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設計先行 護航建筑工業化發展

發布時間:2014-11-27瀏覽次數: 781

建筑工業化設計在我國已經不是一個新的課題,但其在發展中卻遇到了很多的障礙,由于我國住宅設計水平和方式滯后于市場的發展,加上相關方面的利益得失,我國的建筑工業化之路依然是困難重重,實質性進程緩慢。


南京長江都市建筑設計股份有限公司是江蘇省內規模最大的居住建筑專業化設計企業,始創于1976年,前身為南京市民用建筑設計研究院,2009年底由原公司派生分立。自創建至今歷經了三十年的發展,形成以城市設計、辦公建筑、商業建筑、科研教育建筑、居住建筑設計為特色和主要產品,成為具有一定實力的區域性、綜合性、具有中等規模和鮮明特色的現代建筑設計企業,在江蘇省乃至華東地區具較高聲譽及競爭力。


 近日,預制建筑網和2014上海國際建筑工業化展覽會對南京長江都市建筑設計股份有限公司院長汪杰進行了一次聯合采訪,分享這家企業在工業化建筑設計方面的經驗和心得。


 采訪實錄


1.請您簡單介紹一下貴司在建筑工業化方面取得的成績或突破性成果。為何要特別成立綠色建筑工程技術研究中心?


汪杰:南京長江都市建筑設計股份有限公司從2007年和萬科一起探索開發蘇州玲瓏灣項目,在建筑工業化集成技術的應用積累了一定經驗;2009年公司內部成立了綠色建筑技術研發中心、工業化技術研發中心及BIM技術研發中心;2011年,公司完成南京萬科上坊保障房工業化住宅項目,該項目通過整合與創新,實現無外腳手架,無現場砌筑、無抹灰的綠色施工。是目前國內全預制裝配結構高度最高、預制整體式技術集成度最高的工業化住宅。2012年,公司與東南大學等5所高校及十五家企業共同組建新型建筑工業化協同創新中心。


2013年,根據公司發展的需要,我們成立了江蘇省長江都市建筑工程技術研究中心。該中心是南京市范圍內首家技術中心,主要研究方向為綠色技術方面、建筑工業化技術方面、建筑能效管理方面。綠色建筑技術方面主要是結合建筑設計的被動式節能技術研究,可再生能源技術和綠色生態技術集成研究,建筑性能化、參數化的綜合效能評測。建筑工業化設計方面主要是進行工業化住宅標準化、模數化的基礎研究和技術體系、標準的研究,工業化建筑的結構體系及管件核心技術的研究與開發應用、綠色技術與住宅工業化技術的集成應用的研究開發。樓宇能效管理技術方面主要是樓宇能效管理系統軟件的研究、能效管理控制平臺的研發。


隨著第三經濟時代的到來,節能減排已經成為整個行業乃至整個世界的發展方向,作為建筑設計企業應當承擔這一重要責任。據了解,我國目前建筑能耗約占社會總能耗的1/3,隨著生活水平的提高,建筑能耗有繼續增長的趨勢。設計行業作為行業的領頭羊,應該率先做出努力,在項目設計方面推進綠色技術研究。對于企業來說,我們企業是一個傳統的建筑設計企業,但目前面臨著轉型升級,我們希望能夠將傳統設計和創新相結合,轉型不轉行,在原有的設計基礎之上融合創新的理念和技術,提高核心競爭力,保證企業的持續發展,因此才特別成立綠色建筑工程技術研究中心。


2.貴司在國內工業化建筑方面有哪些經典項目?(提供1- 2個代表項目,可著重介紹項目前期所面臨的問題與挑戰、解決方法、取得的主要業績等)


