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3.6 解决观念与管理问题的措施

3.6.1 循序渐进、科学的发展装配式混凝土建筑

1.装配式混凝土建筑比例

在邻国日本,近十年来装配式住宅的比例基本稳定在13%~16%左右,而这里面主要是由多层的装配式木结构和钢结构别墅(日语叫“一户建”)构成,高层装配式混凝土结构住宅的比例较低,据日本国土交通省统计资料,2018年日本全年住宅供应户数为95.3万户,装配式住宅户数为13.1万户,装配式住宅占比为13.7%,其中装配式钢结构住宅11.7万户,装配式木结构住宅1.2万户,而装配式混凝土结构住宅仅0.2万户,装配式混凝土住宅供应户数占全年住宅供应户数仅占0.21%(0.2/95.3),在装配式住宅户数里所占比例也仅为1.53%(0.2/13.1)。日本目前装配式住宅市场的发展基本趋于稳定,是否采用装配式建造,采用何种形式装配式建筑,都是市场自发的选择。

我国装配式混凝土结构的发展出现了较长时间的停滞,尤其是住宅,基本都采用现浇建造,而我们在全国范围内要用十年左右时间达到装配式建筑占新建建筑面积的30%,当然这里面包含了装配式混凝土结构、装配式钢结构、装配式木结构建筑,但在住宅领域,钢结构和木结构住宅还是非主流,主要以钢筋混凝土住宅为主。按2018年的统计数据看,全国新开工房屋面积20.9亿m 2 ,其中住宅新开工面积15.3亿m 2 ,住宅的比例约占四分之三,如此一来,也就意味着到2025年装配式混凝土住宅的建筑占全年总建筑面积比例约为20%,这是一个非常高的比例,有大量的工作需要做。

2.差异化发展策略

(1)区域发展差异化

住建部于2017年3月发布的《“十三五”装配式建筑行动方案》也明确指出到2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上,其中长三角、珠三角为重点推进地区,需达到20%以上。300万常住人口以上城市为积极推进地区,需达到15%以上。其他地区为鼓励推进地区,需达到10%以上。

国家层面根据经济发展状况划分区域,确定不同指标,以及指标分阶段实现,这都体现了循序渐进和因地制宜发展装配式建筑的指导思想。

目前我国绝大部分省市出台的装配式建筑实施意见或政策也都是本着循序渐进的发展原则分阶段来确定装配式建筑占新建建筑的比例以及装配率、预制率等指标,并根据每个城市的发展状况等,因地制宜地确定各个城市的指标。

(2)项目实施差异化

不是所有项目都适合采用装配式混凝土建筑,需要根据项目规模的大小、技术条件、运输条件、施工安装条件、周边环境等因素综合进行判断是否采用装配式,采用何种装配式建筑,根据项目的具体情况进行差异化实施。上海在项目实施差异化方面采用负面清单的方式进行管理,对于一些不适合采用装配式的项目,允许不采用装配式,对于技术条件特殊的项目,允许通过专家评审论证的方式申请降低指标执行,值得借鉴。上海项目差异化实施规定可参见《关于进一步明确装配式建筑实施范围和相关工作要求的通知》(沪建建材〔2019〕97号)。

(3)指标分配差异化

在同一个项目里,不同户型、不同楼栋之间有可能存在着差异,有的户型可能标准化程度高,更适合采用装配式建造,有的户型可能层数低、规模小,不太适合采用装配式,或难以达到较高的预制率、装配率指标要求,这种情况,应当允许按整个项目的装配指标进行平衡。适合采用装配式建造的,适当提高比例;不适合的,适当降低比例,通过两者之间装配指标按实施面积加权的方式来满足整个项目的装配指标要求。笔者认为这才是科学的、客观的。

3.6.2 借鉴国外先进经验

1.标准化设计思维

标准化设计是装配式混凝土建筑大规模实施的基础条件,目前我国装配式混凝土图建筑的标准化程度还很低,从两个方面数据可以反映:一是预制构件生产环节人工消耗量数据,行业平均每立方米预制构件的人工消耗量普遍在1~1.5工日,而美国仅为0.25~0.4工日;另一个是项目钢模具周转次数,大多数住宅项目钢模具周转次数普遍在40~80次,商业等公建项目周转次数则更低,远没有达到钢模具200次左右周转使用次数的能力要求,没有物尽其用,产生大量的浪费现象,如图3-14所示。

