刘志伟：绿色装配式建筑设计研发与实践

时间：2019-01-04 11:33:23 来源：华通国际WDCE

装配式建筑当前现状

在国家的强力推动下，装配式建筑在各地得到了大力开展， 2016年9月27日国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，各省市相继出台了支持发展装配式建筑的相关政策，装配式建筑体系与技术日趋成熟，科研工作深入开展，2018年GB/T51129-2017《装配式建筑设计评价标准》相继发布，开发建设企业积极响应，预制构件工厂、部品企业蓬勃发展，装配式住宅产业链正在逐渐完善，我国装配式建筑将进入规模化、产业化发展的新阶段。

我国装配式建筑在新时代得到快速的发展，取得了很大的成绩，但是在快速推进过程中，也暴露了一些问题，需要引起我们的高度关注。

装配式建筑当前存在的主要问题

各地政策不统一、实施细节不明晰

各地出台了很多支持装配式建筑的政策和要求，但有些政策缺乏科学性，只有建设装配式建筑的指标要求，缺少如何执行装配式建筑的标准和细则，不管项目的规模、体量、功能、位置、产业配套等是否适合实施装配式建筑，都强制推行，由此带来了一些设计、审图、施工、验收等质量安全的隐患。

对装配式建筑认识和理解，多关注主体结构装配层面

装配式建筑产业化是利用现代科学技术，先进的管理方法和工业化的生产方式去全面改造传统的建筑产业，使建筑工业生产和技术符合时代的发展需求。装配式建筑是由主体结构装配系统、工业化内装部品系统和设备管线系统，通过“技术集成”和系统的“协调整合”装配而成。

装配式住宅应该是一个可以满足业主直接使用需求的产品，但业内很多人将其简单地理解为主体结构装配和预制混凝土构件装配，这样的认识是非常片面的。我国装配式住宅的道路该如何走，是否有可行的技术发展模式已经成为社会普遍关注的问题，也是行业各界热烈讨论的话题，其核心问题是对装配式建筑工业化发展的基本理念认识模糊和技术途径理解偏差，其严重制约了我国装配式建筑工业化技术的发展。

传统设计理念根深蒂固，没有真正理解“像造汽车一样造房子”

目前装配式建筑多数是按传统建筑进行设计，从方案设计到施工图设计惯用着传统现浇的设计思维，未能融入工业化、标准化、部品化的设计方法，装配式深化设计过程中，发现平面、立面不利于装配式建筑建造和实施，导致成本的浪费的，甚至给工程质量埋下安全隐患。

在施工图设计阶段，所有的设备管线还是按照传统现浇理念设计，全都预留预埋在结构叠合楼板和墙预制墙体里，这样的做法完全不能成就一个高品质和真正意义上的装配式建筑。万科在几年前就提出“像造汽车一样造房子”，多数人对这句话的真正理解还不是很透彻。建造汽车的所有部件是可分可合组装起来的，哪个部件出问题，只需要把这一个部件进行维修或更换，不必把汽车的其他零部件破坏了才能更换或者维修这一零件。同理，把装配式建筑的设备管线浇筑在主体结构里，未来维修或更换还是需要大量的剔凿，破坏主体结构，离真正意义上的工业化还有很大距离。

装配式建筑增量成品较高，未能获得好的客户体验

目前我国装配式建筑的成本比传统现浇建筑大约每平方米高出300～600元，多数侧主在主体结构装配，用户缺少良好的体验和获得感，不愿意为这些增量成本买单。

装配式建筑设计研发创新

近几年，华通设计顾问工程有限公司在装配式建筑设计方面进行了大量的研究探索和实践，积累了丰富的产业化工程经验，目前已经完成和正在进行的各类装配式建筑设计面积超过了400万平方米。在实践项目中我们也发现了一些问题，我们认为解决目前我国装配式建筑面临的诸多问题的关键，是全面正确理解装配式建筑概念的问题。