汪杰:萬科集團在產業化方面全國走在了前列,我公司和萬科合作開發了蘇州玲瓏灣項目。作為江蘇省第一個預制裝配式項目,這兩棟18層建筑,都是按照PCF模式建造。


目前我們設計院和萬科主要在預制框架體系和內澆外掛體系方面進行合作研究。


在預制框架體系方面,經典的項目是南京萬科上坊全預制保障性住房項目。我們在預制裝配式結構體系和預制構件節點方面都進行了創新。該項目實現了無外腳手架、無現場砌筑、無抹灰的綠色施工,綜合預制裝配率達到75%,純粹結構裝配率達到65%左右,加上墻體和整體式衛浴集成運用,達到整個裝配率82%。萬科董事長王石曾考察該項目,認為該項目是萬科在建筑工業化方面里程碑項目。住建部住宅產業化促進中心副主任文林峰,江蘇省住建設廳相關領導也對此項目表示了高度肯定。


最近,我司與萬科正在合作萬科南京南站地塊3棟綜合樓項目。這個項目也是很好的案例。在該項目設計方面,我們不追求單一過高的預制裝配率,希望結合綠色施工,追求成本最低,實現預制裝配成本接近基本等同于現澆。從方案開始階段,我們通過標準化設計,除了其中一棟19層大樓采用裝配整體式框架—現澆剪力墻結構體系,其余兩棟都采用裝配整體式框架結構體系。裝配式框架節點梁鋼筋連接在世構體系的基礎上進行了改進創新,梁下部角筋拉通,U型連接筋相應減少,使節點構造連接更接近于現澆結構,分實現了少構件多重利用,這樣提高了工業化建筑的效益,也降低了成本。


近期,我公司和中國城科會綠色建筑與節能專業委員會正在編制關于預制裝配式住宅內澆外掛體系方面的標準,預制疊合板、樓梯、外墻做PCF,內墻以現澆為主,這樣比較符合我國抗震區的特點,解決外墻滲漏和起鼓的問題,內墻采用鋁模加塑模的大模板施工,解決粉刷問題,將工業化設計和施工技術相結合。


3.貴司對國內工業化建筑的市場在近幾年的發展是如何看待的?這對貴司未來的業務發展方向或方針制定有何影響?


汪杰:最近幾年,國家陸續出臺了推動住宅產業化的文件和政策,尤其是今年住房和城鄉建設部副部長仇保興在國際綠色建筑與建筑節能大會提到,發展綠色建筑需要大力推廣運用預制裝配式建筑。我認為建筑工業化應該從根源上開始做起,從我們的生產、建造工藝開始。我們知道建筑揚塵污染是造成霧霾天氣的主要因素之一,所以要改變建造方式,降低建筑揚塵,從根本上發展預制建筑。


最近這幾年,沈陽、北京、上海和合肥等地,由于建筑工業化發展的比較快,政府拿出了許多優惠政策。我認為政府應該像國外一樣,率先在一些保障房和公共建筑方面,推廣和應用預制裝配式工業化建筑。


從江蘇來講,江蘇要從建筑大省變為建筑強省,就應該在建筑工業化方面加以推廣,將我們的建筑工人提升為產業化工人。目前,隨著人口紅利的減少,新生代農民工的價值觀念的改變,諸多行業都出現工人年齡偏大的現象,往往我們工地上找不到好的建筑工人。其次建筑的質量通過傳統的施工工藝是很難保證的,必須通過建造方式的改變,尤其通過工業化生產方式才能全面提高我們建筑的品質。


發展建筑工業化已經成為大勢所趨,因此我們院在2013年成立了綠色建筑工程技術研究中心,目前中心編制人員40人,研發人員30名,初步建立一支專業水平高、專業配備合理的科技研發團隊。


4.貴司在保障性住房的標準化、系列化設計方面是否已有相關成果?如有,請簡單介紹一下。


汪杰:近期,南京市政府拿出10萬平方米的土地建設綠色建筑示范區,我公司在做這部分方案。該方案規劃地面有7-8萬平方米建筑群,6棟24層公租房,還有1萬多平方米的商業群房、地下室。目前,該建筑方案已經基本確定,采用剪力墻體系,預制裝配式整體式概念來做。我們爭取預制率達50%左右,采用預制外墻板、預制樓梯、預制疊合板,山墻板做預制裝配式剪力墻,用國家規范的推薦的體系來做。商業群房用預制裝配式框架,地下室準備用預制雙層疊合板做頂板設計。


