鄭姣 趙中宇 王琪龍

中國中建設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司

中建科技（閩清）綠色科技產(chǎn)業(yè)園綜合樓位于福建省福州市閩清縣，建筑面積6 346m2，共6層，集辦公、展覽、會(huì)議及宿舍等功能為一體。工程采用預(yù)制裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，裝配率為91.3%，達(dá)到綠色建筑三星標(biāo)準(zhǔn)和超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)，是中美清潔能源示范項(xiàng)目之一。

1 方案演化

方案最初設(shè)想是基于裝配式標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的技術(shù)邏輯，以規(guī)整體塊、不同材質(zhì)來體現(xiàn)體量的虛實(shí)變化，達(dá)到“大同·小異”的效果。整體的韻律感體現(xiàn)了裝配式建筑的特點(diǎn)，入口、通廊及端部的灰空間則是活躍元素，消解裝配式建筑單一重復(fù)的視覺疲勞。而這些不同的空間處理，又恰巧符合地域性特征，加強(qiáng)通風(fēng)，滿足員工工作及日常生活的使用需求。

建筑的體塊組合順應(yīng)南高北低的山地地形，北側(cè)的屋頂露臺(tái)連通辦公樓南入口形成底層通廊，為員工提供戶外活動(dòng)的場所。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢眉皻夂蛱攸c(diǎn)，經(jīng)過多次優(yōu)化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目外立面遮陽采用了預(yù)制混凝土遮陽板，大會(huì)議室外墻則采用預(yù)制混凝土墻板結(jié)合垂直綠化的一體化生產(chǎn)工藝，還運(yùn)用了太陽能空調(diào)以減少能耗，使預(yù)制建筑更加生態(tài)化、節(jié)能化、舒適化。

2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

2.1 平面標(biāo)準(zhǔn)化

項(xiàng)目平面設(shè)計(jì)規(guī)整，采用預(yù)制裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，以2 000mm為模數(shù)，柱網(wǎng)采用8 000mm×8 600mm、8 000mm×6 000mm兩種尺寸。在平面設(shè)計(jì)時(shí)首先將盡量多的房間做相同處理，確保構(gòu)件數(shù)量盡量少。二至五層主要為宿舍和部分辦公室，可以做到完全相同的開窗及分板。通過反復(fù)計(jì)算、模擬和視覺效果對(duì)比，確定統(tǒng)一的遮陽板尺寸規(guī)格，實(shí)現(xiàn)了裝配式建筑“少規(guī)格、多組合”的設(shè)計(jì)原則。

2.2 立面標(biāo)準(zhǔn)化

項(xiàng)目的多類型功能空間給立面設(shè)計(jì)帶來極大的挑戰(zhàn)。為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化建造，結(jié)合構(gòu)件生產(chǎn)工藝，每個(gè)柱跨安裝兩塊外掛墻板，且外掛墻板的開窗方式、窗口尺寸遵循標(biāo)準(zhǔn)化要求。

3 方案演化過程

4 二層平面圖

5 三層平面圖

設(shè)計(jì)結(jié)合綠色建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，在預(yù)制外墻掛板外設(shè)置水平與垂直遮陽板，將立面有效地統(tǒng)籌為一個(gè)整體。預(yù)制外墻掛板與遮陽系統(tǒng)均采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，統(tǒng)一構(gòu)件的規(guī)格尺寸，使建筑立面具有強(qiáng)烈的秩序感。為了活躍立面效果，有規(guī)律地設(shè)置幾組大窗，結(jié)合建筑端部的室外綠庭，使建筑造型虛實(shí)對(duì)比強(qiáng)烈，形體構(gòu)成清晰。同時(shí)，為了驗(yàn)證新工藝，設(shè)計(jì)中有意識(shí)在建筑的近人尺度采用裝飾混凝土和肌理混凝土預(yù)制板，豐富立面效果，統(tǒng)一又不失變化。

業(yè)主：中建科技（福州）有限公司

建設(shè)地點(diǎn)：福建省福州市閩清縣

建筑設(shè)計(jì)：中國中建設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司總部設(shè)計(jì)三院

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：趙中宇、郭海山

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：趙中宇、閻福斌、施宏、薛曉榮、王琪龍、張婉、鄭姣、黨蓉（建筑）；郭海山、劉康、李黎明、張世憲（結(jié)構(gòu)）；滿孝新、李悅、李壯壯（暖通）；盧晟、王瑜（給排水）；毛建平（電氣）；趙璨、徐靜波、駱?biāo)加穑˙IM）

