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[分享] 浅谈:对于装配式建筑的一些认识误区

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发表于 2017-3-11 18:03:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
    刚刚过去的2016年,国家政策层面暖风频吹,各地纷纷跟进落实,装配式建筑行业整体呈现出蓬勃发展的态势。可以说,装配式建筑已经上升到国家战略层面,大家都在撸起袖子加油干,行业的春天已经到来。然而,对于装配式建筑的认识,还是存在着一些误区和问题,亟待厘清。
    一、是装配式结构,还是装配式建筑?
    目前推广的装配式建筑,是在新型建筑工业化背景下的产物,谈的都是建筑整体建造方式的转变,而不仅仅是主体结构的装配化问题。所以,着眼点是建筑部品部件的工业化生产、安装和管理方式,而不仅仅是主体结构,这是实现新型建筑工业化的基本问题。
    然而现实是,大量装配式建筑的设计和研究还是按照装配式结构的思路在做,存在普遍性的过分重视主体结构而忽视整体建筑的认识误区。主导进行装配式建筑研发和设计的,结构专业或者站在结构立场上的居多。讨论装配式建筑技术体系时,也是着眼于结构体系的多,甚至有些把主体结构的体系默认为装配式建筑的技术体系。
    事实上,多年来在装配式钢结构建筑的经验就已经表明,结构工程师主导的注重结构装配的模式对装配式建筑推广极为不利,在住宅中表现得尤为突出。对于天生具备装配化属性的钢结构而言,由于缺少对建筑的整体考虑,就钢结构装配谈装配式建筑,导致做出了大量粗放型的毛坯房式的装配式建筑,原地踏步多年,错失推广良机,甚至影响了装配式建筑的声誉。
最新颁布的装配式建筑规范,已经完全转到了装配式建筑的整体定位和思路,摒弃了狭义的装配式结构概念。不难看出,规范名称中的“装配式”,是“建筑”的修饰语。                           
    二、是建筑设计施工,还是建筑系统集成?
    传统的房屋建造,分为建筑师牵头的专业拆分式的建筑设计,和施工单位主导的现场施工,两个阶段明显分离。装配式建筑的建造,是基于部品部件进行系统集成实现建筑功能并满足用户需求的过程,建筑是最终产品。所以,必须用产品化思维,站在建筑系统集成的层面上,去思考问题。然而现实是,装配式建筑的实施,大量还在沿用传统的思路。
装配式建筑的特点,要求打破传统的先专业拆分建筑设计后施工的模式,转到以建筑师牵头,进行建筑系统集成、建筑产品化的思路上来。换言之,建筑师不再是传统意义上的设计师,而是集成师和产品经理,主导进行产品化的设计和集成。没有集成产品功能和体验导向的思维,做不出高品质的装配式建筑。在传统的建筑功能需求基础上,熟悉各种部品部件性能并将其整合的建筑系统集成技术,已经成为决定装配式建筑成败的技术核心。集成的建筑成品中任何一个影响建筑功能和体验的问题,都可能导致客户的不满。事实上装配式建筑的质量问题,大多发生在主体结构、建筑围护、内装和机电管线之间的集成、整合和协同上。
    从这个意义上说,目前在推广应用的BIM技术是装配式建筑实现集成设计、智能制造、虚拟建造的重要实现手段,可以在更高层次上实现装配式建筑全流程全专业全产业的一体化集成,而不仅仅是作为三维建模的工具。采用BIM技术实现装配式建筑LOD400等级的模型化,才能说是基本实现了建筑的系统集成。

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    因此,必须摒弃传统的专业拆分设计、设计施工分离的思路与做法,从系统集成的角度去看待装配式建筑,以系统工程的方法为指导,以BIM技术为工具,以建筑功能为核心,以结构布置为基础,以工业化的围护、内装和设备管线部品为支撑,综合考虑建筑户型、外立面、结构体系、围护系统、管线系统、防火、内装等各方面的协同与集成,实现主体结构系统、外围护系统、设备与管线系统和内装系统的一体化。借用中国工程院周济院长的话来说,“系统决定成败,集成者得天下”。
    三、是标准设计,还是标准化设计?
    装配式建筑遵循工业化生产的设计理念,推行模数协调和标准化设计。但是,装配式建筑的设计,并非传统意义上的标准设计和千篇一律,而是尊重个性化和多样化的标准化设计。
标准化与多样化是装配式建筑固有的一对矛盾,彼此依存而又互相对立。建筑设计多样化并不等于自由化,在个性化的中间存在着不可缺少的标准化,是要求设计标准化与多样化相结合,部品部件设计在标准化的基础上做到系列化、通用化。这对矛盾解决得好坏,是评价装配式建筑的重要因素,也是装配式建筑技术体系中的重要方面。
    要实现这一目标,需要从顶层设计开始,针对不同建筑类型和部品部件的特点,结合建筑功能需求,从设计、制造、安装、维护等方面入手,划分标准化模块,进行部品部件以及结构、外围护、内装和设备管线的模数协调及接口标准化研究,建立标准化技术体系,实现部品部件和接口的模数化、标准化,使设计、生产、施工、验收全部纳入尺寸协调的范畴,形成装配式建筑的通用建筑体系。在这个基础上,建筑设计通过将标准化模块进行组合和集成,形成多种形式和效果,达到多样化的目的。
因此,装配式建筑的标准化设计不等于单一化的标准设计,标准化是方法和过程,多样性是结果,是在固有标准系统内的灵活多变。实际上,乐高积木给了我们一些启示,大量的标准件和少量的非标准零件,组合形成丰富多彩的乐高建筑。
                              