近兩年,我司和江蘇省住建廳和科技發展中心、東南大學等也合作編制一些標準文件,完成編制江蘇省建筑方案發展指導意見。今年,我司和江蘇省科技廳發展中心一起承擔江蘇省建筑工業化設計導則編制,還參與和東南大學、中南集團編制的江蘇省預制剪力墻設計規程以及預制混凝土框架設計規程。在標準化設計方面,我司與東南大學合作編寫了預應力和非預應力的標準圖集,單獨承擔了預制裝配式樓梯的圖集,整體式廚房和衛生間圖集的編制。

 

5.建筑工業化目前面臨的問題之一是還沒有標準化,請從設計的角度出發,談一談您個人認為建筑工業化設計的核心、要點或條件有哪些方面?


汪杰:我認為工業化建筑應該由三大體系組成:一是預制裝配結構體系,二是預制裝配式內外墻圍護體系,三是部品構件體系。設計作為建筑工業化龍頭,首先要實現模數化、標準化。但是設計模數化也不是過于呆板,工業化建筑設計要把異性構件、標準構件通過建筑設計實現重復利用,這樣才能降低成本。這對于結構設計人員要求比較高,一是要懂結構設計,不僅要懂構件設計,同時也要了解施工安裝和吊裝工藝。


工業化設計的難度要比普通建筑設計難度高,它的難度在于精細化,因此工業化建筑必須要依靠以bim為代表的三維技術數字化模型實現。我們院用bim軟件在設計中間解決了建筑造型、管線碰撞、模擬施工等問題。


目前很多設計院只做了工業化建筑的主體,沒從根本上透徹了解建筑工業化內涵?,F在市面上很多預制體系,有些設計院不了解體系,導致很多節點交代不明確,容易出現滲漏問題。設計院必須要掌握體系的核心和要點,要了解自己的工程怎么來拆分,而構件廠應該根據自己的生產能力、特點來拆分,要考慮建筑保溫、防火等細節,避免出現70-80年代的大板建筑質量問題。


6.很多人對于工業化建筑的安全性抱有疑問,尤其是抗震性,您認為在設計階段應如何保障或提高PC建筑的抗震性?


汪杰:我們國家80%屬于地震區,因此在推廣預制裝配式建筑方面會有部分阻力。我們的鄰國日本,雖然也是高地震區,但是在推廣預制裝配式建筑方面普及率高。工業化建筑的安全性關鍵是節點問題。目前國內節點技術研究不夠,現在很多結構設計標準都是按照現澆原則。我們院采用的預制裝配式整體框架體系是現澆和預制相結合,預制裝配式節點等同于現澆節點,保證了節點安全。我認為不能因為采用了預制裝配式建筑就降低了建筑的安全性。


7.您認為軟件(比如BIM等)在工業化建筑的設計過程中扮演了一個什么樣的角色?是否在實際的項目運用中為貴司帶來收益或解決問題?


汪杰:Bim軟件是一個全周期的信息軟件。Bim技術基于三維模型的特性,不僅是在平面視圖中工作,也可以通過實時查看三維模型,在虛擬建筑空間中檢查體驗各項設計性能參數,對設計結果不斷修正。這樣,以往繁雜的管線綜合排布工作顯得異常簡單,設計師可以從任意角度直觀地查看三維模型,檢查所有管線的空間排布情況。我認為施工單位也要通過這個軟件將施工要素進行二次開發。


工業化建筑設計是一個精細化設計和施工過程,通過bim等相關軟件的仿真設計和模擬設計功能,實現整個模擬施工和建造,開發復雜構件,有利于節約成本。


我們院還使用CATIA軟件對預制構件的建模及構件拼裝進行檢驗,拼裝中如有構件有碰撞錯誤,軟件會自動提醒,避免了預制構件現場吊裝無法安裝的問題。


8.現階段很多地方以“預制率”的高低來衡量建筑工業化的程度,貴司作為設計單位是怎么看待這個問題的?


