PC構(gòu)件工廠總體規(guī)劃與功能分區(qū)探討

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1產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與政策導(dǎo)向

當(dāng)今社會(huì)，為解決建筑業(yè)“用工荒”、提升建筑品質(zhì)、順應(yīng)節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求，建筑構(gòu)件、部件越來(lái)越多的通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，即由傳統(tǒng)的現(xiàn)澆模式向裝配式建筑轉(zhuǎn)型升級(jí)。2020年7月，住建部聯(lián)合國(guó)家發(fā)改委等十三部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出要以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級(jí)為動(dòng)力，形成涵蓋科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、施工裝配、運(yùn)營(yíng)等全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系。在這樣的背景下，越來(lái)越多的裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)基地，尤其是預(yù)制裝配式混凝土（pc）構(gòu)件生產(chǎn)基地應(yīng)運(yùn)而生（因混凝土原材料成本低、取材方便、加工技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛）。如何保證PC構(gòu)件工廠的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸效率和質(zhì)量，為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)可觀的利潤(rùn)，是PC構(gòu)件工廠投資和建設(shè)的核心問(wèn)題，這就需要在建設(shè)前對(duì)工廠進(jìn)行科學(xué)合理的總體規(guī)劃和功能分區(qū)。

2PC構(gòu)件工廠總體規(guī)劃

PC構(gòu)件即預(yù)制混凝土（PrecastConcrete）構(gòu)件，而生產(chǎn)預(yù)制混凝土構(gòu)件的工廠或基地即為PC構(gòu)件工廠[1]。

2.1廠區(qū)總體規(guī)劃依據(jù)和原則

2.1.1總體規(guī)劃依據(jù)（1）擬選廠址區(qū)域200公里半徑范圍內(nèi)的建設(shè)市場(chǎng)對(duì)PC構(gòu)件的大體需求情況，如當(dāng)?shù)卣邔?duì)預(yù)制率的要求、計(jì)劃新建建筑面積等。（2）投資企業(yè)的市場(chǎng)定位和經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件，擬采取的生產(chǎn)工藝，以及對(duì)擬建PC構(gòu)件工廠的預(yù)期定位。（3）PC構(gòu)件產(chǎn)成品的定位、計(jì)劃產(chǎn)量、企業(yè)投資收益等。（4）擬選廠址所在地的投資強(qiáng)度、規(guī)劃條件、相關(guān)政策要求，以及周邊原材料獲取、配套設(shè)施、交通運(yùn)輸情況[2]。2.1.2總體規(guī)劃原則投資企業(yè)在決策PC構(gòu)件廠區(qū)的總體規(guī)劃時(shí)，首先應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝要求、建筑功能和技術(shù)要求、安全和環(huán)保要求這三項(xiàng)基本要求，并應(yīng)遵循如下規(guī)劃原則：系統(tǒng)性原則。PC構(gòu)件廠區(qū)總體規(guī)劃應(yīng)以功能區(qū)劃分為核心，以道路系統(tǒng)為支撐，輔以一定面積的綠化配套，并綜合考慮廠區(qū)所處的地理區(qū)域、周邊的自然條件和市政配套等外部因素。適應(yīng)性原則。總體規(guī)劃需因地制宜，充分利用現(xiàn)有的場(chǎng)地和環(huán)境條件合理的進(jìn)行功能區(qū)劃分和交通設(shè)計(jì)。如依據(jù)現(xiàn)有場(chǎng)地邊界設(shè)置建筑物方位和綠化景觀，可使廠區(qū)布局與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致；依照?qǐng)龅氐匦沃贫ê侠淼呢Q向設(shè)計(jì)方案，確定室外地坪標(biāo)高，盡量做到挖、填方平衡，可降低施工難度，減少建設(shè)投資。經(jīng)濟(jì)性原則。在保證總體規(guī)劃滿足規(guī)劃條件和規(guī)范要求，且使用功能完善的前提下，盡可能控制建設(shè)成本。如條件允許，可選擇分期投資建設(shè)，預(yù)留足夠的場(chǎng)地作為廠房和生產(chǎn)線擴(kuò)充使用，擴(kuò)充部分需在一期總體規(guī)劃時(shí)一并設(shè)計(jì)。

