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设计先行 护航建筑工业化发展

2014年07月21日

打印来源:预制建筑网

    建筑工业化设计在我国已经不是一个新的课题,但其在发展中却遇到了很多的障碍,由于我国住宅设计水平和方式滞后于市场的发展,加上相关方面的利益得失,我国的建筑工业化之路依然是困难重重,实质性进程缓慢。


    南京长江都市建筑设计股份有限公司是江苏省内规模最大的居住建筑专业化设计企业,始创于1976年,前身为南京市民用建筑设计研究院,2009年底由原公司派生分立。自创建至今历经了三十年的发展,形成以城市设计、办公建筑、商业建筑、科研教育建筑、居住建筑设计为特色和主要产品,成为具有一定实力的区域性、综合性、具有中等规模和鲜明特色的现代建筑设计企业,在江苏省乃至华东地区具较高声誉及竞争力。


    近日,预制建筑网和2014上海国际建筑工业化展览会对南京长江都市建筑设计股份有限公司院长汪杰进行了一次联合采访,分享这家企业在工业化建筑设计方面的经验和心得。


    采访实录

1.请您简单介绍一下贵司在建筑工业化方面取得的成绩或突破性成果。为何要特别成立绿色建筑工程技术研究中心?

汪杰:南京长江都市建筑设计股份有限公司从2007年和万科一起探索开发苏州玲珑湾项目,在建筑工业化集成技术的应用积累了一定经验;2009年公司内部成立了绿色建筑技术研发中心、工业化技术研发中心及BIM技术研发中心;2011年,公司完成南京万科上坊保障房工业化住宅项目,该项目通过整合与创新,实现无外脚手架,无现场砌筑、无抹灰的绿色施工。是目前国内全预制装配结构高度最高、预制整体式技术集成度最高的工业化住宅。2012年,公司与东南大学等5所高校及十五家企业共同组建新型建筑工业化协同创新中心。


2013年,根据公司发展的需要,我们成立了江苏省长江都市建筑工程技术研究中心。该中心是南京市范围内首家技术中心,主要研究方向为绿色技术方面、建筑工业化技术方面、建筑能效管理方面。绿色建筑技术方面主要是结合建筑设计的被动式节能技术研究,可再生能源技术和绿色生态技术集成研究,建筑性能化、参数化的综合效能评测。建筑工业化设计方面主要是进行工业化住宅标准化、模数化的基础研究和技术体系、标准的研究,工业化建筑的结构体系及管件核心技术的研究与开发应用、绿色技术与住宅工业化技术的集成应用的研究开发。楼宇能效管理技术方面主要是楼宇能效管理系统软件的研究、能效管理控制平台的研发。


    随着第三经济时代的到来,节能减排已经成为整个行业乃至整个世界的发展方向,作为建筑设计企业应当承担这一重要责任。据了解,我国目前建筑能耗约占社会总能耗的1/3,随着生活水平的提高,建筑能耗有继续增长的趋势。设计行业作为行业的领头羊,应该率先做出努力,在项目设计方面推进绿色技术研究。对于企业来说,我们企业是一个传统的建筑设计企业,但目前面临着转型升级,我们希望能够将传统设计和创新相结合,转型不转行,在原有的设计基础之上融合创新的理念和技术,提高核心竞争力,保证企业的持续发展,因此才特别成立绿色建筑工程技术研究中心。


2.贵司在国内工业化建筑方面有哪些经典项目?(提供1- 2个代表项目,可着重介绍项目前期所面临的问题与挑战、解决方法、取得的主要业绩等)

  汪杰:万科集团在产业化方面全国走在了前列,我公司和万科合作开发了苏州玲珑湾项目。作为江苏省第一个预制装配式项目,这两栋18层建筑,都是按照PCF模式建造。


目前我们设计院和万科主要在预制框架体系和内浇外挂体系方面进行合作研究。


在预制框架体系方面,经典的项目是南京万科上坊全预制保障性住房项目。我们在预制装配式结构体系和预制构件节点方面都进行了创新。该项目实现了无外脚手架、无现场砌筑、无抹灰的绿色施工,综合预制装配率达到75%,纯粹结构装配率达到65%左右,加上墙体和整体式卫浴集成运用,达到整个装配率82%。万科董事长王石曾考察该项目,认为该项目是万科在建筑工业化方面里程碑项目。住建部住宅产业化促进中心副主任文林峰,江苏省住建设厅相关领导也对此项目表示了高度肯定。


最近,我司与万科正在合作万科南京南站地块3栋综合楼项目。这个项目也是很好的案例。在该项目设计方面,我们不追求单一过高的预制装配率,希望结合绿色施工,追求成本最低,实现预制装配成本接近基本等同于现浇。从方案开始阶段,我们通过标准化设计,除了其中一栋19层大楼采用装配整体式框架—现浇剪力墙结构体系,其余两栋都采用装配整体式框架结构体系。装配式框架节点梁钢筋连接在世构体系的基础上进行了改进创新,梁下部角筋拉通,U型连接筋相应减少,使节点构造连接更接近于现浇结构,分实现了少构件多重利用,这样提高了工业化建筑的效益,也降低了成本。


近期,我公司和中国城科会绿色建筑与节能专业委员会正在编制关于预制装配式住宅内浇外挂体系方面的标准,预制叠合板、楼梯、外墙做PCF,内墙以现浇为主,这样比较符合我国抗震区的特点,解决外墙渗漏和起鼓的问题,内墙采用铝模加塑模的大模板施工,解决粉刷问题,将工业化设计和施工技术相结合。


3.贵司对国内工业化建筑的市场在近几年的发展是如何看待的?这对贵司未来的业务发展方向或方针制定有何影响?