汪杰:以“預制率”的高低來衡量建筑工業化的程度,我認為這個考核標準不夠全面。提到預制率,很多時候大家認為的是預制裝配結構的預制率多少,沒有考慮到內外墻圍護體系和部品構件的預制率。


所謂的預制率要綜合看待,高和低不是關鍵,不要單一追求高預制率,要結合現有建筑傳統工藝,改良建造方式,通過整合與創新,實現無外腳手架,無現場砌筑、無抹灰的綠色施工。


現在有人提出預制產值這個概念,把結構體系、墻板、部品部件按照產值來算,我認為這個概念很好,是一種相對科學的指標。


9.在發展的過程中,您如何看待建制工業化設計專業人才緊缺的問題?貴公司在人才培養方面有什么相關的對策?


汪杰:中國在建筑工業化方面落后其他發達國家十年以上,全國方面來講建筑工業化專業人才十分緊缺,主要是工業化建筑設計人員和構件設計、構件深化設計人員。


工業化建筑是一個系統工程,它的設計顛覆了傳統設計模式,在方案方面必須要考慮構件拆分、深化設計。工業化建筑必須要考慮標準化、模數化,在這個期間要進行多專業融合。在方案設計階段就要把模塊化設計融合進去,考慮到裝修、管線、構件承重問題,這樣才能達到少構件多利用,符合工業化建筑的原則,提高工業化建筑的效率,降低工業化建造成本。


我們院和東南大學成立了企業研究生工作站,得到江蘇省教育廳的批準,主要是為企業乃至全省培養工業化建筑設計人才。目前我們已與東南大學初步達成意向,9月份開學后進站參與工程設計、研究進修的研究生達到3-5個。


10.貴司為何會選擇參展BIC 2014?此次參展做好了哪些準備或預備展示的內容方向有哪些?對預制建筑網有一些什么樣的看法?最后,能否談一下對BIC 2014及預制建筑網的期待?


汪杰:BIC2014作為一個工業化主題展,集成了長三角地區工業化領域眾多企業,為推動建筑工業化發展起到了促進作用。這個展會是展示平臺也是交流平臺。去年,我也參觀了這個展會,發現很多施工總包企業比如遠大住工、江蘇元大、龍信集團、中南集團都參與其中,建筑設計企業相對參與較少。工業化推廣應該設計作為領頭,所以我們希望這次展會上在建筑的設計領域展示我們的成果。


我們院在此次展會上布置了將近100平米的展區,通過這個機會向同行和領導展示這幾年的工程案例,同時分享建筑工業化設計過程中的技術經驗。想把團隊介紹給大家,積累經驗。


預制建筑網作為建筑工業化專業網站,是一個很好的宣傳溝通平臺,我們希望通過這個平臺把企業成功經驗進行分享,實現行業的動動交流,也希望未來能夠在建筑工業化方面更專業。


背景資料:


汪杰:南京長江都市建筑設計股份有限公司董事長、院長,國家一級注冊結構工程師。中國勘察設計協會理事,江蘇省建筑工程抗震設防審查專家委員會第一、二屆委員會委員,江蘇省勘察設計協會常務理事,江蘇省土木建筑學會常務理事,南京市土木建筑學會結構專業委員會副主任委員,中國城市科學研究會綠色建筑與節能專業委員會委員。在職期間,他帶領公司完成50余項工程設計和科研項目,獲建設部、江蘇省、南京市各種獎勵。他先后與東南大學、南京工業大學共同完成《新型梁柱-板柱組合結構(住宅)體系的研究》、《新型住宅結構體系的研究與應用》兩個項目的研究均獲得省江蘇省科學技術進步一、二等獎。2007年上半年親自主持與房改辦共同編制了《南京市經濟適用房建設和技術標準》、先后負責并主編了《江蘇省住宅設計標準》、和《住宅設計資料集》。