▲图3-14 预制构件工厂大量废旧模具

装配式混凝土建筑的优势之一就是标准化的预制构件进行规模化和自动化生产,从而减少人工消耗量和成本,提升构件品质。关于标准化设计思维,国外有些成熟的经验可供借鉴。

(1)德国可借鉴的经验

一是实行建筑部品的标准化、模数化。

二是因地制宜选择合适的建造体系,发挥建筑工业化的优势,达到提升建筑品质和环保性能的目的,不盲目追求预制率水平。

三是鼓励不同类型装配式建筑技术体系研究,逐步形成适用范围更广的通用技术体系,推进规模化应用,降低成本,提高效率。

(2)丹麦可借鉴的经验

丹麦是第一个将预制装配式建筑模数化的国家,把模数化纳入法制体系,模数化既考虑通用化,又照顾多样化,同时考虑将技术与预制构件的特点紧密结合,使预制构件既能够应用于新建建筑,也能够用于旧房屋改造。

(3)美国可借鉴的经验

美国住宅用构件和部品的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高。除工厂生产的活动房屋和成套供应的木框架结构的预制构配件外,其他混凝土构件和制品、轻质墙板、室内外装修部品以及设备等产品也十分丰富,品种达几万种,用户可以通过产品目录,从市场上自由买到所需的产品。这些构件具有结构性能好,通用性强,易于机械化生产等特点。

2.管线分离和装配式装修

(1)管线分离

所谓管线分离,是指不在混凝土结构中埋设管线,将管线设置在结构之外的方式,对结构安全、维修更换和延长建筑寿命有利,是发达国家的普遍做法,也是目前中国发展装配式混凝土建筑所提倡的,但根深蒂固的传统暗埋的观念转变尚需时日。日本采用的SI体系的住宅顶棚吊顶内实现管线分离(图3-15),卫生间采用同层排水和地面架空(图3-16)。

▲图3-15 采用吊顶方式实现管线分离

▲图3-16 卫生间同层排水和地面架空

实现管线分离,会增加建筑层高,对项目容积率产生影响,需要系统化的统筹考虑,如:在政策层面可以做些鼓励规定,因实施管线分离导致容积率损失时,可给予项目一定比例的容积率补偿,使开发企业不用因担心容积率受损而对实施管线分离产生顾虑。

(2)装配式装修

装配式装修可以提升建筑品质,通过标准化结构,提高施工安装效率,实现装修的快速更新,避免装修对主体结构的破坏,减少自行装修带来的装修垃圾。日本在装配式装修所需的配套部品部件和设备供应上,已形成一个成熟的产业,门、窗、卫浴、厨房、屋顶、墙体材料及相配套的各种配件都可以实现一站式服务。

3.6.3 建筑师应引领装配式建筑设计

设计环节是装配式建筑全产业链的上游环节,而建筑专业是设计环节的龙头专业。装配式建筑应当由建筑师来引领,不是所有的建筑师都能设计好装配式建筑,但是装配式建筑缺了建筑师的引领,就很难成为一个好的装配式建筑。

1.装配式建筑的基因由建筑师的方案设计决定

一个建筑是否具备装配式建筑的基因,在方案设计之初就已确立。建筑师要充分掌握和认识装配式建筑的规律,才能有的放矢,戴着脚镣跳舞,平衡好艺术表达与成本约束、技术条件等各方面的关系,甚至可以由建筑师根据装配式建筑的规律在方案设计之初决定是否采用装配式建造,或哪些部品部件采用装配式实现,提前确定项目的实施方向。

目前的一些装配式项目方案设计、施工图设计、装配式设计分别是三家单位,在建筑方案招标阶段,方案公司出于追求方案出彩、个性化和中标的需求,在某种程度上出现相悖于装配式建筑规律的情况。如何平衡和评判一个装配式建筑方案的好坏,应建立一套可遵循的标准,从平面布局、凹凸、立面变化、饰面材料、线条与造型要求等,都是有约束条件的,在装配式建筑约束条件下进行方案创作,才能种下装配式建筑的基因。方案缺乏装配式基因,结构师再怎么努力也改变不了先天基因的缺陷。

