今天为大家分享的是中国建筑设计院装配式建筑工程研究院所长潘悦的《装配式建筑的思考与实践》。

　　大家下午好，我们院现在主要做装配式建筑，我主要演讲的内容是有关装配式建筑的设计思考和案例，第一部分装配式的政策我简单说一下，重点是在装配式建筑的一体化设计和项目案例分析。

　　第一章，装配式建筑的现状和预测，装配式发展从五十年代到八十年代到两千年的建筑工业化，到后面逐渐的推出住宅产业化政策，形成了一个整体的脉络。

　　中央正式发文件是在2016年2月6日，大力推广装配式建筑，十年时间达到30%，我们作为在北京区域和京津冀区域从事装配式建筑的设计来说，在北京这方面已经走到了全国的前面，要求也非常高。

　　北京的目标也是2020年达到30%，实际上实施起来比这个要求更高，北京要求17年3月15日之后城六区十万平米以上的建筑都要采用装配式建筑，公共建筑方面，北京市要求单体面积一万品米以上的公建要采用钢结构的建筑，预制率方面60米以下，预制率达到40%，竖向构架都要达到预制，60米以上水平构件达到20%的预制率。

　　现浇建筑和装配式建筑的区别，各位都说过了，主要的问题是在大家都知道现浇建筑的速度非常快，主要的问题是因为现在随着人员、工人越来越少，以后能用到的人工越来越少，成本越来越高，装配式建筑大部分在工厂进行施工，现场装配，以后的成本会逐年的降低，大家担心的技术问题实际上是通过七八十年代的调整到两千年以后的逐步提升，已经基本都达到了我们的技术要求，工程的质量，大量的提升，而且我们的建筑质量，建筑性能都有了大幅度的提高。同时在节能减排方面，装配式建筑，尤其是内装在施工垃圾量可以比传统的现浇建筑低90%以上。

　　目标是：提高建筑寿命、提升建筑质量，提高生产效率，减少资源浪费和减少环境污染，从这五六年做的项目来看，基本上都达到了这样目标。

　　这是前几年在院里做的装配式内装的样板，商品房项目。在装配式建筑的评价标准里面也主要把建筑分为四个系统，结构、外围护和内装、设备管线，相当于人体的骨架、外表皮，循环系统，包括血液系统，这些系统形成了一个完整的建筑。

　　装配式建筑的结构方面，现在在国内有三种结构体系，一种是装配式混凝土结构，还有剪力墙框架，还有钢结构体系，最主要的是钢框架体系，同时用于多层建筑的轻钢结构体系，模块化结构体系，还有新兴钢结构体系我们也在研发，标准里面提到了装配式木结构。

　　外围护系统里面，作为建筑师，在设计过程中，包括建设单位或者厂家，装配式建筑里面最关心的部分，我们的主体结构这些年的发展里面都已经固化了，不管是混凝土结构还是现浇结构，没有发生原则性的变化，外围护由现浇改为装配式的外围护，这块的路要走的非常长。除了传统的幕墙以外，现在又增加了很多的外墙挂板，包括PC挂板，装饰保温一体化的复合外墙板，轻型的人工板材，用在混凝土结构里面的PC外墙装饰体系。

　　在内装方面，我们又开发出六套装配式的集成系统，同时也有同层排水，干湿地暖和装配式建筑，一会儿在项目的介绍中详细的说一下。

　　设备管线系统，主要是需要把我们的传统的机电系统进行模块化的设计，形成产品化的，模块化的，左边的照片里面像集成的屋顶的太阳能系统，包括在过程的吊顶里面的设备管线需要用BIM设备进行集成，设备与管线系统现在在装配式的四大系统里面还是属于比较落后的系统，也需要参建的各方一块研发。

　　刚才说的四个系统，结合一体化的设计形成了装配式建筑整体的设计指导思想。一个是一体化的设计，装配式建筑是全专业的协同设计，不光包括建筑结构生产链，还有装配式的内装，还有经济专业同步进行设计，一体化的建造过程中设计、生产、运输、施工安装和运营围护形成完整的整体进行同步的策划。

　　装配式的评价标准是去年年初发布的，同时也是我们院参编了，装配式主体结构占了20分，围护墙和内隔墙各10分，这和北京市八号文件不太一样，北京市是把混凝土的预制率跟非混凝土的结构分开，国标是加在一起了，这两个条文在北京都执行会出现两种得分的情况。

　　评价标准里面主体结构占50%，装修的外维护，内隔墙，设备管线占了30分，通过装配式评价标准的打分来看，最终得出装配率需要达到50%以上，能评价为装配式建筑，同时也有1A、2A、3A，3A是装配率达到90%以上。

　　最后我们介绍的项目，通过我们的自评以及住建部的考核，已经能评价为3A级的装配式建筑。

　　我们在集成设计上主要考虑的是标准化、模块化和集成化，这个是我们在设计上，以我们牵头的项目，从前到后一贯以之的设计思路，包括方案设计阶段要考虑平安功能，结合到模块里面的平面，立面，包括成本。同时要结合结构体系进行优化，规范标准不再说了。

