一、工程概況
東莞市楷模家居用品制造有限公司生態型家具及家具五金配件制造項目，總用地 44054.30 平方米，占地長約 261 米，寬約 179 米，位于廣東省東莞市厚街鎮沙塘村，地塊西側為規劃十二路，東側康樂南路，北側沙塘西路，交通便利。場地四周均為工業建筑，場地內有三棟原有建筑，分別是兩棟廠房 ( 廠房 B 與廠房 D) 和一棟辦公樓。本次新建 1號廠房和 2 號辦公樓分別位于場地的西北側和西南側，整個地塊平坦，與周邊道路無較大高差，采用框架結構體系。建筑面積為 63092.871 平方米 , 場地總建筑面積為：76815.931 平方米，容積率為：1.597。
本項目結合廠區總體布局、用地功能分區、設計安全暢通、經濟合理、組織順暢的道路交通系統，進一步實現生產、生活既不相互干擾，各功能分區又緊密有機的結合、區外交通密切相連的整體效果。1 號廠房位于場地西北側，臨近城市道路，簡潔、大方、現代的建筑造型，有效提高了整個廠區的標示性。在規劃設計上，1 號廠房臨近原有廠房，場地西側設置貨流出入口，貨車可通過 1 號廠房的架空空間進入廠區，新建廠房與原有廠房聯系緊密。2號辦公樓位于場地西南側，整個建筑掩藏在土堆綠化中。園林式的土堆綠化，營造了舒適園區環境，土堆綠化中與原有建筑拉開距離，形成園區的入口廣場。
單體建筑的風格設計上，采用現代的手法，在造型上采取進退處理，創造建筑富有層次的立面效果，大面積玻璃窗的應用，更加體現了項目的現代感；簡潔明快的色彩搭配，活躍了建筑風格的氛圍。結合園區原有廠房現狀，尊重周邊環境，進行綠色生態型的廠房園區設計。1 號廠房層層疊退的垂直綠化與 2 號辦公樓覆土綠化設計，為整個園區創造綠色生態的室外空間環境，遵循了以人為本的設計理念，創造更具國際前沿性和代表性的現代廠區，為工人提供環境更加優美生產空間。工藝流程合理，功能分區明確；合理布局，節約用地，盡量減少土石方工程量；廠區布置滿足環保及消防等方面的要求。
二、獲獎情況
2016 年榮獲東莞市勘察設計協會頒發的“2016年度東莞市優秀建筑工程設計方案”三等獎。
三、科技創新內容
（一）綠色環保的設計
楷模家居致力于倡導“綠色、自然、樸實”的企業文化，在項目的建設中同樣貫徹落實了綠色環保的理念，既保留了原有的歷史印記，又突出了新時代的創新思維。項目中對拆除的建筑垃圾進行分類整理，對可回收的原材料加以利用，最大程度的減少對自然環境的破壞；對基坑開挖產生的余泥進行合理利用，設計上應用巧妙的手法，形成景觀草坡、假山植被，并將辦公樓置身于山體中，把整個建筑隱入環境中，打造出綠色生態的高品質廠區。
（二）引入 3D 打印技術
新建1號廠房的設計風格采用現代的設計手法，其平面輪廓均為流線型曲面，立面上層層退進，創建出富有層次感的建筑效果。流線型曲面的模板制作，是工程中要解決的重大技術問題。施工中我們引入了 3D 打印技術，對曲面進行拆分、放樣 ，精準的擬合了設計的流線型曲面，完美地展現了設計效果。
（三）BIM 的管線綜合應用技術
基于 BIM 的管線綜合應用技術，通過碰撞檢查，凈空分析等功能，對管線進行深化設計，合理排布管線位置，最終整合成一個最優化的綜合設計方案。避免在實際施工中出現管線個系統的拆改和返工，節約了時間和成本，降低了實際施工難度。
四、新技術應用與效果
本工程在設計、施工和管理方面進行科技創新，共形成了 5 項關鍵技術，包括：（一）建筑垃圾與土方的循環利用技術。（二）基于 3D 打印的模板配制技術。（三）基于 BIM 的管線綜合技術。（四）高強鋼筋的應用技術。（五）綠色節能的應用技術。
（一）建筑垃圾與土方的循環利用技術
