PC構(gòu)件生產(chǎn)車間規(guī)劃與分析

孫玉萍，范超眾

（中機(jī)第一設(shè)計(jì)研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

隨著新型城鎮(zhèn)化建設(shè)推進(jìn)，傳統(tǒng)建筑模式難以適應(yīng)國家現(xiàn)代化建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需求，大力發(fā)展裝配式建筑已上升為國家戰(zhàn)略。區(qū)別于傳統(tǒng)建筑模式，裝配式建筑部品部件均是在預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)加工，再運(yùn)輸至項(xiàng)目現(xiàn)場吊裝和安裝完成[1]，施工工期大幅縮短；現(xiàn)場的人工作業(yè)和濕法作業(yè)大大減少，造成的環(huán)境污染大幅降低；此外，裝配式建筑的碳排放量比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑減少30%~40%，減排效果顯著。因此，作為建筑業(yè)的大國，更加環(huán)保高效的裝配式建筑在碳達(dá)峰與碳中和政策指導(dǎo)下將成為重要發(fā)展領(lǐng)域。

整個(gè)裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)鏈按照一般工程建設(shè)的時(shí)間順序，可以分為設(shè)計(jì)深化、構(gòu)件生產(chǎn)、現(xiàn)場施工、后期維護(hù)幾個(gè)部分，其中構(gòu)件生產(chǎn)是核心[2]。本文以某綠色建筑產(chǎn)業(yè)園PC構(gòu)件生產(chǎn)車間新建項(xiàng)目為例，闡述了PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2 PC構(gòu)件生產(chǎn)車間的工藝設(shè)計(jì)

2.1 車間任務(wù)與生產(chǎn)綱領(lǐng)

某綠色建筑產(chǎn)業(yè)園PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間規(guī)劃年產(chǎn)160 000 m3PC 構(gòu)件，其生產(chǎn)產(chǎn)品主要包含內(nèi)墻板、外墻板、疊合樓板，以及樓梯、陽臺(tái)、轉(zhuǎn)角板等異形構(gòu)件。車間全年工作時(shí)間300 d，每天工作10 h。

2.2 主要生產(chǎn)工藝流程

PC 構(gòu)件生產(chǎn)過程主要包括混凝土拌和、鋼筋加工、安裝預(yù)埋件、混凝土澆筑振搗、養(yǎng)護(hù)等工序，其主要生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

圖1 PC構(gòu)件主要生產(chǎn)工藝流程

2.3 工藝設(shè)計(jì)方案

結(jié)合PC 構(gòu)件生產(chǎn)工藝流程，PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間主要由原材料存儲(chǔ)區(qū)、混凝土攪拌區(qū)、鋼筋加工區(qū)、PC 構(gòu)件制作區(qū)、模具加工區(qū)、養(yǎng)護(hù)及堆場區(qū)以及生產(chǎn)輔助用房組成。主要生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)方案如下。

2.3.1 原材料存儲(chǔ)區(qū)

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)所需的砂、石料采用筒倉存儲(chǔ)，水泥、礦粉以及粉煤灰等原材料采用粉料罐存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)卸料、上料以及密閉存儲(chǔ)，減少環(huán)境污染、充分利用空間、減少占地面積。

2.3.2 混凝土攪拌區(qū)

混凝土拌和采用2 臺(tái)120 m3/h 的攪拌站完成，砂石骨料以及水泥、礦粉等粉料均采用全封閉皮帶線自動(dòng)上料，攪拌主樓配置頂吸式脈沖布袋強(qiáng)制除塵器，大大降低粉塵污染。

2.3.3 鋼筋加工區(qū)

鋼筋加工區(qū)主要完成鋼筋調(diào)直、切斷、彎箍，鋼筋桁架以及鋼筋網(wǎng)架制作等內(nèi)容。主要生產(chǎn)設(shè)備有數(shù)控鋼筋調(diào)直機(jī)、數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)、數(shù)控鋼筋桁架生產(chǎn)線以及鋼筋網(wǎng)片焊接機(jī)等。

2.3.4 PC 構(gòu)件制作區(qū)

PC 構(gòu)件制作區(qū)主要包括PC 綜合生產(chǎn)線、疊合板生產(chǎn)線以及固定模臺(tái)生產(chǎn)線。生產(chǎn)線主要由脫模系統(tǒng)、模臺(tái)預(yù)處理系統(tǒng)、布料振搗系統(tǒng)、模臺(tái)循環(huán)系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)以及中央控制系統(tǒng)等組成。

1）脫模系統(tǒng)：采用側(cè)翻機(jī)有效保證側(cè)翻精度，提升側(cè)翻脫模效率。

2）模臺(tái)預(yù)處理系統(tǒng)：主要包括模臺(tái)清理機(jī)、脫模劑噴霧機(jī)等裝置。實(shí)現(xiàn)模臺(tái)上混凝土殘?jiān)胺蹓m的自動(dòng)清掃、脫模劑的自動(dòng)噴涂。

3）布料振搗系統(tǒng)：主要包括混凝土輸送機(jī)、布料機(jī)以及振動(dòng)臺(tái)。采用混凝土輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)攪拌站和各布料點(diǎn)之間的無縫連接；布料機(jī)在程序控制下完成智能布料，實(shí)現(xiàn)按圖紙布料；振動(dòng)臺(tái)用于振搗密實(shí)已澆注的混凝土，確?；炷羶?nèi)部骨料分布均勻。

