以產(chǎn)品思維為指導(dǎo)開發(fā)高性能全裝配鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品系統(tǒng)

張正庭，邵君雅，王亞斯，鄭建敏，韓 斐（.上海市建筑科學(xué)研究院， 上海 008；.龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)股份有限公司， 上海 0007；.浙江大地鋼結(jié)構(gòu)有限公司， 浙江 杭州 ；.上海犀點(diǎn)建設(shè)科技有限公司， 上海006）

1 以產(chǎn)品思維指導(dǎo)系統(tǒng)研發(fā)

本產(chǎn)品系統(tǒng)由龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)”和上海市建筑科學(xué)研究院（簡(jiǎn)稱“上海建科院”）共同策劃發(fā)起。龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)創(chuàng)始于1980年，是一家擁有建筑工程特級(jí)資質(zhì)的綜合性上市集團(tuán)公司，旗下?lián)碛姓憬蟮劁摻Y(jié)構(gòu)有限公司、上海信安幕墻建筑裝飾有限公司等生產(chǎn)制造企業(yè)。上海建科院是致力于城市建設(shè)、運(yùn)維和更新的國(guó)有科技服務(wù)企業(yè)，為建設(shè)工程的質(zhì)量安全、性能優(yōu)化和節(jié)能環(huán)保提供解決方案。

（1）產(chǎn)品思維是本產(chǎn)品系統(tǒng)研發(fā)的指導(dǎo)思想。隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化在各地的推進(jìn)，設(shè)計(jì)施工技術(shù)快速更新，產(chǎn)業(yè)聚集和跨界發(fā)展特征顯著，傳統(tǒng)建筑企業(yè)亟需通過產(chǎn)品思維實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)，以用戶思維開發(fā)并迭代建筑產(chǎn)品，打造具有可持續(xù)科技創(chuàng)新能力的整體解決方案供應(yīng)商。

（2）強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手開展研發(fā)與實(shí)踐，形成產(chǎn)品系統(tǒng)。龍?jiān)瘓F(tuán)與上海建科院攜手大地鋼構(gòu)、信安幕墻和同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院、上海犀點(diǎn)建設(shè)科技有限公司等單位共同成立課題組，開展研發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品集成和工法樓建設(shè)示范工作。經(jīng)過 2 a 的努力，形成了一個(gè)以產(chǎn)品思維為指導(dǎo)的高性能全裝配鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品系統(tǒng)，于 2018年6月成功申報(bào)上海市裝配式建筑示范項(xiàng)目。評(píng)審專家認(rèn)為本產(chǎn)品系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)內(nèi)裝一體化鋼結(jié)構(gòu)住宅領(lǐng)域的空白。

2 響應(yīng)裝配式建筑政策驅(qū)動(dòng)

（1）系統(tǒng)化推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展是行業(yè)發(fā)展大勢(shì)。2016年，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā) [2016]71號(hào)），提出力爭(zhēng)用 10 a 左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到 30%；2018年，GB/T 51129—2017 《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》正式發(fā)布，強(qiáng)調(diào)裝配式建筑是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻、裝修和設(shè)備管線。

（2）鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展符合市場(chǎng)需求。鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)體系成熟，性能優(yōu)勢(shì)突出。GB/T 51129—2017 明確裝配式混凝土建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑和裝配式木結(jié)構(gòu)建筑為裝配式建筑。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)施工技術(shù)體系完備，各地已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)集聚。鋼結(jié)構(gòu)具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、工業(yè)化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)施工速度快等特點(diǎn)，有大跨度、平面布置靈活的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工業(yè)廠房、大型場(chǎng)館和超高層建筑中。鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣需要繼續(xù)解決一些配套的問題。匹配鋼結(jié)構(gòu)住宅的外圍護(hù)系統(tǒng)可以繼續(xù)優(yōu)化，提升保溫、氣密、水密和耐久性等綜合性能，并實(shí)現(xiàn)立面設(shè)計(jì)個(gè)性化；研發(fā)針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)的適配房型和內(nèi)裝系統(tǒng)，充分利用平面分割靈活的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)踐“可變住宅”的理念。

