廉大鵬 趙百星 侯學(xué)凡 吳長(zhǎng)華

深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司

近幾年來(lái)，各級(jí)政府陸續(xù)出臺(tái)政策大力支持裝配式建筑的發(fā)展，極大推進(jìn)了裝配式建筑體系的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。但是，已在國(guó)外大量應(yīng)用的輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑體系卻很少以公共建筑的形式在國(guó)內(nèi)城市環(huán)境中出現(xiàn)。

梅麗小學(xué)騰挪校園項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首次在一線城市中心城區(qū)以輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑體系建造的公共建筑。建筑滿足小學(xué)校園對(duì)功能、安全、健康及舒適性等高品質(zhì)的使用要求，并順利通過(guò)政府相關(guān)技術(shù)審批，以相對(duì)低的成本快速建造，是輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式學(xué)校建筑的一次創(chuàng)新實(shí)踐。

1 騰挪校園

隨著深圳的發(fā)展，中小學(xué)適齡人口激增，現(xiàn)有校園建筑嚴(yán)重不足。2018年，僅福田區(qū)的中小學(xué)學(xué)位缺口就達(dá)到8 700個(gè)，急需建設(shè)新的校舍以滿足需求。而深圳市緊張的土地資源使政府不得不在原校址上拆改擴(kuò)建，造成“一邊教學(xué)，一邊施工”的局面，有些已經(jīng)嚴(yán)重干擾教學(xué)秩序，甚至存在安全隱患。

為破解這一難題，福田區(qū)政府創(chuàng)造性提出了“異地騰挪”的模式，即在待擴(kuò)建學(xué)校附近尋找城市零星閑置用地，通過(guò)租賃或行政調(diào)控獲得2～4年的土地臨時(shí)使用權(quán)，以裝配式建筑體系快速建設(shè)過(guò)渡性校舍，全體師生在老校園改擴(kuò)建期間全部遷至過(guò)渡校園；待老校園擴(kuò)建完成后，拆除過(guò)渡性校舍返還土地使用權(quán)。這種“以空間換時(shí)間”的方式盤(pán)活了城市現(xiàn)有資源，巧妙且有效化解城市發(fā)展的燃眉之急，也催生出對(duì)裝配式“騰挪校園”的需求。

但要在短時(shí)間（5個(gè)月工期）內(nèi)以裝配式模式建造一所可滿足正常使用的校園談何容易，其中包含了諸多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：1）如何才能低成本又快速地在5個(gè)月施工工期內(nèi)建造完成；2）臨時(shí)性建筑能否滿足作為學(xué)校這種公共建筑的高品質(zhì)要求，騰挪期間孩子們的安全、健康、舒適性能否得到保障；3）過(guò)渡期后臨時(shí)校舍如何處置，如何避免資源浪費(fèi)和土地污染。總而言之，低成本快速建造、確保安全健康、舒適性好、避免資源浪費(fèi)，這幾點(diǎn)是“騰挪校園”建筑設(shè)計(jì)必須回答的問(wèn)題。

在裝配式建筑的體系框架下，從首批試點(diǎn)已建成的三所“騰挪校園”來(lái)看，建筑師均采用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系來(lái)實(shí)現(xiàn)快速建造，但在體系上又有明顯差異。例如，新沙小學(xué)是焊接結(jié)構(gòu)鋼框架與桁架鋼筋混凝土樓板組合的重鋼體系，石廈小學(xué)是薄壁輕鋼龍骨密肋與現(xiàn)澆細(xì)石混凝土樓板結(jié)合的輕型鋼體系，而梅麗小學(xué)則采用具有一定創(chuàng)新性的輕型鋼框架剪力框格與預(yù)制鋼樓板組合的輕型鋼結(jié)構(gòu)體系。

