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【有料UDG】建造、制造与智造(上篇)

 碧野田间牛得草 2016-07-18


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上海联创工业化建筑研究中心工程师王炳洪      

受邀《地产线》杂志专访内容摘录

 

2016年伊始,国家印发《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理该的若干意见》,这是时隔37年重启的中央城市工作会议配套文件。文件中勾画了“十三五”乃至未来更长时间中国城市发展的具体“绿色路线图”,在房地产开发建造领域提出“力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”这一方针。在此背景下,“新建筑,工厂造”——从建造到制造的过渡,将成为未来中国建筑业的主流。


Q:什么是装配化建筑?能否具象化表达装配化建筑的定义和概念?

A:装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。早年的对“装配式建筑”体系的定义较窄,仅针对预制式混凝土结构(prefabricated concrete)的建筑(简称PC)沪建管联[2015]417号文件,将钢结构、木结构纳入到装配式建筑体系当中,装配式建筑才真正涵盖到钢筋混凝土结构、钢结构和木结构三大建筑类型,进而扩展到绝大多数建筑领域。预制率是装配化建筑的重要指标预制率是指在一个土建工程中,预制混凝土的使用量与工程总混凝土使用量的比值。具象表达的话,装配式建筑类似于搭积木:工厂生产建筑构件和模块,好比积木块;现场进行安装,好比搭积木的过程。


Q:目前世界上装配化建筑较发达的国家和区域都有哪些,分别都有什么特征?

A:装配式建筑在欧洲最早得到发展,法国是世界上最早出现装配式建筑的国家。混凝土起源于法国一名花匠的发明,并继而将预制混凝土技术最先使用在花盆的塑造上,当时的世博展览馆“水晶宫”展示了这些对建筑业具有跨时代意义的创造。第二次世界大战结束后,由于迅速重建的需要,装配式建筑在各个发达国家发展迅速,尤其在欧洲与日本。日本由于劳动力的缺乏,装配率最高做到70%~80%左右的水平。


Q:中国装配式建筑经过了怎样的发展历程?

A 新中国建国后,50年代在苏联专家的帮助下,我国快速建成了第一批预制混凝土建筑,这些建筑往往外观简朴,功能也并不复杂。在唐山大地震之后,当时预制混凝土建筑对震害抵抗力较弱的弊病被暴露出来。加之改革开放以后,中国经历了一个廉价劳动力过剩的时期,建筑施工的现浇成本非常低,导致装配式建筑的发展一度中断。

1996~2006年间,建设部在住宅产业化板块重新将装配式建筑提上议程。从1996年下达了住宅产业现代化试点工作大纲开始;陆续在之后的10年间,颁布了国办发〔199972 《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》 ;建设部  建科[2005]78   《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》;建设部  建住房[2006]150 《国家住宅产业化基地试行办法》等政策。


一些住宅房地产开发商中的领军者如万科集团开始从日本香港等学习借鉴装配化建筑的相应经验和做法。但由于这一时期劳动力成本相对较低,政府也并没有出台相关激励措施或者强制要求,故装配式建筑在房地产开发商中,响应率非常低。

2010~2011年间,随着城市环境的日益恶化、劳动力成本的大幅攀升以及“用工荒”的出现,建设部多次下达绿色建筑及建筑产业化的多个条例、文件,装配式建筑成为发展的必然趋势。

2011~2013年间,上海作为全国首批装配式建筑的试点推广期,落实了一定规模的装配式建筑,实施装配式建筑的规模也呈逐年上升趋势。

2013~2016年间,上海进入了装配式建筑的强制推广期。装配率成为土地出让条件中的硬指标,并逐年上升: 2016年上海外环线以内要求全装配,外环线外50%以上要求实施装配式,单体预制率要求更提高为40%


Q:国内装配化建筑发展较好的城市有哪些?发展较好的是公共建筑还是住宅?

A:目前,上海是装配化建筑在全国的领跑者,拥有较为健全的规范、相对完善的技术体系作为支撑,装配率正循序渐进地逐年提升,装配率不论在商品房、保障房、民营开发商主导还是政府主导的项目当中均得以体现。山东济南的装配式政策和上海类似之处,也是把装配要求落实在土地出让条件里。全国的其他省市,装配式建筑之前更多的是作为试点和示范层面上来实施的。目前在上海不论是公共建筑还是居住建筑,所有的建筑类型均有装配率的要求,只不过由于前期试点项目多为住宅,且行业领跑者万科集团较多地把工业化装配放在住宅项目当中,所以容易造成装配式建筑较多使用在住宅领域之中的错觉。


 

Q:2016年伊始,国家就提出了关于大力倡导装配式建筑、开放城市公园、建设开放式小区的政策。国家鼓励新建建筑使用较高装配率,请问装配式建筑的优点有哪些?

A:简单概括的话,装配式建筑是未来的发展趋势,它主要有四大优点:

一、解放劳动力,缓解“用工荒”。

二、装配式建筑是绿色、环保、低碳、节能型建筑。其施工过程可降低建造污染、减少建筑扬尘、减少施工噪音、缓解“雾霾”。由于大部分构件由工厂制造完成后以干式作业施工代替湿式作业,施工现场的各类排放均可大大减小。经万科统计,施工垃圾减少可达83%。且大多数装配式构件在建筑拆除后均可进行回收利用,可持续性能高。

三、缩短建筑周期,减少现场浇筑、砌筑等的作业及等待时间。

四、增加建筑的精密度。装配式建筑大部分构件为工厂生产,精确度远高于现场作业,车间内甚至可以完成整体卫浴的安装再进行现场吊装,故而施工过程中能最大程度减少手工作业的不确定性和误差。有调研表明,万科集团收到的业主投诉中,约70%来自外墙渗水。而装配式建筑能有效提高施工精度,基于装配式建筑的该特征,万科提出“2mm”误差的控制理念。



Q:装配式建筑的优点那么多,为什么现有的建筑工程项目装配率依然比较低?是否存在一些成本上的问题让开发商持观望态度?

