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关键词:住宅;产业化;发展方向
引言
住宅产业化是建筑业的发展趋势。我国住宅产业化发展起步晚,与发达国家存在很大的差距,形成差距的主要原因包括政府政策不力、住宅产业标准化技术落后和通用部品标准的缺失等因素,对住宅产业化发展造成了一定程度的阻碍。我国住宅产业化的发展应以政府政策引导并加大扶持力度,依托大型企业成立住宅产业联盟,加大技术研发投资投入,并将新型技术应用于施工过程中,积极宣传改变传统观念,推动产业化住宅为消费者接受。通过以上措施解决我国住宅产业化发展中的问题,加速住宅产业化发展进程。
一、我国住宅产业化的发展现状
建国初期,我国经济水平较为落后,建筑行业对新型技术的引入也较少,大部分建筑仍采用传统的施工方式,直到1994年国内才首次提出住宅产业化的概念。1999年,国务院了《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》([1999]72号)文件,开始大力推广产业化住宅。2006年建设部颁布了《国家住宅产业化基地试行办法》,先后批准了由政府主导的3个产业化试点城市深圳、沈阳、济南,以及合肥经济技术开发区和大连花园口经济开发区两个产业化园区。2014年,北京和厦门先后入选现代产业化综合试点城市。通过设立试点城市,提供一些政策优惠,鼓励发展产业化住宅。目前我国产业化建筑远远低于发达国家水平。我国住宅产业化发展之路任重道远。
二、我国住宅产业化发展面临的主要问题
(一)政府对企业的扶持不足
“国家住宅产业化基地”从2001年试点以来,住建部先后批准了46个住宅产业化基地,并于2011年9月28日成立了国家住宅产业化基地技术创新联盟。住宅产业化基地批准以后,政府没有给予企业相关的政策扶持,鼓励企业在住宅产业化的发展方面进行科学技术研究。此外,企业缺少政府层面的支撑,不能有效地结合国内高校的科研实力,建立重点实验室发展相关技术。政府的扶持不足使企业走产业化住宅道路缺乏助推力。住宅产业化相应的政策体系不完善,政策支撑没有落实到实处,不能有效吸引地产企业走新型现代化住宅建造之路。
(二)没有形成完整的产业链
住宅产业化实质上是相关产业链上的产品实现标准化、常态化生产,包含了标准化设计、标准化的部品预制、标准化装配施工和标准化装修,这四个方面贯穿于住宅产业化的全过程。住宅产业化不仅仅涉及房地产企业,还涉及设计单位、施工单位、建材供应商等许多家单位,光靠其中的一家企业是无法完成整个产业链构建的,需要改变现行建设模式下的诸多行业内的运行操作流程才能实现全产业链的整合,是一个综合的集约化程度很高的过程。
(三)缺乏相应的技术人员
缺乏相应的设计人员和住宅产业化的技术人员常常会导致住宅产业化施工的成本增加、工期延误的主要原因。住宅产业化这个概念在昆明的建筑市场还未完全深入,对很多建筑企业来说,这还只是一个模糊概念。因此,对于建筑企业来说,在项目中使用住宅产业化一是没有相应的设计方案,二是,没有相应的技术人员指导实施。
(四)对住宅产业现代化的认识和宣传不够
首先,社会各界包括建设领域的专业人士普遍对住宅产业现代化的内涵、外延和核心缺乏统一认识,最普遍的是将“住宅产业现代化”等同于“建筑工业化”,或将“住宅产业化”等同于“住宅工业化”,把基于施工过程某个环节的工业化与住宅产业现代化的概念混淆;其次,在住宅产业现代化的宣传和引导上,手段有限,力度不够,导致消费者对于工业化住宅的优越性和先进性还没有深刻认识;再则,由于历史原因,消费者对工业化住宅的安全性还存在疑虑和一定的排斥心理。
三、我国住宅产业化发展方向和思路
(一)采取有效政策支持
政府应重点解决住宅产业现代化发展的动力机制、激励机制和惩罚机制三大问题。一是动力机制,即如何使企业通过实施住宅产业现代化获取比传统方式更多的利益。二是激励机制。在住宅产业现代化发展初期,无论是开发商、部品生产商还是消费者都面临着一个相对较高的成本环境,要想进入大面积推广期,势必需要政府在前期通过出台财政、金融、税收和用地等方面的扶持政策鼓励企业从事住宅产业现代化。三是要有惩罚机制。一方面要在政策、制度、法律、经济手段等方面逐步形成奖罚分明的市场环境,防止企业把住宅产业现代化作为销售的噱头忽悠消费者。另一方面通过征收施工工地扬尘排污费、建筑废物处置费等措施,倒逼企业走资源节约、环境友好的道路。
(二)提高消费者对标准化住宅的认知度
传统的粗放型住宅建造生产方式不仅消耗了大量的能源、产生了许多建筑垃圾等,造成了巨大的社会资源损失。政府为了实现国家和地区的可持续发展,开展多种形式的宣传活动,普及国情教育、建筑设计、低碳住宅和绿色环保住宅知识、住宅产业成套技术的优点,提高全社会对产业化住宅的认识。
(三)加大对住宅产业化的研发投入
