笔记《模块化建筑的防水问题2》
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本文摘录自2016年9月29日至10月1日在加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿市举行的模块化和非现场施工(MOC)峰会，作者为新加坡国立大学土木与环境工程系戴硕，南京工业大学名誉教授刘建勇2，戴子权3，王彦波4由于2016年还是新加坡大规模推广PPVC的前期，后续很多项目没有实施，因此文章中提到的最高案例现在已经被多次打破……但是本文提到的新加坡全年多雨，在施工过程中如何做到防水，这是几乎所有模块化建筑从业企业早期都会碰到的问题，作者虽然没有在细节上给出答案，但是提供了一种科学的分析方法。关联阅读：笔记《模块化建筑的防水问题1》
摘要预制预制体施工(PPVC)，也被称为体块模块化施工，最近已被用于高层建筑施工。然而，在现场连接体积单元的有效方法还没有很好的发展。因此，预期的高生产率受到了阻碍，PPVC建筑的成本大大高于传统的建筑方法。此外，模块对准和水渗透等问题经常暴露在组装过程中。此外，地方规范要求和地域差异常常导致连接技术发展的不同优先级和关注点。本文主要讨论PPVC系统中采用的通用连接技术。根据螺栓连接的拧紧位置不同，提出了三种连接方法。基于提出的可施工性准则和结构性能对这些方法进行评估。收集的信息有助于设计师和承包商理解开发新连接技术时的优先级和问题。介绍PPVC系统已广泛应用于世界各地的低层建筑中。然而，在新加坡这样人口密集的国家，推动PPVC系统在40层以上高层建筑中的应用成为最终目标。这不仅可以解决可预见的施工人力减少问题，还可以支持改善环境、节约资源等方面的可持续发展。在全球范围内，只有一座PPVC建筑已经建成超过30层(B2大西洋大厦，纽约)(Farnsworth 2014)。而且，该项目已经推迟了两年多，比传统的施工方法更加耗时。由于连接技术问题，整个项目暂停，模块从10层开始就不能安装。连接工艺设计与施工能力的不一致使整个工程陷入停顿。此外，连接的模块可能会遇到可服务性问题，如损坏的外观，如图1所示的视觉不舒适。正如Harrell等人指出的，模块外壳最容易被忽视的设计是相邻模块之间的连接，如图2所示。在各种模块化建筑项目中，漏水问题已被广泛报道，包括B2 Atlantic Tower、Darwin SOHO Apartments (Gardiner 2015;Harrell et al. 2016)。
在施工过程中出现这么多问题的原因是，对于设计人员来说，首先考虑的是结构的性能。设计师通常会提出一种连接技术，然后专注于结构性能的评估，而不是考虑在施工过程中可能发生的情况。然而，经验告诉我们，除了结构性能之外，更全面的考虑也很重要:1. 模块组装:连接模块和完成组装有多容易?对于过大的误差有什么应急计划吗?修改的速度和成本会有多快?修改是否会严重影响原有的目标结构性能?2. 渗水:施工过程中下雨时，堆叠模块和非堆叠模块如何防止渗水?此外，需要保护接头不受腐蚀。3.检查通道:是否有检查和维护通道?如果是，成本效益如何?4. 消防费用:连接技术对模块内和连接区域的消防有什么影响?5. 工作环境安全:是否需要额外的脚手架?工人是否在危险的环境中工作?6. 行业数量:除了专业的钢铁工人，现场还需要多少行业?（朱明点评：减少工种数量）7. 模块连接孔:模块连接是否导致模块完成损坏?8. 建筑灵活性:连接技术对模块和整个建筑的建筑布局有多大的灵活性?第1项对于所有项目都是至关重要的，如果不能解决它，将直接导致每个项目的失败。第2项在新加坡这样的热带地区要求特别高，那里几乎每天都有倾盆大雨;一旦水渗透到模块或接头区域，采取任何补救措施几乎是不可能的。项目3应严格执行，以确保新开发的PPVC系统的安全性和可靠性，特别是在没有足够的知识和官方指南的情况下。例如，在新加坡定期检查是强制性的(BIP Checklist For PPVC 2016)。第4项在新加坡是一个重要的考虑因素，因为消防费用非常昂贵。如果模块的设计和连接技术能够兼容，允许利用某些结构构件(如混凝土填充柱)的固有防火性，这将是非常划算的。然而，一些连接技术排除了使用CFC的可能性。项目5指出PPVC连接的主要好处之一，安全的工作环境，可能会受到损害，如果需要外部脚手架。通常情况下，如果使用脚手架，必须是那种可以升起的堆叠模块。因此，在现场建造是非常昂贵和耗时的。项目6在决定模块组装的成本和速度方面起着重要作用。例如，位于纽约布鲁克林的Atlantic Yards建筑B2采用了纯钢解决方案，通过使用横向承重支撑而不是传统的混凝土核心，以节省成本和时间(Farnsworth 2014)。如果需要在立面、墙壁或楼板上建立连接通道，第7项将被抬高。然而，这些通道可以用于检查和维护，因此有自己的优势。第8项对于建筑设计很重要，因为有些连接技术并不能适用于所有情况，稍后将进行说明。上述问题是本文用于回顾连接技术的标准和优先顺序。结构性能也被评估，因为它直接决定了连接技术在高层建筑中的适用性。
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