì)量的查驗(yàn),但與居住品質(zhì)密不可分的建成性能方面的內(nèi)容卻較少提及。
3)CECS 261-2009《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》 該規(guī)范以綜合技術(shù)的集成為目標(biāo),為鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)提供了方向和框架,涉及建筑和結(jié)構(gòu)兩個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)要求,且編制年代早,涉及的鋼結(jié)構(gòu)體系較少,不太適合目前的市場環(huán)境。
4)GB/T 51232-2016《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)規(guī)范》 為近期發(fā)布的國標(biāo),借助集成設(shè)計(jì)和BIM技術(shù),以實(shí)現(xiàn)裝配式建筑全生命周期一體化為目標(biāo)的理念較新穎,但其內(nèi)容仍以框架性的建議為主,缺乏可落地實(shí)施的具體要求和技術(shù)指標(biāo),略欠可操作性。
無論是政府管理部門、設(shè)計(jì)施工單位、質(zhì)量管理部門,在鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)過程中都會遇到一些與現(xiàn)行規(guī)范矛盾或缺乏依據(jù)的問題,若不及時(shí)解決,對推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅會有很大影響。
北京市在各年代已建設(shè)完成并正式投入使用的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑有很多,但均因缺乏總結(jié)和提升,設(shè)計(jì)、配套、維護(hù)管理等問題處理不盡如人意,而鋼結(jié)構(gòu)及配套產(chǎn)品和技術(shù)體系日新月異,設(shè)計(jì)、審查、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)的相關(guān)規(guī)定有的太籠統(tǒng),有的不適用。
另外,考慮到北京市內(nèi)住宅的建設(shè)強(qiáng)度、抗震設(shè)防烈度、規(guī)劃條件及地塊的復(fù)雜性等,有針對性地提出設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收一體化的技術(shù)路徑、相關(guān)要求和技術(shù)指標(biāo),成為在居住建筑中推廣鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)體系的重點(diǎn)。北京市目前還缺乏既有引導(dǎo)性又有實(shí)操性的標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)的出臺尤為迫切。
本標(biāo)準(zhǔn)的編制原則主要包括4個(gè)方面,即“解決痛點(diǎn)、強(qiáng)化成品、良好協(xié)同、易于操作”?!敖鉀Q痛點(diǎn)”主要包括鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目的產(chǎn)品配套、技術(shù)配套問題,成品住宅性能問題,生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、建造一體化協(xié)同問題,施工、驗(yàn)收技術(shù)依據(jù)具體化問題等,上述問題一直困擾著工程鏈條各相關(guān)方,本標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上能夠解決上述問題;“強(qiáng)化成品”主要指本標(biāo)準(zhǔn)以“成品住宅”設(shè)計(jì)建造理念貫穿全文,提出設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、管理等環(huán)節(jié)一體化的技術(shù)要求和實(shí)施路徑;“良好協(xié)同”主要體現(xiàn)在不過多重復(fù)和強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)專業(yè)的技術(shù)要求,從北京市住宅建設(shè)特點(diǎn)出發(fā),系統(tǒng)化地提出建筑各相關(guān)專業(yè)的技術(shù)措施、性能指標(biāo)要求等;“易于操作”主要由于該標(biāo)準(zhǔn)未來將直接指導(dǎo)北京市鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè),在編制過程中,沿襲國標(biāo)、行標(biāo)技術(shù)理念的同時(shí),進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)要求,將各項(xiàng)技術(shù)措施具象化的體現(xiàn),解決設(shè)計(jì)、配套、施工、驗(yàn)收、管理等具體問題,提高可操作性。
除上述原則外,標(biāo)準(zhǔn)制定思路主要包括以下3個(gè)方面。
1)針對能發(fā)揮材料優(yōu)勢的鋼結(jié)構(gòu)體系制定相關(guān)的技術(shù)要求和指標(biāo),對建設(shè)市場進(jìn)行正確的技術(shù)引導(dǎo)。
2)強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)的模數(shù)化應(yīng)用,強(qiáng)化設(shè)計(jì)、建造的標(biāo)準(zhǔn)化、通用性和多樣性,為內(nèi)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)主體的配合,各類建筑制品、機(jī)電設(shè)備、全裝修等與建筑主體的協(xié)同創(chuàng)造條件。
3)提出建筑制品配套和產(chǎn)品鏈的相關(guān)要求和保證性能的技術(shù)措施,為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、驗(yàn)收各環(huán)節(jié)提供相應(yīng)的技術(shù)路徑。
主要章節(jié)包括總則、術(shù)語、一般規(guī)定、住宅設(shè)計(jì)、制品及配套設(shè)計(jì)、施工與安裝、工程驗(yàn)收、使用與維護(hù)。
