淺析如何突破裝配式建筑設(shè)計(jì)的困境

李益 張子競 潘娟

（重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院建筑城規(guī)學(xué)院 重慶 401331）

1 概述

十九大報(bào)告提出了“綠色生態(tài)發(fā)展、質(zhì)量第一、效益優(yōu)先”的發(fā)展要求以及在倡導(dǎo)節(jié)能減排和綠色發(fā)展的大背景下，建筑行業(yè)發(fā)展裝配式建筑是深化改革、創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展的有效路徑[1]。

裝配式建筑具有建造速度快、受環(huán)境影響小及節(jié)約勞動成本等優(yōu)點(diǎn)。同時裝配式建筑可以采用交叉作業(yè)、同步作業(yè)等多種方式實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，還能使建筑過程中的工序精準(zhǔn)化、方便化、快速化。而且從根本上改變了現(xiàn)有的建造方式，更加適應(yīng)我國建筑現(xiàn)代化對于綠色設(shè)計(jì)理念的需求，滿足了建筑全壽命周期的基本訴求。發(fā)展裝配式建筑還能讓機(jī)器人代替大量的重復(fù)勞動，部品部件配送等催生了許多新興的產(chǎn)業(yè)及配套服務(wù)業(yè)[2]。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

目前在推廣裝配式建筑過程中，遇到了建設(shè)成本高、難成規(guī)模、無規(guī)范可遵循等問題。在研發(fā)設(shè)計(jì)階段，也出現(xiàn)了建筑形態(tài)造型單一、設(shè)計(jì)人員的思維定勢、設(shè)計(jì)人才短缺、建筑信息溝通不暢、研發(fā)投入有限、政府政策落實(shí)等困境制約了裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)。

3 應(yīng)對策略

3.1 努力挖掘傳統(tǒng)建筑語言，增強(qiáng)裝配式建筑的地域文化

由于鋼、木結(jié)構(gòu)在承重上的缺陷，混凝土結(jié)構(gòu)還是裝配式建筑結(jié)構(gòu)上的首選?；炷裂b配式建筑部品部件的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化讓建筑的地域性、民族性等傳統(tǒng)技術(shù)日益淡化，也讓建筑形態(tài)缺少地方風(fēng)情、建筑空間喪失了生命力。

裝配式建筑的設(shè)計(jì)，應(yīng)該分析具體項(xiàng)目所處特有的地理、氣候及人文特征，吸收傳統(tǒng)建筑的優(yōu)良設(shè)計(jì)手法與特殊人文精髓，形成一套適宜當(dāng)?shù)仫L(fēng)情的建筑形態(tài)。避免過多地使用通用技術(shù)，努力尋找人們熟悉又有明顯特征的建筑語匯，營造出豐富的建筑空間，豐富人們的生活。同時在保證建筑安全性的前提下，使用地域特色的建筑裝飾，提高群眾對裝配式建筑的認(rèn)同感和居住過程中的歸屬感[3]。

3.2 因地制宜，選擇適宜的裝配式建筑結(jié)構(gòu)

裝配式建筑用鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)都能實(shí)現(xiàn)，各自的優(yōu)缺點(diǎn)非常明顯。相較于混凝土裝配式結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)具有自重輕，工期更易把控，有效空間使用面積更大，造價成本更低，建筑垃圾更少，造型更豐富等優(yōu)點(diǎn)[4]。因此，根據(jù)不同的項(xiàng)目選擇適合項(xiàng)目本身的建筑結(jié)構(gòu)是非常必要的。

目前裝配式建筑重點(diǎn)推廣研究的是預(yù)制裝配式建筑方向，與傳統(tǒng)的施工方式相比，其降低了水耗、能耗，減少了人工、污水，對節(jié)能環(huán)保的貢獻(xiàn)也尤為顯著。但是相較于鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)，預(yù)制裝配式建筑存在著運(yùn)輸成本較高，一次性建廠投入成本大，造型設(shè)計(jì)更單一，施工中安全隱患多，建筑質(zhì)量顧慮等等問題。同時基于可持續(xù)發(fā)展要求，推崇結(jié)構(gòu)選型考慮就地取材。這既能體現(xiàn)地域特色，又降低了材料運(yùn)輸成本。

3.3 采用全過程系統(tǒng)化思維理念，推行適合的建筑模式

傳統(tǒng)建設(shè)模式是設(shè)計(jì)和施工分屬于建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，通常導(dǎo)致設(shè)計(jì)、施工企業(yè)溝通不暢，建筑過程割裂嚴(yán)重。由于裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€風(fēng)險共擔(dān)、利潤共享的動態(tài)增值鏈，裝配式建筑體系對設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營及維護(hù)等各環(huán)節(jié)間的配合協(xié)調(diào)提出了更高的要求。從建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)預(yù)制件，再到物流運(yùn)輸、現(xiàn)場裝配，整個流程要求緊密配合。全壽命周期各階段協(xié)同化程度高，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化建造的模式。

裝配式建筑項(xiàng)目需要采用全過程系統(tǒng)化思維理念，推行設(shè)計(jì)-采購-施工（EPC）總承包、設(shè)計(jì)-施工（D-B）總承包等模式進(jìn)行項(xiàng)目管理。不能割裂設(shè)計(jì)與施工的聯(lián)系，形成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

3.4 推進(jìn)BIM信息技術(shù)，協(xié)調(diào)全壽命周期的設(shè)計(jì)管理

裝配式建筑建設(shè)全生命周期需要完善的管理技術(shù)。建筑設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電裝修、構(gòu)件技術(shù)與生產(chǎn)加工等及運(yùn)營維護(hù)環(huán)節(jié)，需要利用專業(yè)平臺對具體的信息進(jìn)行建設(shè)與管理。這樣能保障設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ㄔO(shè)全過程中設(shè)計(jì)存在的矛盾問題進(jìn)行及時的了解，進(jìn)而保障安全性和穩(wěn)定性。