梅麗小學(xué)騰挪校園采用的輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑體系，由深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司與香港中文大學(xué)朱競(jìng)翔教授團(tuán)隊(duì)、香港元遠(yuǎn)建筑科技發(fā)展有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)、共同研發(fā)，并聘請(qǐng)奧雅納（ARUP）結(jié)構(gòu)咨詢公司計(jì)算復(fù)核。香港中文大學(xué)朱競(jìng)翔教授長(zhǎng)期致力于創(chuàng)新型輕量建筑系統(tǒng)的研究與實(shí)踐，曾在汶川、玉樹(shù)災(zāi)后重建中快速完成了裝配式小學(xué)校舍，并在肯尼亞、菲律賓等有多個(gè)輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的成功實(shí)踐。

業(yè)主：深圳市天?。瘓F(tuán)）股份有限公司

建設(shè)地點(diǎn)：深圳市福田區(qū)梅康路

建筑設(shè)計(jì)：深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司

聯(lián)合設(shè)計(jì)：香港元遠(yuǎn)建筑科技發(fā)展有限公司、香港中文大學(xué)朱競(jìng)翔教授團(tuán)隊(duì)

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：廉大鵬

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：朱競(jìng)翔、劉鑫程、何英杰、韓國(guó)日（方案）；廉大鵬、吳長(zhǎng)華、趙百星、王鵬林（建筑）；張建軍、侯學(xué)凡、周慕來(lái)、郭丁銘（結(jié)構(gòu)）；黃躍、黃海斌（電氣）；李揚(yáng)、呂均鵬（給排水）；劉賀兵、孫楊（暖通）；林海、田碩（結(jié)構(gòu)復(fù)核）

總建筑面積：5 275m2

設(shè)計(jì)時(shí)間：2018.04

建成時(shí)間：2018.11

2 總平面圖

3 西側(cè)鳥(niǎo)瞰

梅麗小學(xué)騰挪校舍建成后的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析顯示：每平方米綜合造價(jià)5 200元，主體建筑建造時(shí)間為90天，結(jié)構(gòu)安全性經(jīng)受了強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”的考驗(yàn)；室內(nèi)甲醛指標(biāo)等空氣質(zhì)量經(jīng)多方檢測(cè)均安全達(dá)標(biāo)；采用全螺栓連接裝配式，90%構(gòu)件可拆卸并實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用；建筑自重220kg/m2，基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單，避免了對(duì)臨時(shí)用地的破壞；施工簡(jiǎn)單、快速、安靜，對(duì)城市周邊無(wú)環(huán)境污染；圓滿回應(yīng)了“騰挪校園”模式的各項(xiàng)要求。

2 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

梅麗小學(xué)騰挪用地位于深圳市福田區(qū)梅林片區(qū)，東側(cè)為中鐵六局地鐵10號(hào)線項(xiàng)目部臨時(shí)棚屋，南側(cè)為駕校訓(xùn)練場(chǎng)地，西側(cè)為梅康路，北側(cè)為林豐路。人行主要出入口位于梅康路，建筑總用地面積7 473.98m2，總建筑面積5 275.03m2，共2層，設(shè)有31個(gè)班，建筑高度為9.74m。

在總體規(guī)劃布局上，項(xiàng)目采用標(biāo)準(zhǔn)單元模塊化布局，建筑沿東西向貼建筑紅線布置，共設(shè)置5棟單體建筑，單體之間通過(guò)連廊連接，形成兩個(gè)圍合的庭院空間。在圍合的主庭院布置環(huán)形跑道和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，次庭院布置綠化，直跑道則布置在建筑間的走道上，充分利用場(chǎng)地的零星空間進(jìn)行合理排布。