2.2廠區(qū)基本規(guī)劃布局

根據(jù)行業(yè)內(nèi)平均偏上的產(chǎn)能和產(chǎn)線設(shè)備配置要求，PC構(gòu)件工廠較理想的地塊宜為邊界規(guī)整的矩形，面積在85000m2至110000m2之間，且長(zhǎng)邊長(zhǎng)度不小于350m。廠區(qū)內(nèi)主要建、構(gòu)筑物包括：生產(chǎn)車間、辦公（研發(fā)）樓、生活配套用房、生產(chǎn)輔助用房、原材料儲(chǔ)存用房、實(shí)驗(yàn)室、廢料倉(cāng)、門(mén)衛(wèi)室、成品堆場(chǎng)、地磅等。在整個(gè)廠區(qū)面積中，生產(chǎn)車間面積約占30%，成品堆場(chǎng)面積約占35%~40%，辦公及生產(chǎn)、生活配套面積約占5%~10%，其余為綠地和道路。廠區(qū)規(guī)劃布局應(yīng)在滿足容積率、建筑密度和綠地率指標(biāo)的基礎(chǔ)上，充分利用土地面積。廠區(qū)內(nèi)交通走向應(yīng)明確、通暢。為滿足最長(zhǎng)的成品運(yùn)輸車輛（17m）轉(zhuǎn)彎半徑，廠區(qū)內(nèi)物流道路寬度通常不小于8m，人流路線道路寬度不小于6m。物流路線與人流路線應(yīng)分開(kāi)設(shè)置：原材料（砂石、水泥、鋼筋、鋼材等）、外協(xié)加工成品的進(jìn)貨物流和車輛路線為一條物流路線；成品堆場(chǎng)的成品出貨物流和車輛路線為另一條物流路線。工人、管理人員、參觀學(xué)習(xí)人員（含非機(jī)動(dòng)車、小汽車、客車）等進(jìn)出廠區(qū)的路線為人流路線。廠區(qū)內(nèi)應(yīng)配置滿足規(guī)劃條件要求的足量停車位，且綠地面積應(yīng)滿足規(guī)劃綠地率要求，通常為10%~20%。綠地率相對(duì)提高，可使廠區(qū)整體更舒適、美觀。

3基本功能區(qū)設(shè)置

3.1生產(chǎn)車間

生產(chǎn)車間是生產(chǎn)加工PC構(gòu)件的建筑，含有半成品加工、PC構(gòu)件混凝土澆筑、構(gòu)件集中養(yǎng)護(hù)、構(gòu)件質(zhì)量檢測(cè)和修補(bǔ)等功能，通常為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房。為達(dá)到行業(yè)平均產(chǎn)能，滿足通用的PC構(gòu)件生產(chǎn)要求，廠房?jī)?nèi)需設(shè)置3條板類構(gòu)件生產(chǎn)線、1條異形構(gòu)件生產(chǎn)線和1條鋼筋加工產(chǎn)線，共計(jì)5條生產(chǎn)線，各占用一跨車間。每跨車間的最小寬度為27m，所以廠房總體寬度不小于135m；而為滿足自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備設(shè)置，廠房總體長(zhǎng)度不小于210m。生產(chǎn)車間總占地面積至少為28350m2。生產(chǎn)車間凈高度取決于室內(nèi)行車的起吊高度。根據(jù)通用的最大構(gòu)件尺寸和起吊、運(yùn)輸方式，行車起吊高度為9m，生產(chǎn)車間的內(nèi)部最低點(diǎn)凈高約為13.5m~14m。生產(chǎn)車間應(yīng)盡可能充分利用自然采光與通風(fēng)條件，使各個(gè)工位具備良好的工作條件；同時(shí)，車間內(nèi)應(yīng)留出貫通的消防通道和必要的交通運(yùn)輸通道，寬度不小于4.5m，以保證人員安全疏散和物流運(yùn)輸。需要注意的是，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的污水排放，通常在車間內(nèi)根據(jù)工藝要求和產(chǎn)線布置情況設(shè)置室內(nèi)廢水沉淀池或室內(nèi)廢水收集系統(tǒng)（廢水收集小車+軌道），并合理設(shè)置排水明溝，明溝寬400mm，坡度i=1%，起點(diǎn)深度500mm，上設(shè)鑄鐵鏤空蓋板，可承受運(yùn)輸車輛通行。車間內(nèi)沉淀池、明溝排水均排至室外沉淀池收集處理和回用。

