工藝為重設(shè)計先行
——裝配式構(gòu)件廠規(guī)劃設(shè)計方法研究

李劍秋

（揚州大學(xué) 江蘇揚州 225009）

筆者從事構(gòu)件廠的設(shè)計生產(chǎn)工作，在摸索的過程中走過不少彎路。預(yù)制構(gòu)件的廠房不同于一般工業(yè)廠房，它的生產(chǎn)技術(shù)還在探索，工藝配置、生產(chǎn)配套、流線組織等等一系列的設(shè)計要素又與一般性建筑截然不同。然而不管設(shè)計什么類型的建筑，設(shè)計的基本方法是一致的，在此基礎(chǔ)上，筆者嘗試總結(jié)過去的設(shè)計經(jīng)歷，將構(gòu)件廠設(shè)計的些許經(jīng)驗成果與讀者分享。

1 裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠的概念

裝配式建筑區(qū)別于傳統(tǒng)建筑建造方式，它是由在工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進行現(xiàn)場拼裝而成的建筑類型，用來生成預(yù)制構(gòu)件的廠房就是構(gòu)件生產(chǎn)廠。

構(gòu)件的生產(chǎn)加工一直是裝配式建筑的重要一環(huán)，能提供什么樣式的構(gòu)件？能生產(chǎn)多大尺度的構(gòu)件？預(yù)制構(gòu)件的各方面性能是否符合要求？一直以來都是業(yè)主關(guān)心的重要問題。

這兩年國家的大力扶持帶動了裝配式建筑的大發(fā)展，尤其在北京上海，政府的強制性要求，催生了周邊一大批以構(gòu)件生產(chǎn)為生的廠房。

2 設(shè)計梳理

所舉案例為本人參與設(shè)計的構(gòu)件廠，項目特點在于分期建設(shè)以及一期的獨立運營。規(guī)劃上廠區(qū)分為3個主體部分：構(gòu)件堆場、生產(chǎn)廠房、廠前區(qū)。

由于拿地的順序以及地塊形狀的限制，項目啟動階段就明確了保障分期生產(chǎn)產(chǎn)能最大化的基本策略。在與業(yè)主充分溝通后，為了最大化廠房的生產(chǎn)效率，我們試圖設(shè)置中央堆場，并以此組織廠區(qū)生產(chǎn)，實現(xiàn)廠區(qū)用地的最大化。

3 道路交通

首先需要明確的是用地周邊的道路情況，由于預(yù)制構(gòu)件特殊的運輸要求，許多情況下，普通道路在大型貨車的重載下，容易發(fā)生破壞。因此構(gòu)件運輸?shù)闹饕鋈肟?，需要開在重載道路上。由于構(gòu)件運輸車輛的尺度相對較高，也需要提前向業(yè)主確認道路的限高條件。廠前區(qū)的出入口，則需要與城市交通、市政條件發(fā)生關(guān)系。

事實上與交通運輸直接發(fā)生聯(lián)系的并不是生產(chǎn)廠房，而是構(gòu)件堆場和攪拌站，因此需要特別注意的是主要出入口如何與堆場以及攪拌站相聯(lián)系。

4 廠區(qū)規(guī)劃

4.1 總體布局

在參考了國內(nèi)外大量優(yōu)質(zhì)構(gòu)件廠的案例，以及熟讀了相關(guān)規(guī)范后，我們羅列到了廠區(qū)總體布局的幾個重要參數(shù)：廠前區(qū)面積占比應(yīng)占用地面積的7%以下，堆場面積占比和廠房面積應(yīng)該相當(dāng)，具體根據(jù)方案策劃確定，以及容積率應(yīng)大于1。

后來在與策劃部門的溝通中，我們構(gòu)思了中央堆場的方案，利用中央堆場可以更加清晰地組織生產(chǎn)流線。但是，由于將廠區(qū)劃分為了兩個部分，因此每條生產(chǎn)線的長度受到了限制，間接地影響到廠區(qū)的整體效益，經(jīng)過對生產(chǎn)線的科學(xué)分析我們認為：車間長度在180～220之間對生產(chǎn)效率的提升幫助最大。另經(jīng)過論證堆場占地面積與廠區(qū)的占地面積比應(yīng)當(dāng)在1：1左右比較合適。

4.2 工藝介入

按照鋼結(jié)構(gòu)的特點，我們采用7.5m×27m的標(biāo)準(zhǔn)軸網(wǎng)，根據(jù)總體布局的原則，明確了每一條車間的具體長度，在此基礎(chǔ)上，與策劃部門相配合確定當(dāng)?shù)厥袌鲂枨螅私饩唧w的工藝流程，生產(chǎn)廠房需要布置的生產(chǎn)線有哪些？

對整個構(gòu)件廠的規(guī)劃而言，最重要的是廠房部分的布置，因為廠房直接決定了構(gòu)件廠的產(chǎn)能；對于廠房而言，最重要的是工藝布置，合理的工藝布置可以避免生產(chǎn)流線間的交叉干擾，同時提高生產(chǎn)效率，以及減少的管理成本。