住宅企业应充分认识到发展住宅产业化是促进企业转型升级、实现可持续发展的现实途径,积极主动、自发地参与到开展对相关技术的研发和应用中。首先,根据中国住宅特点,模仿国外先进的成套住宅技术、设备或项目进一步地改造和创新,将住宅产业化技术进行中国化,符合我国实际情况;其次,针对影响住宅建筑产业发展的重要环节加快开展科技攻关,通过研究改进新材料、新工艺和新技术,消除技术上的核心问题,积累更加丰富的技术经验资料,加快完善住宅部品开发体系结构。最后是广泛采用新技术、新材料、新工艺,着重住宅产业化集成技术的应用。
(四)完善住宅质量保障体系
加强工业化住宅和成品住房的建设运营管理。稳步推广先进可靠、经济适用的结构技术体系。建立健全住宅部品生产企业的资质标准及审查制度。完善工业化住宅工程质量监管体系,明确对预制构件生产的质量监管方式和装配施工现场的安全管理要求,强化企业的质量安全主体责任。
(五)培育产业化专业人才队伍
加强人才队伍建设开展对行业主管、开发设计、部品生产、施工监理、检验检测等多层次、全产业链人员的教育培训,提高科学管理和技术水平。将住宅产业现代化知识作为相关专业工程师继续教育培训、职业资格考试的重要内容;重点扶持劳务企业发展,建设规模化、职业化的产业工人队伍。
结束语
相比欧美及日本等发达国家,我国住宅产业化的发展水平还很低,传统住宅产业链中存在着不少问题。其中对产业链视角下我国住宅产业化发展的研究,有利于我国住宅产业链的不断完善,从而促进我国住宅产业化的推广发展,实现社会利益最大化,促进产业化的实施,保证建设项目高效率、高质量的完成。
参考文献
[1] 孔庆周.我国住宅产业化的运行机制和发展水平评价研究[D].中南大学,2013.
【关键词】:物流中心,系统,建筑
中途分类号:F407.9 文献标识码:A文章编号:
1、引言
物流产业的发展,对物流中心的建设也提出了新的要求。现代化的物流中心已经不再是传统意义上仓库、停车场的概念,而是集物品、景观、能量、信息的流动为一体的现代化、低能耗的建筑群体。越来越全面的要求使得建筑与建筑之间、建筑与环境之间、建筑与物品、信息之间的联系越来越紧密。物流中心的每个功能区块越来越成为一个整体。因此本文提出了以“系统论”的概念来设计物流中心,将整个物流中心看作一个整体的系统运行来考虑。下面以某物流中心的设计入手,简要分析了现代化的物流中心的一些设计理念和手法。
2、项目概况
某物流中心由物流仓储版块、IDC中心版块、配套服务版块、生态环境版块四大版块组成。
3、设计要求
3.1城市性
该物流中心应以连续、完整的姿态为城市提升整体品质,一期建设形成沿街规模,二期预留用地较为规整。
3.2先进性
该物流中心应以多功能的构成、高效率的管理,建设成为国际先进、国内一流的物流仓储中心。
3.3高效性
功能集约,流线清晰,安全可靠,充分保证物流中心的各功能高效运行,真正实现生产者和消费者真正意义上的“无缝对接”。
3.4生态性
遵循生态节能的原则,创造绿色环保的现代物流中心。
4、设计理念
根据甲方需求和用地特点,以及当今国内外物流中心设计的发展思路和先进的设计手法,我们提出了“系统”的概念,将整个中心看作几个有条不紊运行的系统来设计。同时我们根据建筑的具体特点,提出了“系统流动”的概念。
4.1系统流动的概念
在项目总体规划上,我们提出了“流动”的概念。物品的流动、建筑的流动、景观的流动、能量的流动、信息的流动。我们从这五个方面贯彻强化“流动”这一概念。
(1)物品的流动:方案设计根据物流中心基本的功能作为设计的主旨,围绕物品的流动进行设计的展开。
(2)建筑的流动:采用飘逸的流动线条,结合起伏的地貌、原始的水塘形成了极富动感的景观建筑群,与大地融为一体。
(3)景观的流动:充分利用原始的地形、地貌进行景观设计,小桥流水、山水相宜,构成了一幅连续不断的景观画面。
(4)能量的流动:充分利用太阳能和雨水等自然资源,通过中心水系和绿色节能技术做到能量的流动和循环,减少能耗。
(5)信息的流动:在建筑的信息化设计中,方案提出了“信息流”的概念,通过信息化、智能化的通讯指挥技术以及“物联网”的设计理念,组织货物、车辆、人员的流动。
4.2系统模块化的概念
在建筑单体的设计上,我们提出了“模块化”的概念。“模块化”设计将主要功能体块以及建筑单体设计成一个个标准的模块,每个模块自成体系,相对独立,同时可根据发展的需要,增加或减少模块,对整体的规划不会产生影响,从而达到建筑设计的集约性,提高物流中心的使用效率。
4.3生态景观系统
在景观设计上,方案结合原始的地形、地貌,设计了中心水系和湿地景观生态园,运用绿色节能的新技术,提出了“能量自循环系统”的概念,力求减少能量的消耗和资金投入。
5、设计方案
5.1总体系统规划
(1)功能分区
方案将主要区块仓储物流部分布置在基地的东部,机房和附属用房部分布置在基地的西南处,在基地的西北处结合中心水系设计了生态景观区块,同时也为二期的发展预留了空间。通过道路的组织和划分将整个基地基本分为了四大版块:物流仓储版块、IDC中心版块、配套服务版块、生态环境和二期预留版块。四个版块相对独立,自成体系,在总体规划上又融为一体。并且一期建设易于形成沿街规模,二期用地也较为规整。