3.2辦公（研發(fā)）樓

PC構(gòu)件工廠管理人員較多，且需兼具一定的展示、研發(fā)和培訓(xùn)功能，宜設(shè)置獨(dú)立的辦公（研發(fā)）樓。辦公（研發(fā)）樓主要包含管理人員辦公區(qū)、會(huì)議室及培訓(xùn)室、展示區(qū)、研發(fā)試驗(yàn)區(qū)、接待區(qū)、檔案室、文印室及茶水間、更衣室、醫(yī)務(wù)室等，辦公樓內(nèi)也可根據(jù)需要設(shè)置餐廳或食堂。辦公（研發(fā)）樓的面積根據(jù)人員數(shù)量和功能區(qū)數(shù)量，通常在2000m2~3000m2，投資者可結(jié)合自身需求和規(guī)劃設(shè)計(jì)條件確定。

3.3成品堆場(chǎng)

成品堆場(chǎng)是PC構(gòu)件出廠前的重要儲(chǔ)存區(qū)，其設(shè)置要考慮與生產(chǎn)車間的距離，一般緊鄰生產(chǎn)車間設(shè)置，且成品可由生產(chǎn)車間內(nèi)通過(guò)平板運(yùn)輸車或軌道車延伸轉(zhuǎn)運(yùn)至堆放區(qū)。堆場(chǎng)面積宜根據(jù)滿足最大產(chǎn)能情況下1個(gè)月的構(gòu)件產(chǎn)出量的儲(chǔ)存空間需求確定。堆場(chǎng)面積可取生產(chǎn)車間面積的1.1~1.4倍。成品堆場(chǎng)需配置起重設(shè)備、照明設(shè)施、必要的沖洗設(shè)施、水電接口等[3]。起重設(shè)備主要為龍門(mén)吊，龍門(mén)吊跨度宜大于25m，噸位不小于16t，盡量采用兩端懸挑的形式，懸挑端（≥5.5m）區(qū)域下方滿足停放運(yùn)輸車輛裝運(yùn)構(gòu)件。龍門(mén)吊通常至少設(shè)置兩跨，加上安全距離，故堆場(chǎng)的寬度一般不小于80m。3.4原材料儲(chǔ)存用房和攪拌站原材料儲(chǔ)存用房是儲(chǔ)存生產(chǎn)PC構(gòu)件用的石子、粗砂、細(xì)沙等原材料的建筑，封閉設(shè)置，不同原材料分格存放，每個(gè)開(kāi)間設(shè)置敞開(kāi)式大門(mén)，滿足貨車卸料和鏟車取料的要求，宜靠近攪拌站設(shè)置。PC構(gòu)件工廠應(yīng)至少配置一臺(tái)混凝土攪拌站以滿足車間的混凝土供應(yīng)，一般為HZS120型，且站內(nèi)需設(shè)置兩臺(tái)攪拌機(jī)，一備一用，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。根據(jù)環(huán)保要求，攪拌站應(yīng)封閉設(shè)置，并緊貼生產(chǎn)車間，通過(guò)混凝土輸送車軌道和魚(yú)雷罐為生產(chǎn)區(qū)提供混凝土。原材料儲(chǔ)存用房面積約2000m2~3000m2，根據(jù)產(chǎn)能確保滿足1個(gè)月的原材料供應(yīng)量?jī)?chǔ)存需要。攪拌站區(qū)域內(nèi)按需設(shè)置沖洗池和沉淀池。