A:目前建筑工程项目的装配率依然比较低的原因,可以分两方面来看:

1.成本较高。即便是在装配式建筑最成熟的日本,依然存在成本居高不下的问题。现阶段,预制率上升意味着成本上升,装配式建筑的社会意义大于经济意义,而企业行为是趋利的,故不少开发商依然是被动的接受的。

2.房地产开发成本的地域性差别巨大。例如在上海,土地价格、房价都非常昂贵。而现有条件下,装配式建筑大致350/平方米的增量成本对于高单价的房价来说,属于可以接受的范围。其他房价较低的地区,如无政府的参与和补贴,实现较高的装配率依然难过开发成本大关。


Q:在智能化、数字化逐渐进入城市规划和房地产设计领域的今天,在建筑建造领域有哪些智能化的技术或者未来发展可行性?如果说装配式建筑可以带来从“建造”到“制造”的进步,那么从“制造”到“智造”还有多远?如果您给智能化建造来提一些关键词,您会选择哪些呢?

A:我们认为信息系统的集成和无缝对接、虚拟现实技术将引领建造智能化。虽然国内现阶段尚未普及BIM平台技术,但其集高效、链接环节少等优势,将使建造变得更加智能化、精密化和效率化。信息系统的集成和数字化,将使未来的设计及建造链大大缩短,基本上只需经过设计、工厂生产、现场(可视化)模拟安装及装配4个环节,借助多专业信息的整体集成和三维可视化的模拟安装,建筑师、工程师和建造工人之间的“语言不通”现象,将得到巨大改善。同时,以BIM技术作为依托,交互式的虚拟设计平台将给装配式建筑带来更大的好处:在施工前进行虚拟三维检讨,有利于发现可能存在的各种问题并加以解决,虚拟的设计平台也可以针对成本和工期进行模拟计算和管理,施工过程所需要考虑的所有问题,均可以通过虚拟现实技术进行整合并模拟还原。


Q:3D打印用于建筑领域是近年来热议的话题。请问3D打印技术是否会在智能化建造中占领一席之地?3D打印将在装配式建筑中扮演什么角色?

A:首先,3D打印技术与装配式建筑并不矛盾。它在数字化处理复杂、特殊节点的领域具有较高的意义;而现在讨论的装配式,则对于标准化和模数化的建筑建造有着更强的实用性。目前,3D打印虽然发展迅猛,但依然存在材料不够成熟、成本较高等问题,实验性质较强,它真正以成熟的姿态步入智能化建造领域,尚需时日。


Q:您的团队能够在装配式建筑设计全程当中都发挥作用,请问这个设计全程都包含什么环节?

A:大致来说,与传统的设计全程略有不同,装配式建筑设计与服务可以简单分为6个阶段:方案设计-扩初设计-施工图设计-深化设计-生产-安装。如果详细一些表达地话,下面这个简单的流程图可以说明这一全程:



Q:在建筑设计非常多元化的今天,装配式建筑的外观是否会受到限制而导致外观的单调?如何解决可能存在的问题?

A:首先,这是一个完全不需要担心的问题。举个例子来说,大家都熟悉的悉尼歌剧院,造型新颖独特,但并不影响它装配式建筑的身份,也就是说,非标准化的、特殊性强的部件,在工厂完成精密的生产和组装之后,再进行现场吊装,便可以保证建筑外观的绝对精美。当然了,这是一个外观比较特殊的例子。而在大多数民用建筑领域,建筑的外观和内部结构,通常都是有规律的,有重复的韵律之美的,那么标准化、模数化的建筑构件,对于建筑的使用和成本的控制都是非常重要的。为了避免构件安装的少量接缝对建筑外观可能发生的影响,装配式建筑要求建筑师在方案阶段进行工作前置,将构件的拼接缝充分结合外观进行考虑,精细化设计任重而道远。



Q:对于非专业的民众来说,如何让他们信任装配式建筑是安全可靠、牢固耐用、质量优良的呢?

A:这个问题可以从如下几个方面来说:

1.安全性。以日本为例,日本是世界上地震灾害最严重的国家之一,其地震烈度、频度都远高于我国,他们大量的装配式建筑经受地震考验后,震害反而比我国要低得多。所以,以现代的装配式技术建造的建筑,优于现浇混凝土结构抗震性能,是完全有可能的,真正的形成抗震性能良好的装配式建筑体系。

2.防火。装配式建筑的材料属于非燃烧物,其耐火极限可到达国家A级标准,耐火性能比其他普通建筑更加优良。

3.精密度高。如之前提到的,基于装配式建筑构件的工业化生产,整体化装配等特征,其施工误差可以控制在2mm的极小范围之内,故屋面裂缝、外墙渗水等常见问题,将不再发生。

4.其他实用性能。装配式建筑的构件由于可以在制作时根据需要填充各种保温、隔音材料,形成一体化的装配式建筑,因此其保温隔热隔音性能均优于普通建筑。


除此之外,与传统的砖墙水泥建造工艺不同,PC工艺更加安全环保。上海去年出台的[沪建管联(2015)417]文对外墙饰面等也要求采用一体化PC工艺来建造,可以有效的市民财产生命安全。



END

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