　　比如说模块化设计，首先把建筑分为建筑的单体模块，单元模块，功能模块和部品模块，不同层次的模块内进行详细的拆分，可以把我们整个建筑模块进行优化设计。

　　举一个例子，这是我们现在已经建成的通州台湖的公租房项目，地上50万平米，只采用了两种楼型，5000户，地上两种户型，65平米和35平米，两个单元楼型。同样的楼型采用不同的立面设计手法，会形成两种立面的效果，说明装配式建筑不是千篇一律，而通过建筑的不同的手法达到不同的效果。

　　整个50万平米的公租房只有两个楼型，而且采取模块化的设计，交通盒是两种，因为是不同的高度，单体的剪刀体，单一的户型是一样的，左边是两梯六户，右边七户，中间的紫色两个户型可以替换成右边单元的中间三个户型，面宽是一样的，这两种楼型在住宅小区规划的时候可以替换。刚才说的AB户型是对称的户型，但是C户型是6米面宽，B户型是3米面宽，C户型的12米和D户型的12米可以改变，规划调整，甲方的需求调整可以通过模块的替换达到不同的要求。同时楼电梯模块也采用边缘化统一的方式。

　　外围护系统也是装配式建筑的痛点，大家考虑标准化与个性化，到底更倾向于哪一个。其实在欧洲，很多建筑从我们现在来说都是装配式建筑，他们的立面并不局面与我们所说的方盒子，通过预制构件的立面设计达到非常的美观，每个预制构件都是非常复杂的，但是进行标准化设计之后，通过旋转、楼层单元的组合会达到非常有韵律的立面。

　　作为建筑师经常考虑的的韵律、机理、结构、材料和色彩的组合形成了不同的效果，这是17年年底建成的，是当时北京最大的装配式建筑的释放项目，这也是今年得的北京市装配式建筑一等奖，都是40平米、60平米的户型，通过整体立面的设计，包括中国传统的构架方式和阳台的错落的方式，达到非常有意思的建筑的效果。同时我们在13年、14年的项目，采用装配式预制夹心外墙板的体系，外墙板是清水混凝土的效果，只是通过外立面上一些彩色的阳台板技术错落，达到一定的效果。

　　左侧是当时预制封闭阳台的模型，包括中间的结构的节点，右侧是把阳台落实到立面上实现的效果，可以看到作为装配式建筑的质量，大家看到远处是20世纪初到2010年之前设计的普通的小区，质量是得到了很大的提升的。

　　同时在近几年我们也做了很多非常有意思，也是非常创新的尝试，装配式的三明治外墙，不仅仅做成清水混凝土，还可以做成反打墙板，经过七八年的磨砺，外墙依然平整，并且达到了当时的要求。

　　现在在北京副中心做了一个难度更大的项目，装配式也是采用竖向构件，整个外墙采用反打的模式，每块板都是在工厂反打到预制构件上，每个窗户上的突缝都是预制构件，窗户都是现场直接吊装的，所以现场没有安装窗户的过程，右边可以看到墙面的细节，每块瓷板的缝都是对齐的，甲方要求精度不能超过2毫米，超过2毫米都是人肉眼可以看到的，现在建成之后完全看不到拓缝的问题。

　　而且做装配式的时候，墙面是非常平整的，大家可以看到现浇建筑，太阳在中午晒的时候可以看到外墙的凹凸，装配式建筑的外墙非常平整。

　　同时在外围护之后还要做构件设计，需要考虑到生产工艺、构件运输和施工限制，通过前期的预制构件的拆分，结构专业和建筑专业进行调整，施工图阶段进行预制构件的精确拆分，原来进行预制构件的预留预埋，完成加工图。

　　刚才说的台湖项目为例，这个项目地上18栋公租房，构件种类40种，同时把几大类组合起来，构件模数达到了1.7万块，可以看到各个构件组的比例，主要还是外墙，立面的围护特别多，水平构件上很标准，而且单个构件使用的模具合理使用次数200次，我们的项目最少的达到了135次。

　　这个也是我们施工设计阶段需要全部专业跟预制构件进行配合，达到预留预埋的设计。

　　最后一体化设计方案，要考虑装配化装修，内装设计，装配式装修属于全装修，并不是所有的项目都要推装配式内装，而是根据不同的项目。因为不同的项目成本不一样，受众不一样，使用的需求也不一样，装配式装修应该走以不同项目为基础完成我们的装修设计。