2.建筑师的龙头专业地位不能被取代

在装配式建筑上的创新产品设计,应当由建筑师来引领,规范也要求装配式建筑应采用大开间大进深、空间灵活可变、平面规则化的布置方式。只有建筑师才能平衡好建筑功能和装配式建筑规律之间的关系,这是专业细分所决定的,建筑专业不能被别的专业取代。

3.建筑师的统筹协调的协同作用在装配式建筑项目中不可替代

装配式建筑强调各个专业的协同设计,因为装配式建筑的装配特点要求部品部件有精准的衔接性,而不同部品部件是由各个专业集成一体化的,比如预制构件中各个专业所需的预埋管线和预留洞口等,这就需要建筑专业来组织结构、水电、设备和装修等各个专业互相配合,进行协同设计。

4.建筑师在装配式建筑集成设计上起着关键作用

装配式建筑要求尽可能集成设计,例如装配式建筑围护结构应尽可能实现建筑、结构、保温、装饰一体化,内部装饰也应当集成化,为此,除了建筑专业自身与装配式有关的设计外,还需要集成结构、装饰、水电暖设备等各个与装配式有关的专业设计。特别是涉及建筑、结构、装饰和其他专业功能一体化及为提升建筑功能与品质而进行的对传统做法的改变,都需要由建筑师来领衔。

3.6.4 设计质量管理措施

装配式建筑项目设计有几个显著的特征:工作的前置性要求、工作的精细化要求、工作的系统化集成化要求。装配式建筑设计,尤其是结构系统预制的容错性差。下面从装配式建筑设计质量管理,保证设计质量方面,提出如下一些管理要点,供读者参考。

1.结构安全问题是设计质量管理的重中之重

由于装配式结构设计与建筑、机电、生产、安装等高度一体化,专业交叉多,系统性强,实现一体化过程中涉及结构安全问题,所以应当慎之又慎,加强管控,形成风险清单式的管理。如:夹芯保温拉结件的安全问题、关键节点可靠连接的问题等。

2.满足规范、图集、设计深度规定的要求

这是最基本要求,也是对质量的有效保证。从全国范围来讲,目前装配式建筑结构的设计水平还有待提高,要充分理解和掌握规范、规程的相关要求。一方面要从项目实践中多总结和学习、借鉴成功经验,尤其是管理经验;另一方面参加专门的技术培训也是非常有必要的,对规范规定做到知其然并知其所以然,灵活运用规范,创新应用时可通过专家评审和论证来执行。

3.编制统一技术管理措施

根据不同的项目类型,针对每种项目类型的特点,制定统一的技术管理措施,列出质量管理清单,对于设计工作的开展和管理,都有非常积极的推动和促进作用,不会因为人员变动而带来设计项目质量的波动,甚至在一定程度上可以拉平设计人员水平的差异,使得设计成果质量趋于稳定。

4.建立标准化的设计管控流程

装配式建筑项目的设计工作,协同配合机制,有着其自身的规律性,把握其规律性,制定标准化设计管控流程(图1-4),对于项目设计质量提升,加强设计管理工作,都会有非常大的益处。当我们从二维设计时代过渡到三维设计时代时,一些标准化、流程化的内容甚至可以通过融入软件来控制,形成后台的专家系统,保障我们的设计质量。

5.建立本单位的设计质量管理体系

在传统设计项目上,每个设计院都已经形成了自己的一套质量管理标准和体系,比如校审制度、培训制度、设计责任分级制度,在装配式项目上都可以延用。针对装配式建筑项目的特点,可以进一步扩展补充,建立新的协同配合机制和质量管理体系。

6.采用BIM设计

从二维提升到三维,是不可阻挡的趋势,信息模型的交付标准,国家和地方都已经陆续出台。按照《装标》3.0.6条要求:装配式混凝土建筑宜采用建筑信息模型(BIM)技术,实现全专业、全过程的信息化管理。采用BIM技术对提高工程建设一体化管理水平具有重要作用,提升一个维度也是设计界划时代的事情,可以极大地避免人工复核带来的局限,从根本上提升设计质量和工作效率。 tecA0gjIr/AWJcMmh33+rGecu6F0NdwvJP03fO1VbzZzEULmEDwjPdkovrKeWMwg

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