施工單位：中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司

構(gòu)件廠家：中建科技（福州）有限公司

總建筑面積：6 346m2

設(shè)計(jì)時(shí)間：2015.09

建成時(shí)間：2018.12

攝影：王琪龍

2.3 模數(shù)化

項(xiàng)目嚴(yán)格遵守建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，平面柱網(wǎng)采用8m模數(shù)，預(yù)制外墻掛板采用4m模數(shù)，預(yù)制遮陽板采用1m模數(shù)，確保柱網(wǎng)尺寸統(tǒng)一，相對(duì)應(yīng)的預(yù)制外墻掛板、疊合樓板及遮陽板尺寸保持一致。

3 裝配化技術(shù)

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配化技術(shù)

設(shè)計(jì)采用預(yù)制裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，預(yù)制構(gòu)件有預(yù)制柱、預(yù)制疊合梁、預(yù)制疊合板、預(yù)制復(fù)合外掛板、預(yù)制內(nèi)墻板、預(yù)制樓梯板和預(yù)制女兒墻等，整體預(yù)制率超過85%。基礎(chǔ)采用錘擊高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC）基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。同時(shí)采用灌漿套筒、灌漿料、四邊不出筋疊合板、輕骨料微孔混凝土復(fù)合墻板等中建自主創(chuàng)新的裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)。

6 外掛墻板的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

7 立面預(yù)制遮陽板

8 混凝土立面肌理

9 單孔套筒及灌漿技術(shù)

10 四邊不出筋疊合板技術(shù)

11 新型無機(jī)復(fù)合預(yù)制混凝土保溫外墻

12 水平縫、垂直縫構(gòu)造節(jié)點(diǎn)詳圖

13 墻身節(jié)點(diǎn)詳圖

14 預(yù)制構(gòu)件光影效果

本工程結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)，抗震設(shè)防分類為丙類，抗震設(shè)防烈度6度，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，框架抗震等級(jí)四級(jí)。柱子采用600mm×600mm的預(yù)制柱，端頭局部采用600mm×700mm的預(yù)制柱以增加結(jié)構(gòu)整體的抗扭剛度，上下層柱間鋼筋采用了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“單孔套筒灌漿連接”；框架梁采用400mm×600mm、400mm×700mm的疊合梁（疊合層厚150mm），梁柱節(jié)點(diǎn)采用梁主筋插入式；樓板采用四邊不出筋的疊合板（疊合層厚80mm）；外墻板采用250mm無機(jī)保溫微孔混凝土復(fù)合板，與上層梁疊合層進(jìn)行濕式連接，結(jié)構(gòu)整體抗震性能良好。

3.2 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)裝配化技術(shù)

建筑預(yù)制外墻板的水平縫、垂直縫及十字縫等接縫部位、門窗洞口等構(gòu)配件組裝部位的構(gòu)造設(shè)計(jì)及材料的選用滿足建筑的物理性能、力學(xué)性能、耐久性能及裝飾性能的要求。防水材料主要采用發(fā)泡聚乙烯棒與密封膠，水平縫采取企口縫處理，采用構(gòu)造防水加材料防水，垂直縫采用結(jié)構(gòu)自防水、構(gòu)造防水、材料防水等防水構(gòu)造，門窗為先裝法，避免了漏水問題。

4 一體化裝修、景觀

4.1 一體化裝修設(shè)計(jì)

項(xiàng)目的外立面為清水混凝土，整體設(shè)計(jì)風(fēng)格樸素簡約，室內(nèi)裝飾一體化設(shè)計(jì)，與建筑設(shè)計(jì)保持一致，突出裝配式建筑的特征，一體化裝修部位為大堂、大/中會(huì)議室及一/二層走廊。二層開敞辦公區(qū)、公共空間主要材質(zhì)為清水混凝土、白色墻面、深色地磚、深色頂棚及木質(zhì)裝飾；宿舍部分的墻面和頂棚材質(zhì)為白色乳膠漆，地面材質(zhì)為米黃色地磚。在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)同步進(jìn)行一體化裝修設(shè)計(jì)，利用各專業(yè)的協(xié)同減少濕作業(yè)，避免返工、后進(jìn)場等程序，實(shí)現(xiàn)建筑裝修一體化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4.2 一體化景觀設(shè)計(jì)

在總體景觀設(shè)計(jì)上，試圖使建筑與景觀環(huán)境融為一體。南北方向的高差以預(yù)制混凝土臺(tái)階、座椅等呈現(xiàn)為臺(tái)地景觀，達(dá)到建筑與景觀一體化的效果；南側(cè)前區(qū)廣場將預(yù)制浮刻混凝土硬質(zhì)鋪裝與植草磚結(jié)合，標(biāo)準(zhǔn)的模塊形式與建筑風(fēng)格統(tǒng)一。