(2)仓储物流的交通组织
主要的仓储物流功能区块中,提出了“物流广场”的概念,通过广场的组织,有效减少了物流中不必要的路程和交叉,达到了物流的快捷、便利、井井有条。在仓储版块中部设置了60多米宽的物流广场,作为仓储的进货、出货等辅助区域,广场十分宽阔,做到了单向4车道,并且还预留了仓储停车位,此外在广场的尽端设置了圆形的回车广场充分满足了车辆进出货物的需求。仓储库房采用了“U”型库的形式,有效减少了车辆的流线和路程,增加了物流的使用效率。仓储版块中消防环路贯通,并设有次入口作为应急使用,在东侧的主入口设计了物流的一些辅助用房和货车停放、缓冲区域,和一些管理、休餐饮等用房,方便了使用,提高了效用。同时,结合景观空间为二期预留了空间,随着今后的发展,最终将形成一个完整的、有条不紊的物流体系。
5.2系统中的单体设计
在建筑单体的设计上,方案遵照“模块化”的设计理念。在仓储的模块中,采用了标准化的工业模数。物流仓库采用耐火等级一级,根据工艺的要求,仓库采用单层高架库的形式,具有以下优势:空间利用率高、库容量大、占地少、能实现机械化自动化、适合存放品种多数量大的各种单元化货物。
库内动线采用U型动线流程,设置有月台、进出货暂存区、库存储藏区、检货区、叉车充电区和配套辅助管理区。利用仓储版块中心宽敞的物流广场进行车辆进出的组织,流线通畅、贯通、互不交叉,整个模块运行上井井有条。辅助模块主要布置了餐厅、办公、宿舍,在主入口处设计了接待大厅和监控中心。这种模块化的设计方式提高了空间的使用效率,同时二期的建设也不会影响整个规划体系,表达了建筑设计的集约性特色。
5.3系统中的景观设计
在景观设计上,方案最大限度结合原始地形、地貌,有效地利用了自然采光和通风以及原有的景观资源。在基地的中部,利用保留水塘设计了自然生态的中心水系,结合步道、凉亭、起伏的地貌以及生态果园、农田形成一个小桥流水、步移景异的原始生态湿地景观系统。
此外利用水系作为景观设计的中心,多用铺装与绿化相结合的手法进行设计,跌水、户外地板、沙池、树阵等景观元素穿插其中。尽量简化泊岸,利用贯穿湖面的木栈道,使视野更为宽阔。蜿蜒的道路会让散步之人深感乐趣,硬铺地、带草铺地、完全植被的多层次景观细节处理,穿插设计了生态果园和农田,更加增添了园区绿色生态的景观氛围。在建筑技术上,方案结合起伏的屋面,运用了太阳能光伏发电、绿篱、雨水收集系统等生态建筑的设计手法。
太阳能光伏发电为无电场合提供电源,解决物流中心照明部分用电、辅助用房照明部分用电、办公电脑用电、住宿用电、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等。建筑绿篱墙的使用,有效地减少了汽车尾气、噪音、视觉的干扰,同时也为基地提供了良好的景观环境。利用仓储部分大面积的屋面,方案采用了雨水收集系统,并结合中水系统为物流中心提供辅助用水。
方案结合湿地景观系统和绿色节能技术的运用,通过屋面将雨水收集到中心水系,经过中水系统处理,灌溉果园、农田、冲洗车辆等辅助功能使用。生态果园、农田再为基地人员提供绿色食物,从而达到一个“能量自循环”的系统,力求使得整个基地达到“生态建筑”的标准。
5.4建筑的信息化设计
在建筑的信息化等软环境设计中,方案也为将来的使用做了充分的考虑。充分利用视屏监控、图像跟踪、识别、车辆定位、权限控制、信息显示等新技术,并且引入“物联网”的设计理念,希望使得整个基地形成一个井井有条的体系,做到前期的建筑规划和业主后期的使用的完美结合。
整个物流中心分区合理,交通组织便利,有机结合景观,充分利用了绿色节能技术,使得建筑与自然融为一体、浑然天成。飘逸的流线、起伏的建筑、优美的景观、生态的环境共同编织了一个节能、便捷、智能化的物流中心。
关键词:住宅产业化;节能设计;设计初探;对策;经济效益
Summary: Review the history of world development, in order to solve the problems of food, clothing, housing sub-three big "live", mankind has created various forms of classical architecture, these buildings is a civilized human perennial footprint, moreis a microcosm of the times, "stone epic, both material and spiritual culture crystallized double social value. With the development of society, people's living standards