4 一層平面圖

5 二層平面圖

6 典型剖面圖

7 剖面構(gòu)造圖

8 南側(cè)立面圖

9 內(nèi)庭院

10 航拍頂視

11 疏散樓梯及內(nèi)院

12 走廊

在建筑設(shè)計(jì)上，結(jié)合氣候與鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)適宜的平面與剖面，合理組織功能。深圳地處南海之濱，屬于夏熱冬暖地區(qū)，夏季炎熱、雨水多，設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮了通風(fēng)、遮陽(yáng)、隔熱及排水。通風(fēng)方面，平面采用“回”字形布局，南北向布置教室及主要教學(xué)用房，東西向布置辦公及輔助用房，讓主要房間享有夏季的穿堂風(fēng)；結(jié)合剖面上底部架空和屋頂隔熱層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)空氣對(duì)流，帶走熱量，為教室?guī)?lái)清涼。遮陽(yáng)方面，教室兩側(cè)的寬大走廊可顯著提高房間外窗的遮陽(yáng)效果，降低太陽(yáng)輻射，同時(shí)避免太陽(yáng)直射對(duì)建筑外墻的影響。

在材料選擇上，鋼結(jié)構(gòu)材料的蓄熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土材料，為避免鋼結(jié)構(gòu)的熱橋問(wèn)題，外墻體采用預(yù)制復(fù)合隔墻板，傳熱系數(shù)K=0.78；屋頂則采用架空隔層，面板采用鋁板，屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)K=0.54，滿足了隔熱的要求。

合理組織雨水排水，以適應(yīng)深圳夏季多樣的天氣變化，維持正常使用。兩層連廊聯(lián)系著各棟單體建筑及功能用房，師生可風(fēng)雨無(wú)阻并快速便捷地到達(dá)所有教室、辦公、衛(wèi)生間、輔助用房。同時(shí)，寬敞的連廊還可以作為孩子們雨天室外活動(dòng)的臨時(shí)場(chǎng)地。

庭院四周建筑統(tǒng)一為單坡屋頂形式，屋面雨水可向外自然排放，且不進(jìn)入庭院；同時(shí)內(nèi)院周邊地面和外走廊設(shè)有排水溝，保障瞬時(shí)強(qiáng)降雨等極端天氣下，庭院不積水或雨水倒灌。底層架空部分保留原生土壤，利用土壤的滲透性及蓄水性形成重要的“海綿體”。

梅麗小學(xué)騰挪校園雖為臨時(shí)周轉(zhuǎn)用房，但為了確保建筑品質(zhì)，均采用永久性建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，各項(xiàng)指標(biāo)都能夠滿足國(guó)家學(xué)校建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求，保證師生良好的使用體驗(yàn)（表1）。

表1 梅麗小學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)表

13 節(jié)點(diǎn)大樣圖

14 連廊與單體建筑之間的內(nèi)院

15 主庭院夜景

16 標(biāo)準(zhǔn)教室內(nèi)景

17 室內(nèi)完成面

18 消防設(shè)計(jì)圖

3 安全保障

作為輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的學(xué)校建筑，消防安全、結(jié)構(gòu)安全、環(huán)境安全是設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)。

3.1 消防安全

消防安全設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在空間設(shè)計(jì)、消防設(shè)施、材料選擇等幾方面。首先，庭院式建筑布局簡(jiǎn)單明了，便于學(xué)生建立方位感和空間辨識(shí)度；建筑立面通透、走廊寬敞，二樓設(shè)5部疏散樓梯直通地面，便于快速疏散。其次，在外圍市政道路兩面環(huán)通、一面可達(dá)的前提下，結(jié)合操場(chǎng)布置，抬高二層各棟之間的連廊高度，使消防車(chē)在緊急情況下可以進(jìn)入內(nèi)院。另外，由于建筑與東側(cè)臨時(shí)建筑較近，為避免消防隱患，東側(cè)山墻采用防火墻處理。