　　刚才说的八大系统，实际上是整个集成到装饰内装里面，装配式内装的设计包括设计集成、内装结构分离的体系。这是当时做的内装的模型和设计的图纸。

　　这是刚才说的项目案例里面的内装设计，内装设计阶段同步与建筑设计一起做，同时做出效果图，做出装配式内装的户型图，以及卫生间的布置。

　　现在我们已经增加了内装的团队，实际上在前期，因为装配式走过的阶段，也是有一定的困扰，前期是需要建筑师完成内装设计的。

　　这是刚才说的郭公庄公租房的实景照片，都是采用装配式的内装做的。除了住宅的装配式内装，我们在公建方面也做了大量的实践，这是我们搭建的装配式内装的公建样板间，会议室，地面、墙面、吊顶都是装配式的设计，16年做的样板，17年已经在北京副中心的办公楼里面完全实现了三万平米的装配式装修，时间比传统的装修快2/3，传统装修六到九个月，我们两万平米的公共建筑的装修就两三个月，垃圾产生量比传统的少90%，因为所有的材料都是工厂提前预制好，现场进行安装的。

　　大家知道，板材都是两米四高的尺度，通过设计提升了美感。

　　第三部分，介绍一下从设计到最后交付的成果，我们院最近几年做了800平米的装配式建筑，集中在北京和京津冀地区。类型来说，除了商品房，还有政府的公租房、周转房，开发类项目。可以看到16、17年开始，集中在全装配的项目上。

　　刚才说焦化厂项目，位于北京东南五环内部，厂址是原来的焦化厂，通过政府的清理挖掉一个18米深的坑，我们要在这个范围内完成50万平米的公租房项目。这是最后形成的规划设计的总图，用地9万平米，地上27万平米，地下24万平米，分东西区，17栋高层都采用预制构件，当时因为没有相关的文件，我们的技术要比文件高，主体控制上超过80米的楼采用的现浇结构，水平构件，80米以下都采用了竖向构件。17栋公租房都是采用装配式内装。街区没有围墙，楼栋通过东西向配套的公建形成围合式的空间。当时的规划效果，可以看到西区14栋，东区9栋，跟郭公庄的户型基本一致，但是立面不一样，我们可以采用相同的户型设计出不同风格的立面。

　　中间的28层和29层采用的是竖向构件，5栋蓝色的楼是11层加上预制的内墙，东北角三栋楼超低能耗被动房，也是北京市第一批被动房示范项目，两栋77米高水平构件的，中间那栋超低能耗的被动房，今年9月份顺利竣工验收。

　　西区14栋楼只有四种户型，一居室、两居室，43平米，60平米。通过组合方式，形成了三种面宽，三种楼型。东区三种户型，三栋超低能耗也是三种户型，解决了4600套公租房。

　　总图上可以看到不同户型组合的分布，交通盒也进行了统一，都是双跑的楼梯。立面上进行了不同的设计，飘窗、阳台、空调板都应用上了。为了避免出现20万平米的社区里面每栋楼都一样。这是预制构件的图，通过我们的精细化设计在每层进行组合，达到整体的装配式建筑的效果。

　　这是当时设计的时候的效果，可以看到装配式内装的效果，隔墙分缝，地面是防PVC的地面，户型设计上考虑到不同的分区，标准化、模块化的厨房，包括立面上建筑师也设计了水平龙骨、竖龙骨，水平的预留，带插座的管线都是前期设计。结构的预制构件的分析上可以看到不同的高度进行了不同的设计，因为当时没有这些标准的时候，我们是根据结构专业的判断以及我们院长期的装配式建筑的经验，分成超过80平米的水平构件，低于80平米的构件。北京市还是按照这个要求，整体的预制率达到40%以上，同时在施工图的设计中考虑到三维的示意，避免出现破漏碰缺。

　　同时这个项目采用了BIM设计，BIM模型与建筑设计同步，方案之后初步时间施工图都采用BIM模型跟项目同步，最后移交给施工单位进行优化设计。BIM在设计院推广的比较难，两个原因，一个是时间紧，周期紧，大家没有时间完成。另外，现在的BIM模型，这套软件不支持做装配式建筑的模型，现在我们院做装配式建筑的模型，整体的模型只能按照现浇楼建，不能拆分，因为每个构件带的信息太多，所以必须拆分成整体的模型，标准层的模型，内装的模型，不需要带到整体的模型里面去。

　　这是通过我们自评的装配式建筑的评分表，主体结构可以得到28分，水平构件20分，围护墙和内隔墙5分等等，总体评价得分90以上。

　　这是当时的现场的构成照片，远处的楼是水平构件的楼，施工比较快，中间的是竖向构件的楼，这是八月份拍的照片，可以看到整体的效果。我们在装配式建筑方面可以形成比较有特色，也符合大家需求的要求。在东北角有三栋超低能耗的被动房，刚刚通过验收，矮的这栋是装配式整体结构，外墙的分缝和右边的楼不一样，整体的结构体系包括外墙的选挑都是断桥的方式，外墙采用轻型混凝土的设计。11层的竖向构件设计的装配式建筑的立面效果。

　　来源：装配式建筑材料产业联盟

　　责编：边奕霏   熊凯

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