improve, the acceleration of the process of urbanization in rural areas, the growing market demand makes China's housing industry still has much room for development, the development of the housing industry is bound to a certain stage of Housing Industrialization. The housing industry is technological transformation, enterprise integration, and industrial production and self-cycle content to achieve our the residential production methods fundamental shift from extensive to intensive. The 2009 Copenhagen Climate Conference, "low carbon" become a new topic for discussion by the domestic industries, the Chinese government is also a formal commitment to reduce carbon emissions, proposed to develop recycling economy and building a resource-saving and environment-friendly society. China's housing industry's extensive production methods, resulting in huge carbon emissions and serious waste of resources, and the industrialization of residential housing construction process can achieve low-carbon mode of production, is regarded as the most powerful means of energy conservation. Therefore, the housing industry is necessary for the development direction of industrialization.
Key words: residential industrialization; energy-saving design; design Preliminary; countermeasures; economic benefits
中图分类号:TU201.5 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1.住宅产业和住宅产业化的概念
1.1住宅产业(housing industry)的概念是日本通产省于1968年首次提出的,指标准产业分类的各产业领域中与住宅相关的各行业的总和。住宅产业一般包括四个方面:①承担居住空间新建和改造的建造业、改造业、内外装修装饰工程业;②提供所需材料、设备的住宅建材业、住宅设备制造业、内装饰装修材料业;③承担住宅及其建材、设备等的流通产业;④为支持居民自己改善居住条件(新建和改造)的DIY产业。
1.2住宅产业化的含义
住宅产业化(housing industrialization)含义是采用工业化的生产方式生产住宅,以提高住宅生产的劳动生产率,降低成本。联合国经济委员会定义的产业化概念为:
① 生产的连续性(continuity);
② 生产的标准化(standardization);
③ 生产过程各阶段的集成化(integration);
④ 工程高度组织化(organization);
⑤ 尽可能用机械化作业(mechanization)代替人的手工劳动;
⑥ 生产与组织一体化的研究与开发(research&development)。
【关键词】 医院建筑 智能化设计