装配式建筑应该定义为产品的概念，从建筑学角度解决装配式建筑，需要建立完善的“理论体系”和“集成协同” 的创新设计方法！“理论体系”是技术创新，“集成协同”是管理创新，把这些技术合理的协调与整合，是保证装配式建筑高质量实施的前提。

装配式建筑“理论体系”

借鉴欧洲的SAR、ob体系，以及日本的SI体系，将装配式建筑的主体结构与内装部品分离，即最重要的工作是使得工作简化，在复杂建筑系统中寻求最科学、最合理的系统性解决方案，是提高装配式建筑品质、保证标准化设计与建造有效的实施方法。

建筑、结构、管线设备及内装部品分离，有利于构件标准化设计与生产，减少引起标准化复杂化的因素，让工作尽量简化。让结构解决结构的问题，机电处理机电的问题，内装完善内装的问题，各专业间能够相互协调即可，完全没必要纠缠在一起。

解决装配式建筑设计的重要技术体系

注重管线分离技术是实施绿色装配式建筑的基础

目前国内住宅建设多将各种管线埋设于结构墙体和楼板内，二次装修时，需要破坏墙体重新铺设管线，带来重大安全隐患，同时还伴随着高噪音和大量垃圾的出现。在管线预留预埋构件和施工过程中，现场很难发现施工错误，日常维护修理也较为困难。

采用墙体和管线分离技术：通过架空地板的架空空间铺设管线，集成吊顶空间铺设管线，轻钢龙骨隔墙内空空间铺设管线、局部双层墙内设计铺设管线等技术，解决给排水系统、强弱电系统、新风系统、排风系统等的管线与设备的布置问题，实现管线设备与预制装配主体的分离，大幅减少湿作业，便于维修、更换，同时避免维修更换时对主体结构的破坏和影响，减少预制墙板上的点位预埋预留，避免预制构件内的管线拆改，管线不必预留预埋在预制构件内部，保证构件的标准化程度最高，也可降低预制构件在设计、生产、施工过程中的出错率。

注重装配式建筑设计与全生命周期设计理念相结合

从装配式建筑主体结构实施角度，合理控制楼栋体形系数，减少开口凹槽，减少墙体凹凸，保证产业化施工的合理性。从平面功能上采用大空间体系，可灵活分隔设计，适应家庭全周期人口结构、生活方式变化的需要。

大空间体系的应用，方便全生命周期的使用，同时可以减少竖向墙体混凝土的用量，可适当降低竖向预制墙体的数量，这是一个互补的集成和优化。

在同一户型空间内，满足多种功能需求提供了可能。

注重装配式建筑设计“模数+”的理念

通过建立以标准化生产为目的建筑模数体系，建立基于模数体系的建筑设计方法和结构体系，建立标准化序列的构件和部品体系，组建标准化户型库，厨、卫、交通核等图形库，可以有力支持装配式建筑设计的高质量实施。

以模数化为基础，标准化为核心，实现“少规格多组合”，从核心筒、户型等大模块到阳台，空调、凸窗等中模块，再到户内功能空间等小模块，“模术+”理念贯穿始末。

模块化的整体卫生间

采用模块化设计，工厂化生产的整体卫生间便于施工建造，现场高效干作业，便于施工安装；国内住宅中浴室漏水问题极为普遍，而整体卫生间的底部防水底盘可以做到半永远防水，整体卫生间结合同层排水设计，避免层间的互相干扰，大大降低漏水概率，为住户生活提供了根本保障。整体卫生间对节约资源、能源，提高建筑品质效益都是十分显著的。即便在日后拆除，这些卫生间的大部分材料也是可以回收再利用，符合绿色、循环发展的主流方向。

模块化的整体厨房

整体厨房是装配式建筑适应性内装部品中最直接展现工业化工艺水准的部品。采用整体厨房设计与标准化部品集成技术，统筹考虑作为家庭服务区的厨房空间内各种部品、设备以及管线的合理布局与有效衔接。整合模块化、标准化的厨柜系统，实现操作、储藏等不同功能的统一协作，使其达到功能的完备与空间的美观。