（3）基于融合技術(shù)和產(chǎn)品思維開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品系統(tǒng)。借鑒被動(dòng)房技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，打造高性能產(chǎn)品系統(tǒng)。主要針對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的各個(gè)元素分別在設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和工藝上進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)市場(chǎng)成熟的產(chǎn)品設(shè)備的集成，在增量成本合理的前提下，提升建筑整體性能，如能耗、舒適、健康等指標(biāo)。形成完整的建筑系統(tǒng)和全流程解決方案，適合全國(guó)推廣。研發(fā)滿足 100 m 以下高度居住建筑要求的產(chǎn)品系統(tǒng)，主體結(jié)構(gòu)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)和內(nèi)裝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，形成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、采購(gòu)、施工的一站式工作流程。建造工法樓作為試驗(yàn)、測(cè)評(píng)和示范平臺(tái)。根據(jù)研發(fā)設(shè)計(jì)成果，建造一棟 2 層的工法樓，驗(yàn)證研發(fā)成果的先進(jìn)性和可行性，并作為展示的平臺(tái)和窗口。

3 指導(dǎo)工法樓研發(fā)設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)施

（1）以滿足多元化認(rèn)證為目標(biāo)，確定性能指標(biāo)體系。產(chǎn)品系統(tǒng)滿足多元化的認(rèn)證評(píng)價(jià)體系要求，順應(yīng)政策驅(qū)動(dòng)。課題組研究參照國(guó)家和各地的裝配式建筑、綠色建筑、建筑節(jié)能、健康建筑和被動(dòng)房等多個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)熱工、舒適、健康 3 個(gè)板塊，編制了完整的性能指標(biāo)體系，作為工法樓研發(fā)設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)施的指導(dǎo)文件。

（2）實(shí)踐設(shè)計(jì)、采購(gòu)與工藝優(yōu)化集成的工作新思維。設(shè)計(jì)、采購(gòu)和工藝 3 個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化集成考慮，創(chuàng)新建設(shè)管理模式。被動(dòng)房元素的優(yōu)化分別通過建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選型和施工工藝 3 個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)，形成建設(shè)方、設(shè)計(jì)師、供應(yīng)商和承包商協(xié)同工作平臺(tái)。工法樓的建設(shè)過程中，嚴(yán)格遵循這一集成工作新思維，每個(gè)優(yōu)化內(nèi)容都源于參建各方的集體智慧。

（3）研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。主體結(jié)構(gòu)、房型設(shè)計(jì)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)裝系統(tǒng)均有創(chuàng)新。采用 CFT 柱型鋼框架+鋼支撐的結(jié)構(gòu)體系，對(duì)梁柱連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)同濟(jì)大學(xué)力學(xué)試驗(yàn)滿足要求，同時(shí)滿足 100 m 以下高度結(jié)構(gòu)安全和功能要求；實(shí)踐“可變住宅”理念，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)平面布置靈活的優(yōu)勢(shì)，滿足不同類型住戶的需求；外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能高度優(yōu)化，選用 ALC 蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)墻體材料，借鑒被動(dòng)房技術(shù)，實(shí)現(xiàn)陽(yáng)臺(tái)熱橋阻隔和窗墻節(jié)點(diǎn)部位的保溫氣密措施，相關(guān)工藝已經(jīng)申報(bào)國(guó)家專利和工法；采用工業(yè)化裝修體系，所有裝修部品在工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)安裝與施工實(shí)現(xiàn)“干法”作業(yè)。

4 形成“五化”特征產(chǎn)品系統(tǒng)

通過工法樓的研發(fā)設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施和示范項(xiàng)目申報(bào)，驗(yàn)證研發(fā)成果具備先進(jìn)性和可行性，并形成具有以下“五化”特征的高性能全裝配鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品系統(tǒng)。

（1）產(chǎn)品技術(shù)國(guó)情化。響應(yīng)國(guó)家和各地管理部門政策驅(qū)動(dòng)，滿足建筑新技術(shù)推廣要求。將裝配式建筑、綠色建筑、建筑節(jié)能、健康建筑和低能耗建筑等技術(shù)融合應(yīng)用，滿足多元化認(rèn)證的需求。

（2）性能成本高效化?；诒粍?dòng)房技術(shù)優(yōu)化打造高性能建筑的技術(shù)路線，可以直接在各地應(yīng)用。產(chǎn)品系統(tǒng)針對(duì)市場(chǎng)上成熟的設(shè)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)備和施工工藝進(jìn)行優(yōu)化與集成，提升性能，增量成本合理，滿足現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

（3）設(shè)計(jì)建造一體化。提供設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、采購(gòu)和施工的全流程服務(wù)，為客戶提供一站式解決方案。接到客戶訂單后，啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作流程，自主生產(chǎn)核心部品，供應(yīng)鏈管理配套產(chǎn)品設(shè)備，實(shí)現(xiàn)建設(shè)周期短、質(zhì)量安全可控、全裝修交付的優(yōu)質(zhì)服務(wù)模式。