生產(chǎn)工藝的布置是由前期的策劃決定的，不同的生產(chǎn)線究竟生產(chǎn)哪一種產(chǎn)品，取決于當(dāng)?shù)厥袌龅男枨螅瑯?gòu)件運輸成本過大，一般都是使用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的構(gòu)件。我國曾經(jīng)為了港珠澳大橋?qū)ｉT建設(shè)了構(gòu)件廠，后來廢棄。在與業(yè)主最終確認過需要的生產(chǎn)線后，策劃人員需要與生產(chǎn)設(shè)備的提供方進行溝通，索取相應(yīng)的設(shè)計資料，如設(shè)備的尺寸、設(shè)備的布置方式、設(shè)備電壓等等。經(jīng)由匯總提供給設(shè)計人員。

需要注意構(gòu)件廠的料倉以及攪拌站是需要單獨設(shè)置的，攪拌站一般生產(chǎn)的混凝土是超過廠區(qū)需求的，所以有可能的情況下，一般會考慮到攪拌站對外提供商品混凝土的可能性。

綜合考慮實際生產(chǎn)的種種需求，最終在策劃人員的配合下，對每一個生產(chǎn)車間進行詳細的工藝布置。最終經(jīng)過多方溝通，決策出一個滿意的布置方案。

4.3 培訓(xùn)與檢測

出于裝配式構(gòu)件廠工藝的復(fù)雜性考慮，一般構(gòu)件廠內(nèi)都會設(shè)置培訓(xùn)工人的工法培訓(xùn)場地。很多時候，為了節(jié)省成本，功法培訓(xùn)場地可以直接設(shè)置在室外，但是如果設(shè)置在室內(nèi)，需要特別注意培訓(xùn)設(shè)備對室內(nèi)空間凈高的需求，例如吊機、行車、料倉等。

檢測廠房一般用來檢測成品構(gòu)件的各項性能指標(biāo)。然而，混凝土原料和鋼筋入場是需要進行質(zhì)量檢測的，原料入場檢測一般直接設(shè)置在相應(yīng)的原材料堆放場地。成品構(gòu)件檢測根據(jù)不同的構(gòu)件類型檢測的要求也不一樣，有需要進行結(jié)構(gòu)安全性檢測的，這些構(gòu)件的試驗設(shè)備對凈高要求比較高，一般布置在相對開闊的室內(nèi)場地。而其他一些包括構(gòu)件的氣密性，耐久性，隔聲性等等的性能指標(biāo)測試一般正常的小隔間就能夠滿足要求。

4.4 優(yōu)化廠前區(qū)布置

場前區(qū)在一般的構(gòu)件廠中主要的定位是為生產(chǎn)人員提供住宿，為管理人員提供辦公，參觀人員提供展廳，以及為廠區(qū)所有人員提供就餐的規(guī)劃功能區(qū)。

這一部分的布置考慮好宿舍的采光，食堂布置在下風(fēng)向，處理好沿街面景觀，組織好展覽流線即可，相對而言與一般的公共建筑設(shè)計手法較為相似。

5 產(chǎn)能優(yōu)先原則

在與業(yè)主溝通的過程中，我們發(fā)現(xiàn)，對構(gòu)件廠而言，在滿足基本的規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，業(yè)主所關(guān)注的重點，只有一個，那就是構(gòu)件廠的產(chǎn)能。幾輪的修改，都是圍繞生產(chǎn)工藝的變更不斷調(diào)整，以期最大化構(gòu)件廠的生產(chǎn)效率。

在進行構(gòu)件廠設(shè)計的過程中，一定要明確這一核心要素，然后在產(chǎn)能最大化前提下，優(yōu)化好場前區(qū)的布局，力求所有廠區(qū)員工都能有一個良好的生活辦公環(huán)境。

6 反思與啟示

本文是以我們參與策劃設(shè)計的一個裝配式構(gòu)建廠的方案作為典型實例。在設(shè)計的前期就明確了以提升構(gòu)件廠產(chǎn)能為核心的設(shè)計策略。根據(jù)拿地的特殊性，進行了分期設(shè)計。項目最終的確定過程是對設(shè)計過程中出現(xiàn)的七大具體問題的回應(yīng)，如圖1～圖7所示。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

在設(shè)計過程中方案在前期起主導(dǎo)作用。與方案策劃就生產(chǎn)工藝的配合，是廠房設(shè)計區(qū)別于一般設(shè)計的不同點。我們認為構(gòu)件廠設(shè)計的本質(zhì)是，依托于前期規(guī)劃方案，進行生產(chǎn)工藝配置，然后在工藝配置確定的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深化方案設(shè)計。我們希望借著此案例說明構(gòu)件廠項目中“工藝與設(shè)計”的相互關(guān)系，回應(yīng)本文的主題，總結(jié)出構(gòu)件廠設(shè)計的一般方法與大家分享，歡迎同行指正。