消火栓、高位消防水箱、室外消防水池等必要的消防設(shè)施嚴(yán)格按消防規(guī)范設(shè)置。與常規(guī)不同，設(shè)計(jì)沒(méi)有刻意隱藏這些消防設(shè)施，而是從美學(xué)角度使之與建筑的形式、色彩協(xié)調(diào)起來(lái)，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，有些甚至成為校園空間的點(diǎn)睛之筆，強(qiáng)化了消防設(shè)施的標(biāo)識(shí)性。例如，走廊上紅色的消火栓很好地豐富、提亮了校園空間的活力；學(xué)校入口處高聳的成品水箱，結(jié)合精心設(shè)計(jì)的輕鋼支撐構(gòu)件，反倒形成了校園和城市共享的一個(gè)景觀性構(gòu)筑物。

鋼結(jié)構(gòu)材料防火處理也十分謹(jǐn)慎，所有外露的鋼結(jié)構(gòu)均采用薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂膜處理，滿足相應(yīng)的防火極限要求（表1），確保安全。同時(shí)，建筑的外墻、樓板、屋頂均采用不燃的復(fù)合材料，室內(nèi)集成化設(shè)計(jì)，無(wú)多余裝飾，最大化消除火災(zāi)隱患。

3.2 結(jié)構(gòu)安全

作為少有的輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系實(shí)踐，大眾對(duì)這種結(jié)構(gòu)形式的認(rèn)知度低，在建設(shè)過(guò)程中很多家長(zhǎng)和老師看到結(jié)構(gòu)構(gòu)件竟然普遍是6mm厚80mm×80mm矩形鋼管時(shí)，都擔(dān)心建筑的安全性。

梅麗小學(xué)騰挪校園建筑采用一種創(chuàng)新的梁柱框架與剪力框格混合受力的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以密集小構(gòu)件立體交織構(gòu)成更高效、更清晰的受力模式，提高建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在保障建筑安全的同時(shí)大大降低建筑自身重量（樓板承載力600kg/m2），結(jié)構(gòu)自重僅為普通混凝土結(jié)構(gòu)的1/5。

以一段教室單元結(jié)構(gòu)模型為例，教室兩側(cè)及外廊密柱柱距采用2.4m×2.4m，教室四角以縱橫垂直剪力框格圍成6.6m×9.6m大空間，成品樓板下設(shè)置交叉斜拉索以提高平面內(nèi)剛度，剪力框格與交叉拉索共同作用并承擔(dān)水平荷載，其他豎向構(gòu)件與剪力框鉸接，均為二力桿，僅承擔(dān)豎向力。這樣垂直力流與水平力流分離，各結(jié)構(gòu)構(gòu)件分工明確、各司其職。同時(shí)超靜定結(jié)構(gòu)的剪力框格加鉸接二力桿的受力模式也達(dá)到了極簡(jiǎn)和極致的狀態(tài)。采用最簡(jiǎn)單的力學(xué)原理，是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性最穩(wěn)妥的保證。

該結(jié)構(gòu)體系具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性，為確保萬(wàn)無(wú)一失，建造之前又做了兩項(xiàng)保全措施：聘請(qǐng)國(guó)際著名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顧問(wèn)公司ARUP進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，經(jīng)詳細(xì)的受力分析檢驗(yàn)確認(rèn)能滿足設(shè)計(jì)要求；按照設(shè)計(jì)的矩形鋼管材料與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造做法，在工廠搭建1:1實(shí)體模型進(jìn)行配重試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明結(jié)構(gòu)安全可靠。

除了結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性之外，考慮到這種鋼結(jié)構(gòu)自身重量輕，而深圳處于常有臺(tái)風(fēng)的沿海地區(qū)，抗風(fēng)設(shè)計(jì)尤為重要。設(shè)計(jì)在風(fēng)吸力計(jì)算時(shí)，針對(duì)性增加風(fēng)荷載至標(biāo)準(zhǔn)值的1.5倍驗(yàn)算，在傳力路徑內(nèi)，構(gòu)件連接按2.0倍風(fēng)荷載復(fù)核，并利用基礎(chǔ)配重方式抵抗風(fēng)吸力。