[Abstract] Along with the social and medical and health development, People on the health level of the pursuit and on hospital facilities, environmental demand also profound changes have occurred; the hospital function is no longer simply pursuit of curing diseases only means, even by the patient's psychological and social needs to create a convenient, quiet, peaceful, warm environment. The hospital environment aiming at the patient's physiological and psychological have special curative effect.
[Key words] Hospital Building; Intelligent Design
引 言
步入21世纪,我国人民物质生活水平不断提高,对医疗保健服务提出更高要求。医院建筑的设计也随着社会要求的变化,出现了新的理念与手法,适应建设现代化医院的需求。但医院建设如何根据我国卫生事业发展状况,充分考虑世界医疗发展趋势,以及我国经济发展水平,和人民群众对健康的需求,制定切实可行的方案,值得建筑师以及相关人士深入探讨。通过几个医院建筑设计中的问题的探讨,更新传统医院建筑设计中的一些观念,防止设计中走弯路,利于医院建筑的实施和使用。
1、医院建筑设计中的服务主体
医院建筑设计中最基本的问题就是明确医院建筑设计中的服务主体,指导建筑设计。当代建筑,无论是整体规划,还是单体建筑的外部设计或内部功能,无论是从物质上还是从精神上“以人为中心”、“以人为本”的设计思想已是无可争论的。人的需要,人的感受,人的情感是建筑设计时要考虑的第一要素。以这样一个理念,建筑师为医院设计,它既要满足医院内部医疗技术功能各部分合理管理、操作的体系;又要正确划分被服务者(患者),服务者(医务人员)的空间;同时,要有一个具有医院本身内涵与地方特色的造型,创建幽雅,宁静,富有人情味的医疗环境,这是病人的需要,也是建筑师的职责。近年来,我国医院建设有了空前的发展,新建与改扩建任务不断增多。但许多新建医院满足于一般的功能关系,只注重建筑设计的堂皇与华丽,而忽视了对病人的心理与生理特殊性的考虑。
2、医院建筑设计应克服我国 现代化医院发展的盲目性
回顾我国医院建筑设计发展的历程,虽然取得可喜可贺的成绩,但医院建设急剧发展亦带来规划建设上相当的盲目性。如不顾实际情况,盲目扩大规模、盲目追求高标准、高层数、大气派等现象,建设观念上的误区需要辨清。
3、我国医院建筑设计现代化的发展
现代化医院应表现在医院医疗技术装备的先进性,管理的科学性,护理素质的高层次,以及医疗服务与建筑环境的有机结合等方面,缺一不可。建设符合我国国情的现代化医院是我国医院建设的必由之路,片面追求高标准,医院养不起,病人住不起。现代化医院应加强医疗装备的先进性;洁净标准;采用科学合理的医疗运作模式;更新设计概念;社会化,紧跟发展需求。医院建筑设计概念更新体现在功能环境、卫生环境、空间环境、人际环境的设计,如:
a.总体布置适当集中,以利于发展、节能、交通与管理;
b.争取良好朝向应以自然通风、采光(能采取自然环境的,不取人工环境),避免暗室出现,建设新时代的绿色医院;
c.外部简洁内部舒适考究,注意色彩运用,环境雅致,空间宜人,营造家庭气氛;
d.选用适当的建筑模数,护理单元、规模化,建筑设计具有通用性,为未来的发展变化做准备。
4、建设智能化医院建筑
建筑智能化是实现医院现代化的必由之路。因此,建筑智能化在医院建筑设计中占有越来越重要的地位。正逐步改变着医院传统的管理模式和医疗习惯,也影响了医院建筑功能布局和设计要求。由于综合布线和电脑技术的应用,一些综合性医院改变了传统的集中挂号,收费方式,采用分散挂号,收费方式,简化就诊手续,减少了病人往返路程,使门诊,挂号大厅的布置方式随之改变。另外,处方电脑化的实行,缩短了病人取药的时间,对中西药房侯药空间设计也产生了影响。医院的一切运行和原理都离不开计算机,因此,信息中心真正成了医院的心脏。它的位置选择,建筑布局,电源保障以及多层次的保护,成为医院建筑设计必须重视的问题。
5、构筑通畅的交通流线
医院的交通流线是否通畅,直接关系到医疗行为和就医流线的便捷和效率。医院的交通组织,除应符合一般的交通组织原理外,还应符合医院的医疗流程,并充分考虑到医院组织模式的可变性,为医疗流程的变化留有余地。
5.1组织便捷的建筑外部交通
建筑外部动态交通从主要形式分,可分为车流和人流两种。细分可将车流分为急救车流、门诊车流、出租车流和服务车流。人流可分为医护、门诊、急救和探视。在一般的医院中,车流与人流重复交叉,不作分流处理,往往人车混杂,交通环境恶化。并且车流与车流之间、人流与人流之间也难以有效组织,造成人流流线复杂,不能迅速抵达目的地。外部交通的彻底解决需要做大量的研究和尝试,我们可以从几个方法考虑:一是总平面布置中可考虑急诊与门诊入口分设,单独留出急诊“绿色通道”;二是利用目前建筑设计中主入口往往设在2层的做法,考虑人车分流,人与车流分别利用不同高差的道路,形成立体交叉,立体分流;三是留出医护人员单独出入口,突现医患分流;四是充分考虑机动车拥有量的大量增加,结合人车分流,将停车场库放入地下。