1、項目的最大特點是在原廠區的規模上進行擴建，我們設計的理念摒棄了大拆大建的傳統思路，既要保留原有的歷史印記，又要突出新時代的創新思維。項目對一部分的區圍墻及舊建筑進行了拆除，但拆除的建筑材料并不是全部當做垃圾處理，而是保留下完好的磚瓦再加以利用。
項目現場安裝兩臺石材加工切割機，對完好的磚、瓦切割加工成統一的規格。再對舊廠房的每個單面墻體尺寸進行現場測量，然后用電腦排版調色按 1:1 打彩色效果廣告布，鋪貼在預先定制的木模板上，用膠粘牢固定成（600×600）的掛板。按設計圖紙的骨架尺寸設置預埋掛件，利用不同材料的顏色和規格，參數化的設計拼接圖案，鑲貼在預制混凝土板面上，嚴格控制預制板厚度，待養護期滿后，用小型電動起重機械輔助人工拼裝完成。完工后達到理想的設計效果，使舊材料變廢為寶、節約資源綠色環保，使舊廠房賦予了新的生命力。具體操作工藝如下：
(1) 測量放線：根據設計和施工現場實際情況準確測放出建筑輪廓的外邊線和水平垂直控制線，然后將受力骨架豎框的中心線按設計分格尺寸彈到結構上。測量放線要在風力不大于 4 級的天氣情況下進行，個別情況應采取防風措施。
垃圾循環效果展示圖
(2) 錨固件安裝：骨架錨固件應盡量采用預埋件，在無預埋件的情況下采用后置埋件，埋件的結構形式要符合設計要求，錨栓要現場進行拉拔試驗，滿足強度要求后才能使用。錨固件一般由埋板和連接角碼組成，施工時按照設計要求在已測放豎框中心線上準確標出埋板位置，后打孔將埋件固定，并將豎框中心線引至埋件上，然后計算出連接角碼的位置，在埋板上劃線標記，同一豎框同側連接角碼位置要拉通線檢測，不能有偏差。角碼位置確定后，將角碼按此位置焊到埋板上，焊縫寬度和長度要符合設計要求，焊完后焊口要重新做防銹處理，一般涂刷防銹漆兩遍。
(3) 骨架制作安裝：根據施工圖及現場實際情況確定的分格尺寸，在加工場地內，下好骨架橫豎料，并運至現場進行安裝，安裝前要先根據設計尺寸掛出骨架外皮控制線，掛線一定要準確無誤，其控制質量將直接關系裝飾面質量，骨架采用型鋼，連接件即可采用螺栓也可采用焊接的方法連接，焊接質量要符合設計要求及規范規定，并要重新做防銹處理。主體結構與幕墻連接的各種預埋件，其數量、規格、位置和防腐處理必須符合設計要求。金屬框架與主體結構預埋件的連接、立柱與橫梁的連接及幕墻面板的安裝必須符合設計要求，安裝必須牢固。
(4) 拼接飾面板安裝：將運至工地的拼接飾面板按編號分類，檢查尺寸是否準確和有無破損、缺楞、掉角，按施工要求分層次將石材飾面板運至施工面附近，并注意擺放可靠。用小型吊機調整安放每皮金屬掛件的標高，金屬掛件應緊托上皮飾面板，而與下皮飾面板之間留有間隙。安裝時，要在飾面板的銷釘孔或切槽口內注入石材膠，以保證飾面板與掛件的可靠連接。在搬運拼接飾面板時，要有安全防護措施，擺放時下面要墊木方。嵌膠封縫石材板間的膠縫是裝飾面層的第一道防水措施，同時也使拼接飾面板形成一個整體。
2、新建廠房考慮人車分流和配套車位的要求，需要設置一層地下室。項目策劃中考慮泥土外運對環境的污染和成本的增加，決定就地消化開挖的土方，堅決不對脆弱的環境增加負擔，維護綠水青山的良好環境。
基坑土方堆圖片 土方循環利用效果展示圖
設計中精確的測算了需要開挖的土方量，在新建辦公樓的周邊空地處堆積土方，形成自然的坡地，其最高點約九米。在坡地上進行景觀綠化，營造良好的工作環境。即解決了土方外運的難題，也提高了廠區的綠化率，提升了廠區的整體形象。