校園在主體完工后的2018年9月，正遇上16級(jí)臺(tái)風(fēng)“山竹”的正面侵襲，“山竹”來(lái)勢(shì)兇猛給深圳帶來(lái)了巨大的破環(huán)，梅麗小學(xué)騰挪校園基地內(nèi)部多棵大榕樹(shù)被吹倒，但新建的校舍沒(méi)有受到任何損害，通過(guò)了真實(shí)的嚴(yán)格考驗(yàn)。事實(shí)驗(yàn)證了這種輕型鋼結(jié)構(gòu)體系的安全性和可靠性，學(xué)生家長(zhǎng)和老師也最終理解并認(rèn)可了這種新穎的建筑結(jié)構(gòu)形式。

3.3 環(huán)境安全

作為建成后立即投入使用的校園建筑，家長(zhǎng)和老師非常擔(dān)心裝修污染及室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題。設(shè)計(jì)采用集成設(shè)計(jì)的思維，結(jié)合裝配式預(yù)制化的特點(diǎn)，一體化解決結(jié)構(gòu)與內(nèi)外飾面，杜絕現(xiàn)場(chǎng)涂刷等施工工藝，材料成品提前采購(gòu)。例如，隔板墻采用整合了裝修、保溫、隔音、防火、防水等功能的預(yù)制復(fù)合板構(gòu)件，一次性安裝到位，避免室內(nèi)外二次裝修污染問(wèn)題；同時(shí)，在經(jīng)費(fèi)十分緊張的前提下，對(duì)容易因劣質(zhì)而危害健康的材料品類，如玻璃膠、操場(chǎng)地板漆等，以高成本購(gòu)買(mǎi)健康型產(chǎn)品。在建設(shè)過(guò)程及投入使用后，經(jīng)多方空氣質(zhì)量檢測(cè)，各個(gè)區(qū)域的采樣數(shù)據(jù)均符合《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2002）的標(biāo)準(zhǔn)限值。

考慮到小學(xué)生課間活動(dòng)量較大，為了避免教室間教學(xué)的相互影響，樓板采用“隔音墊+防彈墊”的雙重處理辦法，計(jì)權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化撞擊聲壓級(jí)小于65dB，均滿足國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)樓板舒適度分析，科學(xué)評(píng)估在走廊教室連續(xù)踏步、室內(nèi)跳躍及相鄰空間內(nèi)進(jìn)行低強(qiáng)度的音樂(lè)活動(dòng)時(shí)，對(duì)正常教學(xué)的影響幅度。

4 快速建造

梅麗小學(xué)騰挪校園在短時(shí)間內(nèi)臨時(shí)征用閑置用地，整體騰挪安排要求四個(gè)月內(nèi)主體完工，因而建設(shè)周期需壓縮到極限。為保證迅速建造，設(shè)計(jì)需在模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化及適應(yīng)快速施工的結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新、信息化管控等方面進(jìn)行努力。

4.1 模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化

模塊化使所有構(gòu)件遵循相同的模數(shù)關(guān)系，減少差異與特殊帶來(lái)的建造難度，適當(dāng)縮短工期。建筑平面上，采用2 400mm×11 400mm的縱向三跨結(jié)構(gòu)為基本單元，把四個(gè)基本單元橫向拼合、結(jié)合角部垂直向剪力框架，可以形成9 600mm×11 400mm的通用模塊化單元空間。整個(gè)校園建筑平面布局都是利用這一模塊化單元空間簡(jiǎn)單復(fù)制、組合而成。

建筑由標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元空間組合而成，可以根據(jù)使用要求靈活分隔空間。利用插入不同位置的輕質(zhì)隔板墻和家具布置，模塊化單元空間可以是教室、辦公空間及衛(wèi)生間等各種使用空間。輕質(zhì)隔板墻體也采用模塊化設(shè)計(jì)，整合了裝修面層、保溫隔聲、防水、防火層和結(jié)構(gòu)層的預(yù)制大型復(fù)合板式構(gòu)件，均以標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件形式在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行拼裝組合。