4）模臺(tái)循環(huán)系統(tǒng)：主要由模臺(tái)、模臺(tái)橫移車、導(dǎo)向輪以及驅(qū)動(dòng)輪組成。通過模臺(tái)循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模臺(tái)在各工位之間按節(jié)拍自動(dòng)流轉(zhuǎn)。

5）養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)：主要包括預(yù)養(yǎng)護(hù)窯、立體養(yǎng)護(hù)窯以及堆垛機(jī)。預(yù)養(yǎng)護(hù)窯采用低高度設(shè)計(jì)，降低能耗；立體養(yǎng)護(hù)窯采用多層設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)進(jìn)行溫濕度控制，提高面積利用率；堆垛機(jī)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)窯模臺(tái)的全自動(dòng)存取。

6）中央控制系統(tǒng)：采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工廠的自動(dòng)化、智能化、信息化。

2.3.5 養(yǎng)護(hù)及堆場區(qū)

構(gòu)件堆場是PC 工廠的重要組成部分，是預(yù)制構(gòu)件制作完成后養(yǎng)護(hù)和出廠前儲(chǔ)存發(fā)運(yùn)的場地，一般靠近生產(chǎn)車間，堆場面積一般為生產(chǎn)面積的1.5 倍左右?？紤]本項(xiàng)目所在地區(qū)的氣候條件，分別在室內(nèi)以及室外均設(shè)置養(yǎng)護(hù)堆場區(qū)。

3 PC構(gòu)件生產(chǎn)車間平面布局規(guī)劃

3.1 PC構(gòu)件生產(chǎn)車間規(guī)劃原則

PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間布局需根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)班制以及生產(chǎn)工藝流程將原材料存儲(chǔ)區(qū)、混凝土攪拌區(qū)、鋼筋加工區(qū)、PC 構(gòu)件制作區(qū)、模具加工區(qū)、養(yǎng)護(hù)及堆場區(qū)以及生產(chǎn)輔助用房進(jìn)行合理布置，實(shí)現(xiàn)工藝路徑最短、物流路線最優(yōu)。

3.2 PC構(gòu)件生產(chǎn)車間總體規(guī)劃方案

3.2.1 總體規(guī)劃方案

PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間圍繞PC 構(gòu)件制作區(qū)，以物流路線最優(yōu)為原則，分別布置骨料筒倉、混凝土攪拌站、鋼筋加工生產(chǎn)線、模具加工區(qū)、室內(nèi)養(yǎng)護(hù)區(qū)、室外堆場區(qū)以及生產(chǎn)輔助用房。PC構(gòu)件生產(chǎn)車間總體規(guī)劃方案如圖2 所示。

圖2 PC生產(chǎn)車間總體規(guī)劃方案

新建PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，長360 m、寬223 m，總建筑面積約80 244 m2。車間跨度由27 m 和30 m組成，柱距為8 m。車間內(nèi)最大行車噸位為20 t，行車軌高為13.8 m。攪拌站主樓區(qū)局部加高。在PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間西側(cè)設(shè)置多個(gè)密閉骨料筒倉，提高面積利用率，減少環(huán)境污染。在PC構(gòu)件生產(chǎn)車間東側(cè)設(shè)置露天成品堆場，采用20 t 龍門吊進(jìn)行成品起吊。

3.2.2 物流規(guī)劃方案

1） 砂、石料采用多個(gè)直徑為10 m 的筒倉進(jìn)行自動(dòng)化存儲(chǔ)，卸料過程中通過卸料倉、皮帶輸送線、計(jì)量系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)智能分倉、自動(dòng)計(jì)量；同時(shí)采用皮帶輸送線進(jìn)行自動(dòng)上料，實(shí)現(xiàn)原材料的智能化管理。

2）制作完成后的鋼筋構(gòu)件通過空中輸送系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)至各條生產(chǎn)線鋼筋暫存區(qū)，實(shí)現(xiàn)鋼筋配送的自動(dòng)化，減少地面物流。

3）保溫板通過車間西側(cè)的物流門運(yùn)至?xí)捍鎱^(qū)，在所需工位附近就近存放、加工，減少物流周轉(zhuǎn)。

4）混凝土攪拌站拌合后的混凝土通過混凝土輸送機(jī)配送至各條生產(chǎn)線布料工位，而后通過布料輸送料斗一次完成PC構(gòu)件的布料，提高生產(chǎn)效率。

5）PC 綜合生產(chǎn)線、疊合板生產(chǎn)線以及固定模臺(tái)生產(chǎn)線通過模臺(tái)橫移車、導(dǎo)向輪以及驅(qū)動(dòng)輪等模臺(tái)循環(huán)裝置，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的流線化，提高生產(chǎn)效率。

6） 制作完成后的PC 構(gòu)件采用行車以及無軌電瓶車轉(zhuǎn)運(yùn)至室內(nèi)養(yǎng)護(hù)區(qū)以及室外堆場區(qū)。

4 結(jié)語

PC 構(gòu)件生產(chǎn)是裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間的合理化規(guī)劃是構(gòu)件生產(chǎn)過程中物流通暢的重要保障。本文對(duì)某綠色建筑產(chǎn)業(yè)園PC 構(gòu)件生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)方案、總體規(guī)劃方案以及物流規(guī)劃方案進(jìn)行了介紹，在規(guī)劃階段融入生產(chǎn)過程自動(dòng)化、流線化、綠色環(huán)?；锪吓渌瓦^程精準(zhǔn)便捷化，用地面積集約化等理念，將該P(yáng)C 構(gòu)件生產(chǎn)區(qū)打造成綠色智能的現(xiàn)代園區(qū)，提升企業(yè)形象，增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。