3.5實(shí)驗(yàn)室

由力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、混凝土制備間、辦公室、綜合分析室、留樣室、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室等組成，主要用于進(jìn)行混凝土試件制備和養(yǎng)護(hù)、試件力學(xué)性能檢測(cè)、原材料物理性能測(cè)試及取樣送檢、產(chǎn)品配合比設(shè)計(jì)等，通常緊貼生產(chǎn)車間設(shè)置或建于生產(chǎn)車間內(nèi)，且臨近攪拌站和原材料間，方便取樣。實(shí)驗(yàn)室面積約220~300m2，主要功能間齊全即可。

3.6生產(chǎn)輔助用房

主要包括變配電房、消防泵房、蒸汽發(fā)生器間或燃?xì)忮仩t房[4]、空壓站等為正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)提供動(dòng)力和輔助功能的房間。通常來(lái)說(shuō)，變配電房?jī)?nèi)需設(shè)置2臺(tái)1250kVA干式變壓器，負(fù)責(zé)全廠的用電負(fù)荷（生產(chǎn)、辦公設(shè)備設(shè)施有功功率約2200kW）。為保證少數(shù)需連續(xù)供電設(shè)備的能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，變配電房需安裝備用發(fā)電機(jī)組和緊急供電系統(tǒng)。變配電房面積根據(jù)機(jī)組占地及布置情況確定，不小于280m2。蒸汽發(fā)生器間主要設(shè)置蒸汽發(fā)生器，通過(guò)熱力管道通往生產(chǎn)車間內(nèi)的養(yǎng)護(hù)窯系統(tǒng)，為PC構(gòu)件提供蒸汽養(yǎng)護(hù)，提高構(gòu)件養(yǎng)護(hù)效率，大幅度縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在無(wú)市政蒸汽可接入廠區(qū)的情況下，通常設(shè)置1臺(tái)額定蒸發(fā)量為4t/h的蒸汽發(fā)生器。如果條件允許，廠區(qū)內(nèi)首選接入市政蒸汽。市政蒸汽管道接入廠區(qū)后，通過(guò)調(diào)壓閥將蒸汽分流，分別由支管接至各生產(chǎn)線的蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)上。

3.7生活配套用房

生活配套用房主要包括食堂、宿舍等，食堂可獨(dú)立設(shè)置也可與辦公區(qū)或宿舍樓結(jié)合設(shè)置，宿舍樓房間數(shù)量和面積應(yīng)根據(jù)廠區(qū)人員數(shù)量確定，而是否在廠區(qū)內(nèi)建宿舍應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地規(guī)劃行政管理部門(mén)的具體規(guī)定確定。

4建設(shè)、設(shè)備及人員配備情況

4.1主要建設(shè)計(jì)劃

上述規(guī)模的PC構(gòu)件工廠，從項(xiàng)目立項(xiàng)至項(xiàng)目正式開(kāi)工建設(shè)的前期階段約3~4個(gè)月，耗時(shí)較長(zhǎng)的為項(xiàng)目拿地和設(shè)計(jì)工作。若不需要大范圍的地基處理，則項(xiàng)目正式開(kāi)工至竣工驗(yàn)收的建設(shè)工期約8~9個(gè)月，其中基礎(chǔ)（含樁基）施工約2個(gè)月，主體結(jié)構(gòu)工程約2~3個(gè)月，機(jī)電安裝工程約2個(gè)月，設(shè)備安裝工程與機(jī)電安裝同步進(jìn)行，約2.5個(gè)月，其余裝飾裝修及室外工程約1.5個(gè)月。