5.2设计流畅的建筑内部交通
在医院建筑的功能组织中,内部人流交通组织是极其重要的一环,牵扯到医院的医疗组织模式和管理模式,与管理水平及智能化管理的程度有着极大的关系。在交通组织中,也要动态得考虑医院的发展变化,为新的运行机制留有余地。
结 语
不可否认,医院的使用功能十分复杂。然而同样无法否认的是:没有一种不变的医疗模式可以引导医院建筑建立一套固有的设计模式。使用功能的复杂性,不仅在于它的多样性,复合性,更重要的是它的可变性,即可持续发展的特性。即使认识了这些功能的全部,有时也会因为某些认识是基于一种主观的经验,缺乏必要的科学评估和前瞻性的技术分析,而忽视了功能内在的动态发展规律,从而使医院建筑设计陷入误区。设计人员只有充分了解并考虑到医院的运行模式及发展趋势,认真分析医院切实可行的建筑形式,坚持“以人为本”的设计理念,打开设计思路,敢于尝试新的医院格局,才能设计出能顺利运行的医院建筑,实现可持续发展。
【参考文献】
【1】陈薏珊 浅谈现代医院建筑设计中的几个问题 安徽建筑 2003年第10卷第4期
【2】杨莉萍 医院建筑设计随感 中外建筑 1999 (01)
【3】陈励先 医院设计中若干问题之我见建筑学报 1997 (12)
(华南理工大学建筑设计研究院,广州510000)
摘要院进入二十一世纪,“安全高效、绿色环保”越来越成为衡量建筑设计水平高低的重要指标,随着全国建设工作会议上“建筑产业现代化”的明确提出,新型建筑工业化以其迫切的需要和可持续发展的潜力重新走入国内建筑界的视野。在建筑产业化的革命中,预制装配这种建造方式重新进入到工程实践中,因此,针对这种新型建筑技术所对应的建筑作适应性的探讨,是文章关注的问题。
关键词 院可持续发展;建筑产业现代化;新型建筑工业化;预制装配式建筑;适应性
中图分类号院TU111.3 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2015)27-0078-05
0 引言
这是建筑产业现代化的时代,“安全高效、绿色环保”的目标已经成为全社会发展的共识,传统的混凝土全现浇结构无法适应时代的发展,不久的将来,必将被新型建筑工业化所取代。过去,由于材料技术水平的限制,人们对预制装配式建筑的质量和适应性存在疑虑和误解,但是,随着新材料新技术的运用以及管理水平的显著提高,我国现阶段的预制装配式建筑又重新迈出发展的步伐。因此,在这个历史性的机遇面前,笔者希望通过对新时期预制装配式建筑的特点总结及其适应性探究,为建筑产业化进程提供理论性的支持。
1 概念解析
建筑产业现代化,是以绿色发展为理念,技术进步为基础,信息技术和工业化深度融合为手段,运用先进适用的建造技术和科学的管理方法,对建筑全产业链更新、改造和升级,实现传统建造方式向现代工业化生产方式转变,从而全面提升建筑工程的质量、效率和效益。
新型建筑工业化是建筑产业现代化的基础和核心,它是指采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理的生产方式。新型建筑工业化并不只是装配化,而是现代科学技术和现代企业管理的融合叠加,即“新型建筑工业化(生产方式)=现代科学技术(生产力)+现代企业管理(生产关系)”。
预制装配式建筑,是指建筑的全部或部分构件在工厂进行预制,运输到施工现场,通过可靠的安装方法建造而成,具备一定使用功能的建筑物。发展预制装配式建筑是新型建筑工业化的重要环节。
2 国内外发展状况
17 世纪,英法等国家开始了建筑工业化道路的最初探索,20 世纪50 年代,二战客观上促进了欧洲国家建筑工业化的大力发展,积累了大量实践经验,并针对预制装配技术研制了成熟的行业规范和技术准则。美国在20 世纪初成立了预制混凝土协会(PCI),长期致力于装配式建筑规范和标准的制定,一直推动着建筑工业化的发展,取得长足的进步。日本的建筑工业化水平世界领先,在预制装配式住宅的建设上取得了空前的发展,它结合自己的实际建筑环境,将装配式建筑的理念成功引用至高层和超高层建筑的防震设计中,取得了卓越的成绩。
相比之下,国内建筑工业化水平比较落后,行业规范和技术标准还处于匮乏阶段。我国开展工业化建筑的探索时间并不晚,从20 世纪50 年代开始到80 年代,各种预制屋面板、空心楼板、屋面梁已经在住宅的建设中得到广泛应用(据不完全统计,到1985 年全国预制装配式建筑比例已占所有建筑量的35%),但是进入90 年代,我国在预制装配这个领域的研究和实践几乎为零,预制装配逐渐被全现浇结构所取代。直到21 世纪,现浇施工方式所造成的环境污染、噪声影响、资源浪费、施工危险等弊端逐步显露,中国建筑业界和相关部门才重新开始重视预制装配式建筑的发展。