模块化的系统收纳

模块化的系统收纳，便于设计施工建造。收纳空间合理布局，按照居住者的动线轨迹，设置收纳空间。玄关、客厅、餐厅、厨房、卫生间、卧室等都有相对应的收纳空间。最大限度地合理地设置收纳，提高空间的使用效率满足了住户的基本使用需要，力求做到就近收纳、分类储藏，最大化收纳空间。

注重装配式建筑设计精细化设计

在装配式建筑设计阶段，注重户型的精细化设计，通过对固定功能模块的等的综合精细化设计，使得室内空间的利用率最大化，功能分区更加合，使用流程舒适化。

注重装配式建筑设计BIM设计协调

通过BIM协同设计，使图纸可视化，更加方便各专业间协同设计，通过BIM进行室内视野模拟、能耗模拟、室内采光模拟等，达到绿色认证要求。

注重装配式建筑设计全流程设计质量管控

装配式建筑设计的协同工作占据设计周期的大量时间，必须要本着以客户和工程为中心的全流程综合服务为出发点，密切同全产业链各环节企业的共同合作，才能提供装配式建筑好的设计服务。

装配式建筑探索与实践

北京市房山长阳镇06街区棚户区改造项目是由公司整合内部优秀团队，统一协同设计。项目地上总建筑面积是93.8万平米，层数分别为20-21层。所有主楼全部采用装配式建筑的建造，预制率满足40%，装配率满足50%的要求。

首先，该项目通过厨房、卫生间、卧室、阳台等标准模块组合成四种标准户型A户型（一居室），C户型（紧凑两居室），D户型（舒适型两居室）和F户型（三居室），再通过这四个标准户型拼接组合成为两种标准单元平面——单元平面（D+C+D），单元平面（F+A+F）——标准单元拼接组合为四种组合平面——两单元组合平面（D+C+D）X2，三单元组合平面（D+C+D）X3，两单元组合平面（F+A+F）X2，三单元组合平面（F+A+F）X3——最终形成四个标准楼型，满足了规划和5667户回迁居民的居住要求，最大程度实现了设计的标准化。

其次，该项目在实施装配式建筑方面，在结构系统方面采用预制装配剪力墙结构，主体结构选用了预制外墙、预制内墙、预制叠合楼板、空调板、阳台板、装饰构件等，预制率达到40%的要求。户内尽量采用大空间结构体系，从而实现了可灵活分隔的大空间。这样一方面可以适应家庭全周期、人口结构、生活方式变化，同时也可以很好地适应建筑全生命期内使用性质及功能的变化。在非预制内外围护系统方面，采用的非砌筑装配式ALC轻质墙板。ALC成品板材工业化生产、现场拼装，其施工效率是传统砖砌体的4~5 倍，取消了现场砌筑和抹灰工序。成品板材自重轻，对结构整体刚度影响小, 还具有很好的隔音性能和防火性能；成品板材无放射性，无有害气体逸出，是一种适宜推广的绿色环保材料。提高装配化程度，实现免砌筑、免抹灰工艺。在全装修及设备管线系统方面，本项目采用精装修交房的标准，满足要求拎包入住的要求。针对项目特点，项目厨房、卫生间等位置选用了集成管线和吊顶，集成吊顶是HUV金属方板与电器的组合。其核心理念即为“模块化、自组式”，系统分为分扣板模块、取暖模块、照明模块、换气模块，各个模块依据房间的功能，组合集成为一个体系。具有安装简单，布置灵活，维修方便，成为卫生间、厨房吊顶的主流。系统内各个模块相对独立，最大限度优化其功能，具有整体美观、实用、经济的特点，系统吊顶所有管线，集成在吊顶内部，便于布置及维修。

大力发展绿色装配式建筑，是新时代国家绿色、高品质发展的必然选择，我们应在方向正确的前提下，根据项目的具体情况，选择适合项目的技术体系，通过正确的实施路径，完整装配式建筑的设计与建造，不可一刀切，只有这样才能使装配式建筑朝着健康、绿色、高品质的方向发展。

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