樊則森　李雯　張靜怡

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摘要 對2007年以來北京市裝配式住宅的發(fā)展歷程進(jìn)行梳理回顧，總結(jié)并剖析近十年來裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)，最后進(jìn)行技術(shù)小結(jié)并提出一些意見和建議。

關(guān)鍵詞 北京市 裝配式住宅 發(fā)展

0引言

上世紀(jì)90年代初，北京的大板建筑“突然死亡”之后，全國的預(yù)制裝配式建筑經(jīng)歷了15年左右的“停滯期”。2007年開始，北京市結(jié)合一些試點(diǎn)示范工程項(xiàng)目，進(jìn)行了近十年的實(shí)踐和探索。研究、優(yōu)化、完善了裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)住宅建筑體系并編制了一批國家和地方工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。到2015年12月，建成了近20個(gè)裝配式住宅工程，總建筑規(guī)模超過150萬m²。

這些實(shí)踐、研究，大體經(jīng)歷了研發(fā)試點(diǎn)階段（2007～2009年）；優(yōu)化完善階段（2009～2013年）；體系成熟、全國推廣階段（2013～至今）三個(gè)階段。

1研發(fā)試點(diǎn)階段（2007～2009年）

2006年底，受北京中糧萬科房地產(chǎn)開發(fā)公司委托，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院（簡稱BIAD）和北京市榆樹莊構(gòu)件廠（簡稱榆構(gòu)）聯(lián)合開始了裝配式住宅的探索與研發(fā)。BIAD負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)研發(fā)，榆構(gòu)負(fù)責(zé)構(gòu)件生產(chǎn)及相關(guān)技術(shù)，同時(shí)還委托了清華大學(xué)、中冶京誠、中國建筑科學(xué)研究院、北京市建筑工程設(shè)計(jì)研究院等單位負(fù)責(zé)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、核心技術(shù)、工藝工法和實(shí)驗(yàn)分析等工作。2007年上半年，在榆樹莊構(gòu)件廠區(qū)建設(shè)了一棟兩層高的裝配式剪力墻實(shí)驗(yàn)樓并開始設(shè)計(jì)建造中糧萬科假日風(fēng)景B3、B4#工業(yè)化住宅，2009年竣工交付，被授予“北京市住宅產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)工程”稱號(hào)，為后續(xù)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.1本階段裝配式住宅設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)

（1）確定了“等同現(xiàn)澆”的技術(shù)路線。在十幾年的“停滯期”之后，裝配式建筑“百廢待興”，進(jìn)入了研究階段，JGJ1（1990版）已經(jīng)15年沒有修編，完全不能適用。計(jì)劃用于替換此版標(biāo)準(zhǔn)的JGJ1-2014《裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》尚在初稿編制過程中?！叭睒?biāo)準(zhǔn)規(guī)范”讓項(xiàng)目組舉步維艱。好在此項(xiàng)工作得到了當(dāng)時(shí)北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)以及住建部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心等行業(yè)主管部門的大力支持，按照超限審查的有關(guān)規(guī)定，以專家評審會(huì)的形式組織了兩次專題會(huì)，邀請了包括多位國家勘察設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)）大師在內(nèi)的十幾位全國權(quán)威結(jié)構(gòu)專家參與評審，最終確定了北京市建筑設(shè)計(jì)研究院提出的“等同現(xiàn)澆”的技術(shù)路線，使后續(xù)設(shè)計(jì)及研發(fā)能夠有規(guī)范可依并最終落地。

（2）采用承重保溫裝飾一體化的預(yù)制夾心復(fù)合外墻板，集承重、保溫、裝飾于一體，在工廠預(yù)制完成。通過工廠化預(yù)制，減少了現(xiàn)場支模、外墻保溫和裝飾工序，減少了現(xiàn)場澆筑量和人工投入，提高了勞動(dòng)效率，優(yōu)化了施工質(zhì)量，利于使用維護(hù)。

（3）門窗洞口高精度預(yù)留、精確安裝、高性能防滲漏。工廠化預(yù)制的外墻板，控制在±2mm誤差的高精度預(yù)留洞與工廠生產(chǎn)的門窗相匹配，便于門窗部品批量生產(chǎn)、精確安裝。既減少了人工，又保證了外窗氣密性和防滲漏的要求。

（4）采用結(jié)構(gòu)防水、構(gòu)造防水和材料防水相結(jié)合的外墻防水構(gòu)造。結(jié)合現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)和板縫特點(diǎn)，基于先進(jìn)材料和工藝，采用此三道防水，經(jīng)過多個(gè)工程實(shí)踐檢驗(yàn)，防水性能優(yōu)異。