3 新时期预制装配式建筑的特点
3.1 技术创新
预制装配式建筑的技术创新并不是单一技术的创新,而是集成建造技术的系统创新,它包含了主体结构的创新、装饰装修的创新和设施设备系统的创新,并综合体现在建筑设计、工程质量、工期控制、经济效益和环保节能等方面:
3.1.1 建筑设计方面
设计理念先进,兼容性强。建筑构件在工厂进行预制并运输到施工现场进行装配,可以最大程度实现钢结构、混凝土、新型材料的复合化施工,是一种符合现代建筑设计理念的生产方式。
结构体系灵活,可变性强。实现支撑结构和填充体系的彻底分离,保证支撑体的耐久性和填充体的可变性,有利于使用者在实际使用时进行改动和调整,一改以往建筑承重墙多、分隔死、开间小、空间无法灵活分割的缺点。
模数控制生产,工业化强。将建筑分离成支撑体系和填充体系,两种体系又各自拆分成不同部品构件进行标准化设计生产,这种方式有利于标准化的建筑空间和建筑立面的大规模重复性生产建造。
设施设备系统一体化设计。在设计过程中,水、空调、新风、暖气、电气等设备管道预设同步进行,从而减少设计缺陷和返工次数,极大提高设计效率,同时保证设备管道的质量控制水平更高,有利于房屋舒适度和洁净度的营造。
实例分析:中粮万科长阳半岛五裕地块项目,位于北京市长阳镇,地上部分采用预制混凝土装配整体式剪力墙结构,产业化楼建筑面积约9 万平方米。项目工业化预制率达到61%,外墙、内墙、阳台、叠合、挑板、防火隔墙、外挂板、楼梯、梯梁、女儿墙等十种构件都采用预制方式;建筑设计采用业内先进的设计理念,如24 小时新风负压系统、横向排烟系统等内装部品化集成技术、SI 内装分离与线管几成技术等;深化设计阶段更是采用三维手段协同设计,以确保准确快速落实设计方案,并最终保证此预制项目的实施质量。
3.1.2 工程质量方面
材料性能和构造水平提高,抗震性强。采用新型轻质材料,在隔声耐火、保温隔热、防腐防潮等方面具有优越的物理性能,同时由于构造水平提高和自重减轻,建筑的抗震性能也显著增强。
工业化生产建造,整体性强。预制手段机械生产的建筑构件,通过一体化的控制方式,在专业指导下使用可靠的连接方式进行安装,能够最大程度保证建筑整体性能。装饰效果优良。预制外墙板使用各种饰面进行预先处理,配合建筑设计预嵌瓷砖、石材、清水模等;预制内墙质量控制更加方便且外观优良,无需经过再粉刷的程序即可做装饰工程,从而保证了质量和效果。
3.1.3 生产效率方面
预制构件采用机械化方式进行生产加工,现场只须对构件节点进行浇注,这样的施工方式大大减少了现场工作量和施工难度,可同时进行交叉作业,遇到雨雪天气也可不用停工,节约工期,保证施工进度,节省投资,降低施工成本。
实例分析:位于北京回龙观019 地块的住宅及商业金融项目2 号楼,是北京住宅产业化基地的实验点。在全装配环节,每层楼的用工人数从42 人降低到28 人,综合测算节省了33%的用工量,其中混浆工这个工种已经完全不再需要,钢筋工的人数降低了53%,最终完成精装修的时间比运用传统工法的楼栋快了一个月。
3.1.4 经济效益方面
在西欧、北美和日本,预制装配的生产方式与传统建筑方法相比,可节约人工约25%-30%,降低造价约15%-20%。现在国内由于预制装配建筑仍处于摸索阶段,受生产技术、生产规模等因素的影响,预制率较低(仅为15%-20%),其建设成本仍略高于传统现浇建筑。但是,从住宅全生命周期角度来分析,装配式住宅由于其能耗、管理、维修成本的降低,能有效节省消费者后期费用支出。因此,综合来看,预制装配式建造方式在建筑经济性上拥有更广阔的发展潜力。
实例分析:万科集团在上海所开发的新里程项目、金色里程项目、四季花城项目、金色城市项目以及北京假日风景项目都采用了工业化生产的方式,根据这五个项目的成本估测数据,可得到建安成本和使用成本的工业化增长率。根据此工业化增长率对南京某一处传统住宅(103m2)进行工业化假设,将工业化住宅与传统住宅建造成本进行对比(详见附表1 和附表二)。传统住宅建安总成本为528390 元,使用费用50 年为306231 元;工业化住宅建安总成本为580302 元,使用费用50 年为254833 元。现阶段成本总和两者相近,但是未来工业化住宅经济效益还有非常大的提升空间。
3.1.5 环保节能方面
预制装配所产生的噪音、烟尘和垃圾远低于现场施工,对周围环境的影响降到最小。工业化的设计和施工节省了大量现场的模板和脚手架,减少了木材使用量,在降低造价的同时也保护了我国宝贵的森林资源。此外预制外墙和屋面板已经将保温隔水等防护层统一处理完毕,避免现场施工易破坏的情况发生,有效实现建筑使用阶段的节能。
实例分析:“小天城项目”位于长沙远大三路与远大城交汇处东北角,建筑面积18 万平方米,是全国第一幢以工厂化装配式方式建造的超高层钢结构可持续建筑。小天城的工厂化率超过90%,据项目工程测算,相比传统建造方式,节能80%,节水85%,节省混凝土60%,建筑垃圾甚至只有传统建造方式的1%。