（4）定制服務(wù)個(gè)性化。滿足不同地區(qū)、不同客戶的差異化、個(gè)性化需求。產(chǎn)品設(shè)備按需集成，滿足保障性住房、普通商品房和高端住宅的差異化要求；建筑功能靈活，基于鋼結(jié)構(gòu)大跨度、平面布置靈活的優(yōu)勢(shì)，實(shí)踐“可變住宅”的先進(jìn)理念，滿足不同類型、不同數(shù)量的住戶的功能個(gè)性化需求。

（5）協(xié)同研發(fā)系統(tǒng)化。可持續(xù)科技創(chuàng)新研發(fā)能力和政產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)是產(chǎn)品系統(tǒng)更新迭代的核心支撐。龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)在產(chǎn)品系統(tǒng)策劃發(fā)起伊始，便著手組建住宅產(chǎn)品的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，目前已經(jīng)初步形成結(jié)構(gòu)、墻材、建筑物理、內(nèi)裝部品和市場(chǎng)情報(bào) 5 大板塊，骨干研究人員 30 多名。同時(shí)，龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)與上海建科院、同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院等國(guó)內(nèi)外建筑新技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)建立長(zhǎng)期研發(fā)合作機(jī)制，構(gòu)筑政產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，持續(xù)開展產(chǎn)品系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)和更新迭代工作。

5 產(chǎn)品思維引領(lǐng)建筑行業(yè)前行

隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，不同類型建筑企業(yè)的邊界逐漸模糊，核心技術(shù)和產(chǎn)品體系的競(jìng)爭(zhēng)逐步取代傳統(tǒng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的游戲規(guī)則，具備產(chǎn)品思維的建筑企業(yè)將成為行業(yè)引領(lǐng)者。

（1）產(chǎn)品思維改變傳統(tǒng)建筑施工企業(yè)運(yùn)行模式。傳統(tǒng)施工模式下建筑企業(yè)毛利偏低，難有提升利潤(rùn)率的空間。在傳統(tǒng)施工模式下，國(guó)內(nèi)一般建筑施工企業(yè)毛利率在 5%～6%，遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)平均水平，企業(yè)承受的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、管理成本與利潤(rùn)回報(bào)并不相匹配，主要原因是簡(jiǎn)單粗放的項(xiàng)目承包制導(dǎo)致大量的利潤(rùn)留存在項(xiàng)目上，企業(yè)之間同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，價(jià)格體系透明。

（2）產(chǎn)品思維助推傳統(tǒng)建筑施工企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。依托企業(yè)自有科技創(chuàng)新研發(fā)能力，孵化完整的技術(shù)體系，以及配套產(chǎn)業(yè)基地和管理流程，以 EPC（設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)工程總承包）模式和（F＋EPC）（融資＋設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)工程總承包）模式為客戶提供一站式解決方案，形成完整的建筑產(chǎn)品。變價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)為質(zhì)量安全和性能品質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，以不斷迭代更新的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)需求，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品質(zhì)量、行業(yè)科技進(jìn)步和企業(yè)利潤(rùn)率提升的多贏局面。

（3）完善產(chǎn)業(yè)布局，提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。完整的產(chǎn)品系統(tǒng)依托完善的產(chǎn)業(yè)布局和供應(yīng)鏈管理。核心的部品由建筑企業(yè)在全國(guó)布局的生產(chǎn)基地自主研發(fā)生產(chǎn)，配套的部品設(shè)備可以通過科學(xué)的檢測(cè)認(rèn)證與供應(yīng)鏈管理，根據(jù)客戶差異化、個(gè)性化需求集成和采購(gòu)。開發(fā)建設(shè)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)園區(qū)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚，不斷提升建筑企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（4）可持續(xù)創(chuàng)新研發(fā)推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步，彰顯大型建筑企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感?？萍紕?chuàng)新取代設(shè)備購(gòu)置成為生產(chǎn)力提升的發(fā)動(dòng)機(jī)。國(guó)內(nèi)建筑施工企業(yè)大多依靠設(shè)備和技術(shù)采購(gòu)實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)力的提升，但采購(gòu)的巨大成本也消耗了企業(yè)大量的利潤(rùn)，發(fā)展后勁不足。真正將利潤(rùn)投入企業(yè)自身的科技創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)，形成核心技術(shù)儲(chǔ)備，推動(dòng)建筑產(chǎn)品更新迭代，既幫助建筑企業(yè)不斷升級(jí)，又促進(jìn)建設(shè)行業(yè)的科技進(jìn)步，彰顯大型建筑企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感。

6 結(jié) 語(yǔ)

百舸爭(zhēng)流，前行不怠。產(chǎn)品思維將不斷引領(lǐng)中國(guó)建筑企業(yè)發(fā)展提升，建造幸福城市，運(yùn)營(yíng)美好生活。