本項目部通過深度研究，精心策劃，合理安排工序，以綠色環保節能理念開展施工，首先建造辦公樓，在施工完成辦公樓主體結構，做好室外防水后。利用開挖廠房地下室的土方，作為辦公樓周邊的覆土土料，既環保又減少車輛土方外運成本，減少施工對環境污染。施工過程中嚴格按照設計的標高進行土方堆積，對坡度較陡的部位進行掛網保護，避免土方滑坡。堆積土方對新建辦公樓的側推力，應用軟件進行真實的計算模擬，同時要求土方沿著建筑物對稱堆置，減少堆土對建筑物的側壓力，確保新建建筑物的結構安全。
（二）基于3D 打印的模板配制技術
新建 1 號廠房的設計風格采用現代的設計手法，其平面輪廓均為流線型曲面，每層均設置較大尺寸的外挑走廊，立面上層層退進，創建出富有層次感的建筑效果。每層的大露臺均設計了垂直綠化系統，遠看仿佛一座“橫看成嶺側成峰”的自然景觀。
為了保證立面的設計效果，項目施工中采用了3D 打印的模板配制技術。對外廊檐口弧線造型進行了深化設計，引入了模數化的設計理念，把不規則的弧線輪廓拆分為 18 個規則的曲線。在電腦中對整個弧線輪廓進行拆分，劃分為不同的構件編號，對各個構件進行放樣，深化圖紙交付給工廠應用 3D技術，定制成 18 種不同規格的鋼模板。鋼模板分批運到工地，工人按照電腦排版的編號進行模板的預拼裝，再用全站儀進行平面網格多維度復核放線，經過三級檢查合格后，使外廊輪廓線完全符合設計圖紙要求后，方可進行下一道工序的施工。
個別構件的內外均為弧線，混凝土分兩次澆搗。首先把圓弧底板混凝土澆搗后，再用定制模板二次裝弧型構件的面板。澆搗混凝土成型達到設計強度后，對外廊檐口弧型的抹灰，采用適當的間距釘預制小木方條作標筋，基層掃界面劑，掛玻纖網，抗裂外墻膩子灰三度，然后打磨清理干凈粉塵，再噴兩道氟碳漆。使檐口弧型飽滿、圓潤，完工后的外觀效果與設計圖紙完全一致。
拆模后效果展示圖
3D打印鋼模配制
組合鋼模板的具體施工工藝如下：
（1）放線定位：先校準周圍的定位點，再用全站儀進行平面網格多維度放線將軸線投測到底模上，彈出基礎中心線和邊框線。
（2）組裝模板：: 根據合適的大小選擇尺寸較小的鋼模板拼裝成側板，遇到小鋼模板規格不符合要求時，可以用窄木板進行適當的修正；將小鋼模、四角角模沿彈出的基礎邊框線側立放置，然后使用U 形卡連接成整體，設置合適的橫楞和豎楞，斜撐和水平撐一端固定在豎楞和橫楞上，另一端頂緊在木樁和加墊板的壁上；在下階側板上加設橫楞，固定好。
（3）校正模板：用線錘校正垂直度，用水平尺校正平整度，模板要對準邊框線，并校準中心線，模板校正后，應該及時支撐牢固。施工時要充分了解組合鋼模板的施工工藝流程和操作要點，避免錯誤操作帶來的負面影響。
（三）基于 BIM 的管線綜合技術
項目的地下室各種設備管線排布錯綜復雜，造成地下室的管線施工難度較大。同時不同系統的管線排布涉及到不同專業的設計人員和安裝人員，因此在施工過程中，會因為溝通協調等因素的影響，導致部分管線相互交叉碰撞，造成返工延緩工程進度，增加工程成本，甚至影響建筑物的質量。因此在施工之前，必須進行地下室的機電深化設計，將BIM 技術應用于建筑機電設備的設計和施工過程中，一方面可以實現碰撞分析、優化管線排布等，另一方面可以通過可視化模型，使得機電工程在建筑設計和管理過程得到優化，從而提高整個建筑物從設計到施工階段的優化。
利用 BIM 碰撞軟件檢查各專業之間的碰撞。按照圖紙設計說明，如果各系統管線在同一標高處發生碰撞，則首先保證排水管、風管，壓力管讓重力管，其次保證風管、小管讓大管等避讓原則進行調整。然后用碰撞軟件對管道模型進行碰撞檢查、漫游、凈空分析等發現設計圖紙中的問題，優化圖紙設計。
基于 BIM 的管線綜合應用技術，通過碰撞檢查，凈空分析等功能，對管線進行深化設計，合理排布管線位置，最終整合成一個最優化的綜合設計方案。避免在實際施工中出現管線個系統的拆改和返工，節約了時間和成本，降低了實際施工難度。