本標(biāo)準(zhǔn)編制采用示范先行的方式,參加編制單位中,北京建誼集團(tuán)、北京住總集團(tuán)、北京首鋼國際先后開展了成壽寺B5地塊鋼結(jié)構(gòu)定向安置房(鋼框架-鋼板剪力墻體系)、黑莊戶4號鋼結(jié)構(gòu)住宅(鋼框架-偏心支撐體系)、首鋼鑄造村4號及7號鋼結(jié)構(gòu)住宅(鋼框架-支撐體系)等項(xiàng)目,標(biāo)準(zhǔn)中部分指標(biāo)和要求的提煉也基于上述工程項(xiàng)目(見圖1~3),具有一定的針對性和實(shí)操性。另外,編制組調(diào)研了京津冀地區(qū)近期開工建設(shè)的住宅工程,并借鑒了滄州??导覉@住宅項(xiàng)目、唐山?jīng)赎栃鲁卿摻Y(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。另外,通過技術(shù)體系梳理、產(chǎn)品體系匯總、配套技術(shù)總結(jié)等方式,開展了9項(xiàng)專項(xiàng)技術(shù)的論證,包括國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)居住建筑應(yīng)用現(xiàn)狀、基于北京市的鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)鏈及配套技術(shù)研究及論證、適宜北京建設(shè)特點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系論證及趨勢分析、鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)措施論證、鋼結(jié)構(gòu)住宅通用技術(shù)體系及使用說明等方面,按照技術(shù)報(bào)告的結(jié)論進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的編制,其中技術(shù)指標(biāo)和要求均已體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中。下面簡要列出部分條文內(nèi)容。
圖1 成壽寺B5地塊鋼結(jié)構(gòu)定向安置房項(xiàng)目效果
圖2 黑莊戶4號鋼結(jié)構(gòu)住宅效果
圖3 首鋼鑄造村4號及7號鋼結(jié)構(gòu)住宅效果
3.2.1 貫穿成品住宅的建設(shè)理念
通篇貫穿成品住宅的建設(shè)理念,加強(qiáng)各環(huán)節(jié)間的銜接和配合,條文技術(shù)要求舉例如下。
1)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅須實(shí)施全裝修,并以成品住宅的形式交付。
2)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅設(shè)計(jì)應(yīng)由建筑專業(yè)主導(dǎo),結(jié)構(gòu)、給水排水、暖通空調(diào)、電氣、智能化、全裝修等專業(yè)應(yīng)提前介入,各專業(yè)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行、同步完成。
3)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅各專業(yè)的設(shè)計(jì)文件應(yīng)完整齊全,圖紙達(dá)到施工圖深度,文件包含全裝修專篇,并與建筑設(shè)計(jì)圖紙同步提交。
3.2.2 明確鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)方向
明確北京市發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)方向,條文技術(shù)要求舉例如下。
1)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅應(yīng)采用大開間的結(jié)構(gòu)體系,在滿足近期使用要求的同時(shí),兼顧未來改造的可能。
2)鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)應(yīng)充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)特性,兼顧標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化,并滿足北京市對住宅產(chǎn)業(yè)化及綠色建筑的技術(shù)要求。
3)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅可根據(jù)房屋高度、不規(guī)則程度、柱距大小和場地類別等,分別采用下列結(jié)構(gòu)體系:①框架結(jié)構(gòu) 包括框架結(jié)構(gòu)+各型阻尼器;②框架-支撐結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)包括屈曲約束支撐和普通鋼支撐;③框架-延性墻板結(jié)構(gòu) 延性墻板包括屈曲約束鋼板墻、無黏結(jié)內(nèi)藏鋼板支撐剪力墻板、內(nèi)嵌帶豎縫混凝土剪力墻板和普通鋼板剪力墻等;④其他結(jié)構(gòu)類型與體系確有依據(jù)時(shí)也可采用。
3.2.3 提倡通用化的裝配式建筑技術(shù)體系
1)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅應(yīng)采用設(shè)備管線與結(jié)構(gòu)主體分離的方式。
2)廚房、衛(wèi)生間的平面位置宜靠近公共管井、生活陽臺等區(qū)域,排水器具應(yīng)與機(jī)電設(shè)備結(jié)合布置。
3)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的垂直設(shè)施、管線應(yīng)集中設(shè)置在公共管井內(nèi)或生活陽臺等便于管理和維修的空間內(nèi)。
4)衛(wèi)生間應(yīng)采用同層排水方式。
本標(biāo)準(zhǔn)基于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,針對北京市鋼結(jié)構(gòu)住宅部品、部件、技術(shù)體系配套情況,補(bǔ)齊國標(biāo)、行標(biāo)普遍存在的針對性差,技術(shù)配套不齊全,審查、驗(yàn)收環(huán)節(jié)不適用等短板,針對北京市發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場條件和技術(shù)配套等情況進(jìn)行細(xì)化要求,引導(dǎo)可發(fā)揮材料性能優(yōu)勢的技術(shù)體系在北京推廣,基于鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)提出有針對性的規(guī)定,使標(biāo)準(zhǔn)更具可操作性。
本標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)內(nèi)容涵蓋設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)維等環(huán)節(jié),各章技術(shù)內(nèi)容邏輯統(tǒng)一,存在較好的相互協(xié)同性和關(guān)聯(lián)性,工程各環(huán)節(jié)的銜接和配合度較高,便于相關(guān)技術(shù)人員參考。標(biāo)準(zhǔn)中通篇貫穿成品住宅的設(shè)計(jì)建造理念,將技術(shù)內(nèi)容延伸至技術(shù)和產(chǎn)品配套、運(yùn)營維護(hù)及針對居民住宅的使用說明,不僅為工程建設(shè)各方,也為運(yùn)維環(huán)節(jié)和居民使用等提供參考。