4.2主要產(chǎn)線設(shè)備

PC工廠設(shè)備選型與所需生產(chǎn)的構(gòu)件種類密切相關(guān)，市場(chǎng)上主要的PC構(gòu)件包括：疊合樓板、內(nèi)墻板、保溫夾心墻板、樓梯板、陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板、柱、梁等可預(yù)制生產(chǎn)的混凝土構(gòu)件。其中疊合樓板、內(nèi)墻板、保溫夾心墻板可在自動(dòng)化流水生產(chǎn)線上生產(chǎn)，其他均屬于異形構(gòu)件，只能在固定模臺(tái)上生產(chǎn)并養(yǎng)護(hù)。自動(dòng)化流水線是工人在設(shè)定好的特定工位上進(jìn)行作業(yè)，鋼模臺(tái)通過(guò)地面驅(qū)動(dòng)裝置循環(huán)移動(dòng)到每個(gè)特定工位，混凝土布料、振搗裝置固定在某一工位布料振搗，可實(shí)現(xiàn)集中養(yǎng)護(hù)，節(jié)約能源和人工，機(jī)械化程度高，實(shí)現(xiàn)程序控制。目前的設(shè)備僅適合生產(chǎn)幾類尺寸較規(guī)則的板式構(gòu)件。而固定模臺(tái)生產(chǎn)線為鋼模臺(tái)固定，靠工人移動(dòng)來(lái)完成各項(xiàng)操作，適合多種類型構(gòu)件生產(chǎn)，但機(jī)械化程度較低，用人多。所以工廠內(nèi)一般兩種類型的生產(chǎn)線配合使用，可滿足各類構(gòu)件的生產(chǎn)。主要產(chǎn)線設(shè)備包括：標(biāo)準(zhǔn)鋼模臺(tái)（12m×3.5m）、驅(qū)動(dòng)輪、地面支撐輪（導(dǎo)輪）、感應(yīng)防撞裝置、碼垛機(jī)（模臺(tái)存取機(jī)）、養(yǎng)護(hù)窯、布料機(jī)、振動(dòng)臺(tái)、擺渡車（模臺(tái)橫移車）、翻轉(zhuǎn)臺(tái)、混凝土空中送料車、構(gòu)件運(yùn)輸車、鋼筋桁架焊接、彎曲、調(diào)直、彎箍、棒材剪切設(shè)備等。

4.3人員配備

工廠生產(chǎn)采用兩班制工作方式，白天班次生產(chǎn)人員數(shù)量占生產(chǎn)車間人員總數(shù)的65%；全年生產(chǎn)天數(shù)為300天。每條構(gòu)件生產(chǎn)線兩班人數(shù)約55人，鋼筋加工產(chǎn)線約40人，物流、機(jī)修及實(shí)驗(yàn)室等人員共35人，故生產(chǎn)人員總數(shù)約295人。工廠管理人員一般為50~70人，按需設(shè)置。

4.4總投資

上述規(guī)模的PC構(gòu)件工廠年實(shí)際產(chǎn)能約10~12萬(wàn)立方，總投資由工程費(fèi)用、工程建設(shè)其他費(fèi)、預(yù)備費(fèi)、建設(shè)期利息和流動(dòng)資金組成。其中工程費(fèi)用約19500萬(wàn)元（建安13000萬(wàn)元，設(shè)備6500萬(wàn)元），工程建設(shè)其他費(fèi)約4500萬(wàn)元（含建設(shè)用地費(fèi)用），建設(shè)期利息約700萬(wàn)。工廠達(dá)產(chǎn)年年?duì)I業(yè)收入約32000萬(wàn)元，流動(dòng)資金按營(yíng)業(yè)收入20%計(jì)取，約6400萬(wàn)元。總投資共計(jì)約31100萬(wàn)元。

5結(jié)語(yǔ)

PC構(gòu)件工廠的順利建設(shè)和投產(chǎn)得益于前期科學(xué)合理的總體規(guī)劃、功能分區(qū)和設(shè)備選型。工廠投資決策前應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的市場(chǎng)調(diào)研，從市場(chǎng)供需、企業(yè)自身財(cái)務(wù)、技術(shù)實(shí)力和人才配備等多方面進(jìn)行分析，確定建設(shè)規(guī)模和發(fā)展方案，并選擇合適的廠址，才有利于產(chǎn)品生產(chǎn)和推廣，進(jìn)而推動(dòng)當(dāng)?shù)亟ㄖI(yè)化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者：時(shí)嘯林 單位：中建材（上海）航空技術(shù)有限公司