（四）高強鋼筋的應用技術
新建 1 號廠房為滿足生產工藝的需要，設計的柱網跨度較大，其最大跨度為 16 米；為滿足建筑立面的要求，每層都有大懸挑的外廊，其最大懸挑尺寸為 5.8 米；建筑平面每層都有退縮，造成豎向受力構件不連續，形成了較多的梁上柱；以上因素都會造成梁、柱的配筋較大，鋼筋較密。根據項目的受力特點，我們采用了高強度的 HRB400 鋼筋，合理的降低了鋼筋的用量，有效的節約了建造成本。
經對本項目的對比與測算，通過推廣應用高強鋼筋，在考慮構造等因素后，平均可減少鋼筋用量約 12%~18％，具有很好的節材作用。按房屋建筑中鋼筋工程節約的鋼筋用量考慮，土建工程每平方米可節約 25~38 元。因此，應用高強鋼筋的經濟效益比較明顯。
高強鋼筋的應用可以提高結構構件的配筋效率，在梁柱構件設計中，有時由于受配置鋼筋數量的影響，為保證鋼筋間的合適間距，不得不加大構件的截面寬度，導致梁柱截面混凝土用量增加。若采用高強鋼筋，可顯著減少配筋根數，使梁柱截面尺寸得到合理優化。
根據《混凝土結構設計規范》GB50010 規定，HRB 400MPa 級 鋼 筋 的 屈 服 強 度 標 準 值 為 400N/mm2，抗拉強度標準值為 540 N/mm2，抗拉與抗壓強度設計值為 360 N/mm2；500MPa 級鋼筋的屈服強度標準值為 500 N/mm2，抗拉強度標準值為630N/mm2；抗 拉 與 抗 壓 強 度 設 計 值 為435N/mm2。
新建 1 號廠房抗震等級為二級，基本烈度為 7 度，為保證鋼筋材料符合抗震性能指標，梁柱鋼筋均采用帶后綴“E”的熱軋帶肋 HRB 400MPa 鋼筋。
（五）綠色節能的應用技術
1、場地風環境良好。合理的場地布局，夏季充分利用堆土形成的山坡以及新建的廠房形成“U型”兜住東南季風，結合架空層的通透性，給場地和架空層帶來良好的自然通風效果。
2、多種綠化形式，增加綠容量。采用了屋頂綠化、垂直綠化等方式，種植本土植物，采用喬木灌木草地相結合的方式增加場地綠容量。
3、采用覆土掩蓋技術，增加綠化面積。辦公樓利用地下室開挖形成的土方進行完全掩蓋，將整個建筑埋置于土中既增加了綠化面積，又減少了土方外運量。
4、優化場地環境設計，降低熱島強度。建筑采用白色飾面，降低建筑表面太陽輻射吸收系數從而降低建筑表面溫度，同時采用多種綠化形式和架空層通風技術，多技術應用降低場地熱島強度。
5、廢棄建材資源化利用。將舊有建筑拆除時留下的磚和瓦片經打磨后重新作為建筑表面裝飾材料，形成一種獨特的裝飾風格，同時表面材料的多孔性造就了會呼吸的建筑表皮。資源化利用舊有建筑材料，極大的減少了建筑垃圾的產生。
6、室內光、熱環境優化設計。充分利用建筑外挑的陽臺對下層形成遮陽措施，避免過量的直射光進入室內；建筑平面設計適當控制進深，相對兩側同時開啟外門窗形成穿堂風，提高自然通風效果；大面積落地窗設計使得室外漫射光進入室內，形成柔和的室內光環境，減少照片開啟時間，節約大量照明能耗。
五、社會和經濟效益
東莞市楷模家居用品制造有限公司生態型家具及家具五金配件制造項目屬于“三舊改造”，是東莞市市屬重大項目。在既有舊廠區的空地建造一棟生態型新型廠房，一棟覆土辦公建筑，并對既有 3 棟廠房與辦公樓進行改造。
根據所處嶺南地區的氣候特色，因地制宜的探索運用先進的綠建措施，將整個項目打造為生態、綠色、環保的現代廠區。在全國的工業項目中，起到綠色生態新型工業建筑的示范意義。在既有建筑改建，有著綠色生態實踐代表意義。
此項目打造適合廣東氣候的高品質廠區，塑造大灣區新型廠房的典范。