（5）預(yù)制樓梯。預(yù)制樓梯能規(guī)避現(xiàn)澆樓梯工藝復(fù)雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、成品保護(hù)難的通病，發(fā)揮工廠預(yù)制的優(yōu)勢，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高質(zhì)量。

（6）采用了土建和裝修一體化的全裝修方式。提供成品住宅，避免裝修改造產(chǎn)生大量垃圾。同時(shí)厘清責(zé)任，保障住宅品質(zhì)。

1.2經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

結(jié)合實(shí)際工程，建立了“開發(fā)商+設(shè)計(jì)院+預(yù)制構(gòu)件廠+多家研發(fā)機(jī)構(gòu)”的合作團(tuán)隊(duì)，形成了“全產(chǎn)業(yè)鏈”的研發(fā)平臺(tái)。在國內(nèi)沒有先例、缺少標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，用“等同現(xiàn)澆”實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)行結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系的對接，使裝配式建筑重獲生機(jī)，具有示范性和開創(chuàng)性。它的成功對后續(xù)階段的優(yōu)化、創(chuàng)新和體系逐步成熟推廣具有關(guān)鍵性的意義。但是也存在以下不足。

（1）從結(jié)構(gòu)安全的可靠性考慮，采取“小步走”策略，預(yù)制構(gòu)件僅作為填充墻等非抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不是真正意義上的“等同現(xiàn)澆”。

（2）沒有建立“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”的理念。按傳統(tǒng)現(xiàn)澆剪力墻完成戶型設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)，然后用“拆分構(gòu)件”的方式完成預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)。

（3）缺少明確而系統(tǒng)性的技術(shù)目標(biāo)，“為預(yù)制而預(yù)制”。項(xiàng)目僅南、北部分外墻和樓梯預(yù)制，預(yù)制率不高，缺少系統(tǒng)化設(shè)計(jì)考慮。在施工中同時(shí)存在現(xiàn)澆和裝配，它們之間的支撐工藝、吊裝和澆筑工藝、施工流程、施工精度、工人的專業(yè)化程度等都各不相同，互相影響，造成施工效率沒有提升，反而降低；人工沒有節(jié)省，反而增加。

（4）沒有形成模數(shù)和模數(shù)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)性應(yīng)用，僅停留在“軸線尺寸滿足規(guī)范要求”的初級階段，有很多教訓(xùn)。比如機(jī)電管線的預(yù)埋與結(jié)構(gòu)配筋之間由于沒有考慮模數(shù)，出現(xiàn)了“碰撞”。后來通過模數(shù)化配筋并結(jié)合模數(shù)化配線，解決了“碰撞”問題。

（5）意識(shí)和觀念上，沒有將裝配式建筑和綠色建筑相融合與集成。

2優(yōu)化及完善階段（2009～2013年）

2009年，中糧萬科假日風(fēng)景B3、B4#住宅竣工，并授牌“北京市住宅產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)工程”，推動(dòng)了相關(guān)建筑產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)政策、措施的制定。以此為開始，團(tuán)隊(duì)在總結(jié)既有經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，承接了中糧萬科假日風(fēng)景D1、D8#工業(yè)化住宅和北京市半步橋公租房等項(xiàng)目，繼續(xù)深入研究、優(yōu)化、探索裝配式住宅設(shè)計(jì)技術(shù)。2013年，以4本成套的北京市地方標(biāo)準(zhǔn)出版為標(biāo)志，基本形成了較為完善的“裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)體系”。

本階段裝配式住宅設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）預(yù)制墻體“等同現(xiàn)澆”，開始作為抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件。結(jié)合上一階段的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，引進(jìn)吸收國際上應(yīng)用成熟的灌漿套筒連接技術(shù)，研發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、適宜在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的灌漿套筒及灌漿料，完成了一系列的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安全可靠前提下的“等同現(xiàn)澆”。

（2）完善了“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”，初步形成標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件和部品體系，開始探索模數(shù)、模塊、多樣組合、功能可變的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

（3）明確了發(fā)展裝配式建筑要以提高質(zhì)量和效益、減少人工和資源浪費(fèi)為目標(biāo)（所謂“兩提兩減”）。為“綠色建筑工業(yè)化”確立了道路和方向，拓展了創(chuàng)新途徑。

（4）研發(fā)了“裝配式結(jié)構(gòu)外墻吊裝、支撐；疊合樓板、陽臺(tái)和空調(diào)板吊裝、支撐；預(yù)制樓梯吊裝、固定及成品保護(hù)；灌漿套筒和灌漿料”等成套技術(shù)并實(shí)踐應(yīng)用。