作為全裝配式的建設(shè)項(xiàng)目，我們對(duì)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行嚴(yán)格控制，最大化減少構(gòu)件的種類和數(shù)量，讓整個(gè)項(xiàng)目變得簡(jiǎn)單清晰，以減小復(fù)雜程度（表2）。建筑主體共有1 627根柱，但只使用了5種構(gòu)件類型，即5種斷面尺寸的矩形鋼管。較少種類的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件更利于鋼結(jié)構(gòu)工廠的切割制作，確保少出差錯(cuò)，也降低了現(xiàn)場(chǎng)安裝工人的辨別難度，提高了施工效率。

4.2 “層摞層”的全栓接建造

在建造方式上，借鑒傳統(tǒng)木構(gòu)，“層摞層”的建造方式，即每層樓面先鋪設(shè)完成，形成施工平臺(tái)，再搭建本層的柱、梁、墻板、屋蓋（即上層樓面），如此反復(fù)層層向上搭建。這種方式適宜輕型構(gòu)件，無(wú)需大型機(jī)械和腳手架等輔助設(shè)施，并且基本不受天氣影響，建設(shè)期間非常安靜，可以夜間施工，大大縮短了建設(shè)周期。

這種“層摞層”的建造方式，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)成為了關(guān)鍵。梅麗學(xué)校選擇80mm×80mm的輕型方鋼柱，梁截面為80mm×160mm，構(gòu)件輕巧，最大桿件僅重132kg。所有構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，復(fù)雜且體型較大的構(gòu)件在工廠均分解成若干個(gè)可以拼裝的小而輕的構(gòu)件。構(gòu)件分解后重量大大減輕，工地幾乎不需要大型吊裝機(jī)械設(shè)備，甚至很多構(gòu)件通過(guò)人工就可以搬運(yùn)操作。不同于常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)建筑節(jié)點(diǎn)的焊接方式，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均采用栓接的方式連接，施工工人只需把構(gòu)件起吊就位，鎖緊螺栓即可?，F(xiàn)場(chǎng)近似“搭積木”的全裝配式施工方式，無(wú)濕作業(yè)、無(wú)澆筑、切割、焊接等，極為方便。

表2 標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件統(tǒng)計(jì)

19 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)三維圖

20 結(jié)構(gòu)立面簡(jiǎn)圖

21 結(jié)構(gòu)平面簡(jiǎn)圖

22 模塊化示意圖

23 外墻栓接節(jié)點(diǎn)

24 教室結(jié)構(gòu)框架

25 “層摞層“現(xiàn)場(chǎng)安裝

26 施工過(guò)程

“搭積木”的全栓接方式，對(duì)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)受力分析及構(gòu)造設(shè)計(jì)提出了更高的要求。以外立面梁柱栓接的主要節(jié)點(diǎn)為例，沿建筑縱向布置的兩道梁連續(xù)穿過(guò)節(jié)點(diǎn)，橫向梁在兩道縱向梁之間，縱向梁增加同等規(guī)格加勁板，縱向梁與橫向梁通過(guò)L形連接件用螺栓相連接，形成穩(wěn)定的平面框架，節(jié)點(diǎn)區(qū)柱上下并不貫通，通過(guò)L形連接件用螺栓與橫向梁相連接。節(jié)點(diǎn)可拆卸成各種零星小構(gòu)件，組裝方便，實(shí)現(xiàn)了“搭積木”式施工。

4.3 BIM信息化全程控制

項(xiàng)目能夠順利快速的推進(jìn)，離不開(kāi)Archicad這一BIM信息化工具進(jìn)行全程管控。在設(shè)計(jì)中我們綜合考慮與制造、建造的關(guān)系，集成了關(guān)鍵加工和施工技術(shù)，保證了項(xiàng)目能在建設(shè)周期短、工程預(yù)算緊的情況下順利完成。設(shè)計(jì)全過(guò)程采用BIM正向設(shè)計(jì)，以建筑信息模型統(tǒng)籌管理整體設(shè)計(jì)進(jìn)度，保證信息在多專業(yè)、多工種內(nèi)精確傳遞。集成了所有構(gòu)件材料幾何或非幾何信息的三維模型，也幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從成本控制角度實(shí)時(shí)調(diào)整各種構(gòu)造做法。