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    四、是预制化装配化,还是建筑工业化?
    装配式建筑实施的表现形式是,在工厂进行部品部件(构件)预制、生产,现场装配形成建筑整体。但是,装配式建筑绝不仅仅是预制化装配化,而是以装配式建筑的方式来实现新型建筑工业化,是传统建筑业借鉴制造业的重大变革和产业转型。目前认识上容易陷入下面的的误区。
    1、预制化工程,还是预制化构件?
    目前普遍存在的做法,实际上是主体结构切分预制、现场组装的思路,把本来现场浇筑混凝土的工作转移到工厂。于是,把个性化设计的单体工程强行切分进行工厂预制,事实上变成了工厂化的“预制化工程”,而非“预制化构件”,偏离了结构部件模数化、标准化的初衷。诚然,有些是认识误区使然,也有一些,是企业在目前技术水平下应对强制性预制率要求采取的不得已而为之的方法。
这个问题在装配式混凝土建筑中尤为突出。“预制化工程”问题,导致工艺成本和物流成本巨大,工程造价远高于传统的现浇混凝土建筑,甚至高于大家潜意识中普遍认为价格高昂的装配式钢结构建筑,严重影响其推广应用。
    另外,装配式混凝土建筑中,剪力墙装配也并不一定是技术先进的方向。比如日本,在过去的发展过程中,已经淘汰了板式结构的预制混凝土体系,仅剩下预制混凝土框架体系。

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    2、装配化还是建筑工业化?
    目前的装配式建筑推进过程中,用装配率指标来衡量建筑工业化水平。很多的政府规定和激励政策都是针对预制混凝土制订的。导致的普遍认识是,实现了混凝土的预制和装配,等同现浇混凝土,似乎就实现了建筑工业化。从项目来看,目前大部分都是用传统的生产方式加上装配化,依旧是粗放的管理,很多是为了装配化而装配化。出现上述问题的主要原因,是对建筑工业化内涵的认识还不到位,还停留在以往单一的工业化技术的研发、推广和应用层面上,还局限在一般意义上的建筑装配化。
    建筑工业化是一整套生产方式的变革,而装配式建筑只是其中的一种建造形式和载体,在房屋建造的全过程中采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工和全过程的信息化管理为主要特征的工业化生产方式,形成完整的一体化产业链,从而实现社会化的大生产,决不能简单地用“装配化”来概括或替代。单纯意义上将建筑工业化理解为装配化,再将装配化理解为预制混凝土,太过狭隘。
    五、是墙体埋设管线,还是管线分离SI体系?
    目前我国在推行的装配式建筑中,大量沿用传统建筑中在结构和墙体中埋设管线的做法。事实上,由于管线与结构、墙体的寿命不同,给建筑全寿命期的使用和维护带来了很大的困难。
    在这个问题上,从国外引进的管线分离SI体系的理念和做法应推广应用。所谓SI体系,是支撑体S(Skeleton)和填充体I(Infill)相分离的建筑体系(主要是住宅)。支撑体是指建筑的骨架,但并不等同于国内所说的主体结构,还包括外围护和公共管井等可保持长久不变的部分,强调耐久性;填充体是指填充进支撑体的部分,包括内装和内部设备管线等,强调灵活性与适应性。
    SI体系从三方面着手实现建筑长寿化:一是支撑体、设备管线、内装部品三者完全分离,避免传统内装在墙体和楼板内埋设管线的做法;二是让主体结构更耐久,进行耐久性优化设计;三是实现套内空间灵活可变,具有较高的适应性。SI体系在提高主体结构和内装部品性能、设备管线维护更新、套内空间灵活可变三个方面具有显著特征,可保证住宅在70 年到100年的使用寿命当中能够较为便捷地进行内装改造与部品更换,从而达到提高住宅品质,延长住宅使用寿命,减少建筑垃圾,构建资源节约型社会的目的。
    SI技术体系已经成为国际上建筑工业化的通用体系与发展方向。结构墙体的埋管埋线,是国外经过实践已被淘汰的做法。从这个意义上说,基于SI技术体系构建我国新型建筑工业化的通用体系至关重要。

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