（5）成套編制了4本北京市地方標(biāo)準(zhǔn)及配套圖集，解決了裝配式住宅“缺標(biāo)準(zhǔn)”的問題。這一階段完成的典型案例有：中糧萬科假日風(fēng)景D1、D8#工業(yè)化住宅、中糧萬科長陽半島1#地工業(yè)化住宅、北京市半步橋公租房、中糧萬科長陽水碾屯等。

3體系成熟、全國推廣階段（2013年～至今）

北京萬科在2011年就開始在北方地區(qū)推廣，建成了沈陽萬科春河里、青島即墨新城、大連萬科城工業(yè)化住宅等試點(diǎn)項(xiàng)目，但規(guī)模不大，影響有限。2013年以后，隨著中國建筑股份有限公司、北京市保障性住房投資中心等大型企業(yè)的介入，才真正實(shí)現(xiàn)了裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)住宅的規(guī)?；茝V應(yīng)用。

階段裝配式住宅設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）涵蓋了不同功能要求、不同抗震要求和多個(gè)氣候區(qū)的住宅項(xiàng)目，裝配式建筑技術(shù)的適應(yīng)性進(jìn)一步加強(qiáng)。

（2）逐步形成了“標(biāo)準(zhǔn)化”、“模數(shù)化”、“系列化”的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件和部品組合“標(biāo)準(zhǔn)模塊”，“模塊”組合建筑平面、空間和立面，多要素組合實(shí)現(xiàn)“建筑多樣化”的設(shè)計(jì)方法。

（3）開始以構(gòu)件為基本模塊的“構(gòu)件建模、BIM信息庫建立、虛擬裝配、設(shè)計(jì)協(xié)同、工程量計(jì)算”等裝配式建筑的BIM應(yīng)用嘗試。

（4）由于應(yīng)用規(guī)模大、實(shí)踐性強(qiáng)、體系成熟，2014年9月至2015年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織編寫了9本《國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集——裝配式剪力墻住宅》和國標(biāo)技術(shù)措施、國標(biāo)技術(shù)實(shí)施指南等。

（5）嘗試將裝配式結(jié)構(gòu)和裝配式內(nèi)裝相結(jié)合，推進(jìn)裝配式建筑一體化系統(tǒng)集成。

這一階段完成的典型案例有：北京住總?cè)f科回龍觀工業(yè)化住宅，中糧萬科長陽半島5#、8#地工業(yè)化住宅，北京市馬駒橋裝配式公租房，沈陽萬科春河里工業(yè)化住宅，長春萬科柏翠園工業(yè)化住宅，青島萬科即墨工業(yè)化住宅，合肥市包河新區(qū)蜀山裝配式保障房，合肥市濱湖新區(qū)潤園裝配式保障房等。

4技術(shù)小結(jié)及趨勢分析

綠色裝配式建筑是新世紀(jì)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必由之路，2016年，隨著《國務(wù)院關(guān)于深入推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的若干意見》的發(fā)布和國家發(fā)展改革委、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)《城市適應(yīng)氣候變化行動(dòng)方案》，綠色裝配式建筑必將迎來大發(fā)展的歷史性機(jī)遇。應(yīng)該看到，北京市過去10年的裝配式建筑實(shí)踐，僅限于“裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)”這一種技術(shù)路徑，并不能代表同期所有的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐，但“十年磨一劍”，其中很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)對我們走向未來還是大有裨益的。

4.1技術(shù)小結(jié)

（1）以工程項(xiàng)目為依托的設(shè)計(jì)、研發(fā)，是科研創(chuàng)新的基礎(chǔ)。我們要選擇適宜的工程項(xiàng)目，制定明確的科研目標(biāo)，在實(shí)踐中采取漸進(jìn)式的策略，不斷總結(jié)進(jìn)步，切忌急于求成。

（2）要牽住“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”這個(gè)“牛鼻子”。必須要正確理解、厘清“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”幾個(gè)認(rèn)識(shí)問題：

第一，“標(biāo)準(zhǔn)化”的規(guī)則是可變的，“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”不是固化、僵化的設(shè)計(jì)，不等于千篇一律，不等于千城一面，不等于沒有個(gè)性……

第二，“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”不等于“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)”。廣義地來講，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則來進(jìn)行的設(shè)計(jì)，都叫“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”。而“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)”是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的結(jié)果和對象，是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則來設(shè)計(jì)的具有通用性的建筑物、構(gòu)筑物、構(gòu)配件和工程設(shè)備等。“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)”不能替代“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”，編制標(biāo)準(zhǔn)圖也不能等同于“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”。

第三，應(yīng)該建立“建筑系統(tǒng)”的工業(yè)化建筑設(shè)計(jì)理論，讓建筑系統(tǒng)、子系統(tǒng)等不同層級的系統(tǒng)通過一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則建立接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成并滿足建筑生產(chǎn)、裝配和使用的需求。