三維空間構(gòu)件的精細(xì)化模型及數(shù)量規(guī)格等加工信息可直接交付工廠，轉(zhuǎn)化為制造工藝圖，可無(wú)縫對(duì)接全數(shù)字化自動(dòng)加工設(shè)備，避免過(guò)程設(shè)計(jì)信息的丟失。設(shè)計(jì)有序拆解構(gòu)件，并編訂編碼信息，制造完成后的構(gòu)件按照編碼進(jìn)行編排，方便運(yùn)輸管理及現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)按順序取用拼裝。同時(shí)，利用三維模型研究最安全、快速、省力的安裝順序，形成動(dòng)態(tài)可視化培訓(xùn)資料，有效指導(dǎo)工人快速拼裝。

5 結(jié)語(yǔ)

“騰挪校園”模式誕生之初，就伴隨著資源浪費(fèi)的質(zhì)疑。建設(shè)一所滿足使用品質(zhì)要求的小學(xué)校園會(huì)耗費(fèi)巨大的財(cái)力、物力，如果只滿足2～4年的一次性使用就被拆除成為建筑垃圾，不符合可持續(xù)理念，也無(wú)法從根源上解決深圳學(xué)位激增、學(xué)校緊缺的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，“治標(biāo)而不治本”。

設(shè)計(jì)過(guò)程中，始終強(qiáng)調(diào)以輕量建筑理念來(lái)思考、解決問(wèn)題。輕量本質(zhì)上即是以更低的成本與代價(jià)去實(shí)現(xiàn)更好的建筑功能價(jià)值，改變建筑業(yè)對(duì)資源的粗暴消耗，延長(zhǎng)人對(duì)資源的使用，與自然還原的速度相平衡，才能真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性。

結(jié)合輕量思想，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中堅(jiān)持采用100%全裝配式、100%栓接連接構(gòu)件、一體化復(fù)合板材拼裝等幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，目的就是在梅麗小學(xué)騰挪需求結(jié)束后，建筑可被以“逆建造”的方式拆解還原成基本構(gòu)件單元。在對(duì)部分易損部件更換后，可以異地重新組裝建設(shè)，滿足另一擴(kuò)建學(xué)校的騰挪校園需求，繼續(xù)發(fā)揮其作用，延續(xù)建筑壽命，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。

回到作為輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑體系在城市校園建筑上的探索這一主題，通過(guò)實(shí)踐，我們認(rèn)為輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系是可以滿足高品質(zhì)的公共建筑使用需求的，并可以改變?nèi)藗儗?duì)其臨時(shí)性、低端化的傳統(tǒng)認(rèn)知。隨著中國(guó)城市的不斷發(fā)展，城市以更快的節(jié)奏變化，建筑很可能變得“短命”而不再“永恒”，大量普通的功能性建筑順應(yīng)需求速生速滅，或者是具有“生命力”而能夠動(dòng)態(tài)完善與發(fā)展。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系也許會(huì)憑借其輕便靈活性、快速搭建、可循環(huán)利用、節(jié)能環(huán)保等鮮明特色，在建筑工業(yè)化的大潮推動(dòng)下，更多出現(xiàn)在我們的城市中，讓建筑師、結(jié)構(gòu)工程師以及業(yè)內(nèi)同仁一起努力。

圖片來(lái)源

圖1，3，10，24～26由何英杰拍攝；圖9，11，12，14～17由劉鑫程拍攝；圖8由朱競(jìng)翔拍攝；圖23由廉大鵬拍攝；其余圖片均為作者自繪。