3.2 管理创新
新型建筑工业化的目标是建立专业化、协作化的工程总承包队伍,在研发设计-构件生产-施工装配-运营管理等环节实行一体化的现代化的企业运营管理模式,从而可以整合优化整个产业链上的优质资源,使效率和效益最大化。(图1)
4 现阶段预制装配式建筑的适应性分析
综上所述,预制装配式建筑具有平立面规律性强、构件重复率高、多工种一体化施工可行性强、标准化快速生产、整体安全性能佳、综合效益高等突出特点,笔者根据预制装配生产方式在国内的现实应用情况,对其适应性建筑类型进行研究比对,总结如下:
4.1 住宅类建筑
从需求上分析:住宅是中国社会上需求量最大的建筑物类型,2010 年以来全国新建住宅年平均成交量维持在2.25 亿平方米水平,这需要一种快速、安全、可靠的生产方式来完成,以最大限度节约社会的劳动力成本和资源环境成本,运用预制装配技术可以实现这样的目标。
从实施条件上分析:建筑设计上,现代住宅趋向工业化的生产,住区楼栋标准化,户型单元模数化,公共交通核心模块化,内外墙部品构件工厂化,还要保证室内大开间和灵活分割的可能性;结构设计上,预制装配式框架、剪力墙结构体系和钢结构体系已经非常成熟,可以实现与现有结构的平稳衔接过渡;设备系统设计上,住宅内部设备管道单一重复,给水系统、排水系统、电气系统、通风系统和供暖系统等都可以使用部品生产和集成技术应用;这些都是住宅类建筑使用预制装配生产方式的有利条件。(图2)
4.2 车间厂房类建筑
从需求上分析:现今国内工业正处在快速发展的转型阶段,车间厂房类建筑应用广泛,需求量大,需要体现出工业建筑“快速施工,提高投资回报效率”的特点,很适合用预制装配的方式进行生产建造。从实施条件上分析:建筑设计上,车间厂房类建筑根据使用对象的不同,其跨度、进深和层高都有严格的等级和模数要求,其外立面风格简洁统一,无特殊性要求,非常适合进行模式化的预制部品生产;结构设计上,车间厂房主要采用排架结构体系和门式钢架体系等,其屋架梁、行车梁、天沟、屋面板均适合使用预制手段生产,在现场吊装就位后焊接将其连成整体结构便可快速安装,体现环保节能高效的现代化需求。(图3)
4.3 办公酒店类建筑
从需求上分析:现代酒店和办公楼是城市商务区中最常见的建筑类型,伴随信息时代的到来,智能化的建筑环境、人性化的建筑空间、可持续发展的建筑环境越来越成为社会一致的追求。因此,在这种建筑类型上运用新型工业化的生产方式,势必能极大促进现代城市商务区的规划和建设。
从实施条件上分析:建筑设计上,它以现代办公和居住功能为主,其房间开间、进深、层高需求以及外墙、门窗等部品尺寸都相对统一,而且这类建筑后期使用过程中房间大小或格局变动的可能性很大,使用工业化生产的预制装配轻质构件通过灵活的分隔方式可以轻松地实现;结构设计上,无论是普通框架结构或框架———核心筒结构,都属于预制装配施工方式的适用范围;设备系统设计上,预制装配技术在设计阶段就已预设完善设备管道,适合实现这类建筑中集成化的中央空调和新风循环系统。(图4)
4.4 医院类建筑
从需求上分析:现代医院作为延续生命、保护健康的重要场所,其整体医疗环境正日益受到人们的重视。医院需要洁净无污染的就医和治疗环境,预制装配建筑使用的各种新型材料有质量保证,可以确保建筑物安全无毒,对人体和环境无害,符合人类健康与环境再创造的综合利益。因此,在医院类建筑上应用预制装配技术,不仅有利于建筑微环境的营造,更有助于全社会节能环保事业的推进。
从实施条件上分析:建筑设计上,医院类建筑以诊室、病房、办公室等集中性的使用功能为主,尺寸固定,便于实现标准化控制;结构设计上,由于没有大跨度空间的特殊要求,普通预制结构体系便可基本满足使用需求;设备系统设计上,集成化的设备管道保证各系统的安全高效运行,有助于营造舒适的建筑内部环境。(图5)
4.5 学校类建筑
从需求上分析:学校是师生进行教学的重要场所,需要一个稳定、安全、舒适的建筑环境。装配整体式混凝土结构具有与现浇结构完全同等的整体性和安全性,同时由于建筑整体质量更轻,在抗震设防上处于更有利位置,现代化的管理方式也使它的质量监控也更加直观有效,因而适合运用在校园建筑上。
从实施条件上分析:学校类建筑结构简单,以普通课室、实验室、办公室、宿舍等使用功能为主,空间重复率高,立面构件统一,便于实现标准化的建筑设计。
近年来有一种特殊的学校类型吸引越来越多的社会关注,那就是在灾区或偏远地区建设的低成本学校。这类学校因客观原因的限制,只能用尽可能少的资金成本完成功能齐备、质量优良的建筑,同时还必须应对后期随时可能出现的功能置换甚至是异地重建状况。使用工业化预制装配技术进行建设,既能节约时间和成本完成设计施工,又能保证房屋质量,更能轻松解决使用功能变化或建造场地变化带来的问题,一举三得。以香港中文大学朱竞翔教授为代表的建筑师已经在这个领域取得了喜人的成绩,他的“轻质建筑”实践便属于新型建筑工业化的一种尝试。(图6)