第四，應(yīng)該從方案階段就開始按照系統(tǒng)集成的理念和方法來設(shè)計(jì)裝配式建筑。裝配式工業(yè)化的建造方式，有其科學(xué)規(guī)律，應(yīng)該一開始就按照科學(xué)規(guī)律來設(shè)計(jì)、建造，方能確保其效益、質(zhì)量和性能。如果不按照科學(xué)規(guī)律設(shè)計(jì)，而是在施工圖完成后再由構(gòu)件廠“拆分”。往往導(dǎo)致工程質(zhì)量、技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)等方面出現(xiàn)問題。

4.2趨勢分析

（1）裝配式建筑的成本趨向于更強(qiáng)的市場競爭力。裝配式建筑高效和低耗的特點(diǎn)，是降低成本的先天優(yōu)勢。隨著技術(shù)進(jìn)步和市場規(guī)模的擴(kuò)大，人工成本的進(jìn)一步提高，裝配式建筑必將在降低成本的同時(shí)提升品質(zhì)。西班牙OSA公司提到“在西班牙市場，預(yù)制裝配式建筑成本要比現(xiàn)澆低20%左右”，就是一個(gè)比較好的例證。

（2）裝配式技術(shù)趨向于綠色建筑技術(shù)的融合創(chuàng)新。工業(yè)化裝配式建筑“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗”的特征，決定了它的“綠色性”。與綠色建筑技術(shù)的系統(tǒng)集成與融合創(chuàng)新，是裝配式建筑引領(lǐng)中國建筑業(yè)向著“綠色化”轉(zhuǎn)型升級，邁向可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

（3）要發(fā)展“全裝配的結(jié)構(gòu)體系”?！暗韧F(xiàn)澆”在一定的適用條件下，對裝配式建筑創(chuàng)新發(fā)展起到了非常重要的作用，但由于必須采取一定規(guī)模的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程來實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目標(biāo)，必然在生產(chǎn)、裝配集成應(yīng)用中存在部分預(yù)制、部分現(xiàn)澆的情況，不可避免在同一個(gè)施工界面，既有干式裝配又有濕式澆筑的兩種工藝，技術(shù)上有明顯的局限性。國際上有很多“全預(yù)制裝配”技術(shù)，能適應(yīng)一定層數(shù)、高度和功能，并滿足一定的抗震標(biāo)準(zhǔn)，值得學(xué)習(xí)借鑒，從而發(fā)展我們自己的“全裝配結(jié)構(gòu)體系”。

（4）實(shí)現(xiàn)BlM全產(chǎn)業(yè)鏈、全過程的應(yīng)用。當(dāng)前國內(nèi)建筑工程，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修等各階段、各工種分別都有較深入的BIM應(yīng)用。但設(shè)計(jì)階段的BIM模型及信息如何“無損傳遞”到生產(chǎn)、施工、裝修；如何實(shí)現(xiàn)全過程的“協(xié)同”、“可逆”，尚有很大差距，需要從組織架構(gòu)、平臺(tái)搭建、利益共享、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和編碼規(guī)則等多維度、全方位推進(jìn)并實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈、全過程的整體應(yīng)用。

（5）政策導(dǎo)向應(yīng)趨向“EPCI程總承包”一體化組織方式。傳統(tǒng)的建設(shè)組織方式下，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、組織、管理各自為戰(zhàn)，代表不同的利益主體，其結(jié)果是設(shè)計(jì)不考慮生產(chǎn)和施工，主要以“滿足規(guī)范”為目標(biāo)，達(dá)不到生產(chǎn)、裝配的深度要求。施工企業(yè)在利益驅(qū)使下，總在找各種理由（包括拆改、設(shè)計(jì)不合理造成的浪費(fèi)等）向建設(shè)方爭取費(fèi)用。這就造成設(shè)計(jì)和施工效率低下、浪費(fèi)嚴(yán)重且不容易統(tǒng)一協(xié)同，尤其難以滿足裝配式建筑全過程、全產(chǎn)業(yè)鏈集成的客觀要求。

因此，應(yīng)該采用設(shè)計(jì)施工一體化的工程總承包模式，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工集中于一個(gè)利益主體，激發(fā)出“內(nèi)生動(dòng)力”，推進(jìn)建設(shè)優(yōu)質(zhì)、高效、減勞、減廢的裝配式建筑。

在這個(gè)轉(zhuǎn)型、升級、改革、發(fā)展的時(shí)代，綠色建筑工業(yè)化的研究和實(shí)踐還在繼續(xù)，需要我們每一個(gè)人關(guān)注并付諸行動(dòng)。