15 內(nèi)裝一體化實(shí)景

16 景觀一體化實(shí)景

17 土建三維透視

18 機(jī)電三維透視

19 綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

20 架空通風(fēng)廊道

21 西側(cè)室外露臺(tái)實(shí)景

5 信息化協(xié)同管理

5.1 方案階段

在方案設(shè)計(jì)階段，根據(jù)前期技術(shù)策劃成果進(jìn)行方案創(chuàng)作，避免因不合理的設(shè)計(jì)導(dǎo)致后期技術(shù)沖突和成本增加，減少因設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和裝修環(huán)節(jié)脫節(jié)造成的設(shè)計(jì)失誤。

5.2 施工圖、深化圖階段

以BIM模型為基礎(chǔ)建立上述工作機(jī)制，分析預(yù)制構(gòu)件的幾何屬性，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的類型和數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化。運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)備管線進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，既節(jié)省了時(shí)間又控制了質(zhì)量。通過基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件的鋼筋及預(yù)埋件的碰撞檢查，針對(duì)沖突點(diǎn)修改設(shè)計(jì)，并通過統(tǒng)計(jì)材料用量提出優(yōu)化設(shè)計(jì)建議，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在裝配式建筑中的專業(yè)協(xié)同。

6 綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

6.1 自然通風(fēng)

本工程位于夏熱冬暖地區(qū)，對(duì)通風(fēng)、遮陽有著較高的要求。設(shè)計(jì)中借鑒閩南傳統(tǒng)建筑冷巷、遮陽的形式，與空間設(shè)計(jì)、裝配式技術(shù)巧妙結(jié)合，在建筑底層設(shè)置通風(fēng)廊道，建筑西側(cè)設(shè)置室外空中花園，減少建筑西曬。當(dāng)?shù)刈匀煌L(fēng)適宜溫度為28℃，制冷期間日最高溫為28℃的天數(shù)有52天，分別集中在5月中下旬、6月中旬、9月初以及10月中下旬。采用自然通風(fēng)可降低空調(diào)制冷的使用天數(shù)，能耗減少28%。

6.2 優(yōu)化遮陽

項(xiàng)目利用預(yù)制遮陽板創(chuàng)造統(tǒng)一的立面效果，形成工業(yè)化建筑風(fēng)格。同時(shí)，遮陽板能有效遮擋夏季午時(shí)炎熱的太陽直射，減少消耗。設(shè)計(jì)模擬當(dāng)?shù)靥栕匀唤乔闆r，對(duì)垂直遮陽板的間隔以及水平遮陽板角度等進(jìn)行合理分析，形成最有效的遮陽形式。

22 樓層 CFD 氣流組織模擬

23 開敞辦公 CFD 氣流組織模擬

24 遮陽板角度分析

25 遮陽板立面

26 太陽能板

27 太陽能空調(diào)系統(tǒng)

28 建成實(shí)景

6.3 太陽能利用

在能源利用上，評(píng)估當(dāng)?shù)厝照諣顩r，采用太陽能空調(diào)新型技術(shù)。白天采用太陽能空調(diào)系統(tǒng)和燃?xì)廨o助模式，對(duì)辦公室、宿舍進(jìn)行制冷或采暖；夜間利用白天高溫儲(chǔ)能，將多余的太陽能資源儲(chǔ)存起來，用于宿舍的制冷或采暖，加燃?xì)庾詣?dòng)輔助。

7 結(jié)語

通過本項(xiàng)目也讓我們在裝配式建筑繁榮發(fā)展的背后理清思路、理性看待。裝配式建筑發(fā)展仍然面臨以下問題：1）重技術(shù)、輕管理，裝配式建筑是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既要滿足技術(shù)集成化，還要滿足管理一體化，當(dāng)前對(duì)裝配式建筑管理方面的重視遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；2）重成本、輕人才，在裝配式建筑領(lǐng)域，大家最關(guān)心的是增量成本的問題，但是還沒有意識(shí)到從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工到檢測等階段的人才儲(chǔ)備嚴(yán)重不足；3）重規(guī)模、輕品質(zhì)，地方政府比較注重每年新開工的裝配式建筑總面積，卻忽視了裝配式技術(shù)給建筑品質(zhì)帶來的提升，沒有真正實(shí)現(xiàn)裝配式建筑“兩提兩減”的目標(biāo)；4）重裝配率、輕標(biāo)準(zhǔn)化，在設(shè)計(jì)階段一切以“裝配率”為出發(fā)點(diǎn)，裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化水平控制不嚴(yán)格，帶來了構(gòu)件種類的增加，造成了建設(shè)成本的提高。因此裝配式建筑在我國的本土化發(fā)展仍然任重道遠(yuǎn)，大量的基礎(chǔ)性研究工作仍需要不斷探索與實(shí)踐。

圖片來源

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