装配式办公建筑设计的思考与实践

2020-06-20郭纯

工程建设与设计 2020年9期

郭纯

（中国移动通信集团广东有限公司，广州510000）

1 装配式建筑应用背景

近年来，中央、各省市地方政府均在大力推进装配式建筑发展，普遍要求未来几年内装配式建筑占新建建筑面积的比例超过30%。以广东省为例【1】，要求到2020 年年底前，装配式建筑占新建建筑面积比例达到15%以上，其中，政府投资工程装配式建筑面积占比达到50%以上；到2025 年年底前，装配式占新建建筑面积比例达到35%以上，其中，政府投资工程装配式建筑面积占比达到70%以上。

此外，各地均对实施装配式建筑的主体单位进行奖励，以广州市为例【2】，对自愿实施装配式建筑的新建项目，给予预制外墙或叠合外墙预制部分不计入建筑面积的奖励（奖励的建筑面积不超过±0.000 以上计容建筑面积的3%）。从2017 年以来，开工建设的总建筑面积达到30 000m2以上，且预制率、装配率较高的装配式建筑工程（政府投资项目除外），财政给予扶持；针对运输预制混凝土构件及钢构件等超大、超宽部品部件的运输车辆，交通运输主管部门、公安交通管理部门在所辖区域或职能范围内，在物流运输、交通通畅方面予以支持。

随着各地政策的相继落地，我国装配式建筑发展取得了长足进步，装配式建筑的实践进入了新的发展时期。

2 应用案例

2.1 工程概况

某科技园区项目，总用地面积约55 415m2，总建筑面积127 576m2，由4 栋单体楼组成，地下2 层，地上7 层，总高度约30m；4 栋楼平面均为规整的长方形，且立面无突变。本项目主要功能为企业办公使用，包含会议及相应的配套用房。

2.2 本项目装配式应用的可行性分析

本项目地上建筑面积约90 000m3，具备一定建设规模和体量，有利于采用装配式方案。同时，建筑设计方案平面、立面简单简洁，主要构件易于标准化，具备采用装配式的有利条件；但由于业主单位是第一次采用装配式的建筑模式，为确保项目顺利实施，业主在前期组织开展了一系列的考察调研，着重分析了广州及周边地区装配式应用情况及产业链现状。

2.2.1 广州地区装配式应用情况

总体而言，目前广州建筑产业化发展仍比较落后，大项目比较少，市场应用不多，总体装配率比较低，与上海、深圳等装配式应用较好的城市形成鲜明对比；但随着广州市陆续出台的政策支持，也涌现出了类似于华南理工大学国际校区这样的装配式建筑大规模应用的案例，广州装配式建筑正迎来高速发展的拐点。

2.2.2 广州地区装配式应用存在的主要问题

1）建造成本偏高：由于目前装配式建筑尚未形成规模化发展，工业化生产的比率较低，相对于传统作业，目前装配式建筑的造价通常高出10%～15%；

2）标准化滞后：要实现装配式建筑工业化，前提是标准化，但目前装配式的标准化体系仍不完善，技术体系繁多，异形构件大量存在，不能形成规模效益；

3）政策及制度尚不健全：虽然政府出台了支持政策，但大多是纲领性文件，需要落地的细则指导，且相关的法律法规、奖惩机制等都还不完善。

2.2.3 装配式构件生产厂家情况

1）市场地位不高：由于目前装配式建筑的市场份额很小，导致生产厂家的投入有限，反之，也导致预制构件的生产被看作技术含量不高、性能不好的粗糙产品，市场地位不高；

2）技术含量有限：目前市场上的预制构件种类繁多，但大多属于标准产品，生产工艺比较传统，技术含量不高；

3）经营状况一般：由于产品没有技术壁垒，市场无序竞争等原因，厂家的经营情况并不乐观，生产比较饱和的厂家都依托于施工总包单位，如广州建筑的下属工厂，独立存在的装配式工厂很难获得好的市场竞争地位。

为响应国家推广装配式建筑的产业政策，本项目拟考虑装配式工厂化构件的使用，遵循标准化设计、工厂化生产、装配化施工等符合装配式建筑特征的建设模式。但出于成本因素考虑，并参考目前广州地区装配式应用的现状，仅在本项目条件最好的一栋楼实施装配式，建筑面积约18 000m2。

2.3 本项目装配式应用的设计要点

装配式建筑，设计的核心是标准化，而模数化是标准化设计的前提【3】，本项目遵循“少规格、多组合”的原则【4】，针对性地开展了柱网标准化、楼梯标准化、立面优化等标准化设计，减少预制构件尺寸、降低建造成本。

具体来说，由建筑专业总体统筹，对模数协调，采用模块组合的标准化设计，将结构系统、外围护系统、设备与管线系统和内装系统进行集成，实现协同设计。采用楼电梯、公共卫生间、公共管井、基本单元等模块进行组合设计，各部品部件采用标准化接口。结合使用功能，采用大开间、大进深的平面方案，实现空间灵活可变的布置方式，承重构件上下对齐贯通，外立面设计中，外墙洞口规整有序。外围护系统根据广州地区的气候条件、使用功能等综合确定防火、气密、隔声、热工和耐久等性能要求，选择适宜的系统类型。设备与管线均集中布置，协调设备专业人员进行管线综合设计。

具体到本项目，通过建筑统筹的标准化设计后，每层叠合板均只有3 种宽度，6 种板型，结构柱每层5 种截面，梁每层5种截面，外围护墙和内隔墙均1 种板型，极大地减少了预制构件的种类，降低了建造成本。

此外，本项目也采用了建筑信息模型技术，探索实现全专业、全过程的信息化管理。

2.4 本项目装配式方案

结合本工程项目特点、成本限额、工期进度及装配式产业化发展现状，根据装配率的不同有2 个方案可供选择，方案特点比较见表1。

表1 装配式建筑方案对比表

综合上述分析，建议本工程中采用的装配式建筑方案，主要关注提高建筑产品质量，并通过精细化、模数化和标准化的设计，使大量建筑部品可以实现在工厂内加工制作，并且配合施工单位采取可循环使用的模板技术，叠合楼板（免拆模板）技术、预制楼梯、多种复合预制外墙板等，发挥建筑工业化的优势，达到提升建筑品质和环保性能的目的。根据目前广州地区装配式的产业政策及应用现状，结合投资预算，本项目考虑相对较高的装配率，具体方案见图1。