通過BIM對裝配式建筑建造過程全生命周期進(jìn)行集成、優(yōu)化、存儲，構(gòu)建統(tǒng)一的協(xié)同工作平臺，解決各建造主體之間溝通不暢的問題。提高建造效率、節(jié)約成本、提升經(jīng)濟(jì)效益、確保安全生產(chǎn)。BIM信息平臺的推行，還有利于全面推廣裝配式建筑質(zhì)量信息追溯系統(tǒng)，保證項(xiàng)目質(zhì)量。所以，利用BIM信息技術(shù)，對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行信息透明化模擬，保障裝配式建筑設(shè)計(jì)水平提升。

3.5 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈均衡發(fā)展，加大研發(fā)設(shè)計(jì)投入

目前，裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的人力和財(cái)力的絕大部分投入在構(gòu)建生產(chǎn)廠，而研發(fā)模式創(chuàng)新、設(shè)計(jì)技術(shù)研究、施工技術(shù)細(xì)化及綠建技術(shù)、BIM技術(shù)融合研究等方面的投入嚴(yán)重不足。而且在行業(yè)企業(yè)有限的投入中，在材料研發(fā)、部品部件標(biāo)準(zhǔn)化等基礎(chǔ)研究又占有大量份額。但是新技術(shù)、新工藝和工業(yè)化配套設(shè)施的研發(fā)成果，直接影響建造成本和現(xiàn)場作用環(huán)境改善，深層次地影響到裝配式建筑的應(yīng)用和推廣。

因此，加大經(jīng)費(fèi)投入力度，鼓勵企業(yè)開展裝配式建筑成套技術(shù)研究，對開發(fā)路線技術(shù)成果的企業(yè)和團(tuán)隊(duì)給予支持和獎勵。同時鼓勵企業(yè)將自己的研發(fā)成果申請專利，然后向行業(yè)推廣分享，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

3.6 政府加大扶持，推行相關(guān)政策落地實(shí)施

在國家“綠色生態(tài)發(fā)展”的大前提下，建筑行業(yè)深化改革、創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展，改革傳統(tǒng)粗放型的模式，實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)節(jié)能減排、提質(zhì)增效的目標(biāo)，發(fā)展裝配式建筑是一項(xiàng)切實(shí)可持續(xù)的任務(wù)。

在綠色建筑推行初期，節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地、環(huán)保等是突破點(diǎn)。但是要實(shí)現(xiàn)“綠色生態(tài)發(fā)展”，必須以綠色建筑項(xiàng)目為先導(dǎo)，從建筑單體→綠色園區(qū)→綠色城市為主線，由點(diǎn)到線再到面的方式進(jìn)行全面推進(jìn)，裝配式建筑是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的出路。

在裝配式建筑的研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)、被動式超低能耗建筑等要求，打造綜合節(jié)能項(xiàng)目。政府加大力度，推廣成熟的技術(shù)，推動裝配式建筑與信息化融合發(fā)展，以裝配式建筑提升綠色建筑的發(fā)展水平。

政府對于自愿嘗試裝配式建筑的住宅應(yīng)給予“容積率”、“建筑面積”、“綠色建筑獎勵”或其他獎勵政策，健全各種獎勵政策實(shí)施細(xì)則[5]。

由于在裝配式建筑推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工業(yè)化的過程中，設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品有“造型趨同、空間單一”的毛病，容易導(dǎo)致人們失去認(rèn)同感與歸屬感。因此，以政府投資的公共建筑項(xiàng)目為推行主力軍，可以避免大規(guī)模的趨同現(xiàn)象。

3.7 加強(qiáng)人才培訓(xùn)，建立研發(fā)設(shè)計(jì)人才庫

建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，必須以人才培養(yǎng)作為“引擎”。隨著建筑產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)人才緊缺。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建筑產(chǎn)業(yè)化專業(yè)技術(shù)與管理人才缺口近100萬人，加上建筑產(chǎn)業(yè)工人缺口已近800萬人。由于建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化是對傳統(tǒng)建筑施工顛覆性的革命，帶來了從建筑設(shè)計(jì)師、建造師、監(jiān)理工程師等中高端人才，到制造、安裝施工技術(shù)工人的系列短缺[6]。尤其是作為產(chǎn)業(yè)前端的研發(fā)設(shè)計(jì)人員，需要轉(zhuǎn)化思維，更新自己的知識結(jié)構(gòu)體系，必須進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。

在設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)的過程中，鼓勵校企融合的模式，發(fā)揮各種社會資源，企業(yè)走在市場的最前端，學(xué)校則相對系統(tǒng)化，共同培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)的人才，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展“保駕護(hù)航”。

4 小結(jié)

在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，努力挖掘傳統(tǒng)建筑語言以增強(qiáng)裝配式建筑的地域文化、因地制宜選擇適宜的裝配式建筑結(jié)構(gòu)、推行適合的建筑模式、推進(jìn)BIM信息技術(shù)及加強(qiáng)人才培訓(xùn)，同時行業(yè)加大研發(fā)設(shè)計(jì)投入、政府推行相關(guān)政策落地實(shí)施，突破處于轉(zhuǎn)型升級中的建筑行業(yè)裝配式建筑的發(fā)展困境。

基金項(xiàng)目：2016重慶市高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“高職綠色建筑技術(shù)技能型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究”（162091）。