汪杰最近几年,国家陆续出台了推动住宅产业化的文件和政策,尤其是今年住房和城乡建设部副部长仇保兴在国际绿色建筑与建筑节能大会提到,发展绿色建筑需要大力推广运用预制装配式建筑。我认为建筑工业化应该从根源上开始做起,从我们的生产、建造工艺开始。我们知道建筑扬尘污染是造成雾霾天气的主要因素之一,所以要改变建造方式,降低建筑扬尘,从根本上发展预制建筑。


最近这几年,沈阳、北京、上海和合肥等地,由于建筑工业化发展的比较快,政府拿出了许多优惠政策。我认为政府应该像国外一样,率先在一些保障房和公共建筑方面,推广和应用预制装配式工业化建筑。


从江苏来讲,江苏要从建筑大省变为建筑强省,就应该在建筑工业化方面加以推广,将我们的建筑工人提升为产业化工人。目前,随着人口红利的减少,新生代农民工的价值观念的改变,诸多行业都出现工人年龄偏大的现象,往往我们工地上找不到好的建筑工人。其次建筑的质量通过传统的施工工艺是很难保证的,必须通过建造方式的改变,尤其通过工业化生产方式才能全面提高我们建筑的品质。


发展建筑工业化已经成为大势所趋,因此我们院在2013年成立了绿色建筑工程技术研究中心,目前中心编制人员40人,研发人员30名,初步建立一支专业水平高、专业配备合理的科技研发团队。


4.贵司在保障性住房的标准化、系列化设计方面是否已有相关成果?如有,请简单介绍一下。

汪杰:近期,南京市政府拿出10万平方米的土地建设绿色建筑示范区,我公司在做这部分方案。该方案规划地面有7-8万平方米建筑群,6栋24层公租房,还有1万多平方米的商业群房、地下室。目前,该建筑方案已经基本确定,采用剪力墙体系,预制装配式整体式概念来做。我们争取预制率达50%左右,采用预制外墙板、预制楼梯、预制叠合板,山墙板做预制装配式剪力墙,用国家规范的推荐的体系来做。商业群房用预制装配式框架,地下室准备用预制双层叠合板做顶板设计。


近两年,我司和江苏省住建厅和科技发展中心、东南大学等也合作编制一些标准文件,完成编制江苏省建筑方案发展指导意见。今年,我司和江苏省科技厅发展中心一起承担江苏省建筑工业化设计导则编制,还参与和东南大学、中南集团编制的江苏省预制剪力墙设计规程以及预制混凝土框架设计规程。在标准化设计方面,我司与东南大学合作编写了预应力和非预应力的标准图集,单独承担了预制装配式楼梯的图集,整体式厨房和卫生间图集的编制。

 

5.建筑工业化目前面临的问题之一是还没有标准化,请从设计的角度出发,谈一谈您个人认为建筑工业化设计的核心、要点或条件有哪些方面?

汪杰:我认为工业化建筑应该由三大体系组成:一是预制装配结构体系,二是预制装配式内外墙围护体系,三是部品构件体系。设计作为建筑工业化龙头,首先要实现模数化、标准化。但是设计模数化也不是过于呆板,工业化建筑设计要把异性构件、标准构件通过建筑设计实现重复利用,这样才能降低成本。这对于结构设计人员要求比较高,一是要懂结构设计,不仅要懂构件设计,同时也要了解施工安装和吊装工艺。


工业化设计的难度要比普通建筑设计难度高,它的难度在于精细化,因此工业化建筑必须要依靠以bim为代表的三维技术数字化模型实现。我们院用bim软件在设计中间解决了建筑造型、管线碰撞、模拟施工等问题。


目前很多设计院只做了工业化建筑的主体,没从根本上透彻了解建筑工业化内涵。现在市面上很多预制体系,有些设计院不了解体系,导致很多节点交代不明确,容易出现渗漏问题。设计院必须要掌握体系的核心和要点,要了解自己的工程怎么来拆分,而构件厂应该根据自己的生产能力、特点来拆分,要考虑建筑保温、防火等细节,避免出现70-80年代的大板建筑质量问题。


6.很多人对于工业化建筑的安全性抱有疑问,尤其是抗震性,您认为在设计阶段应如何保障或提高PC建筑的抗震性?

   汪杰:我们国家80%属于地震区,因此在推广预制装配式建筑方面会有部分阻力。我们的邻国日本,虽然也是高地震区,但是在推广预制装配式建筑方面普及率高。工业化建筑的安全性关键是节点问题。目前国内节点技术研究不够,现在很多结构设计标准都是按照现浇原则。我们院采用的预制装配式整体框架体系是现浇和预制相结合,预制装配式节点等同于现浇节点,保证了节点安全。我认为不能因为采用了预制装配式建筑就降低了建筑的安全性。


7.您认为软件(比如BIM等)在工业化建筑的设计过程中扮演了一个什么样的角色?是否在实际的项目运用中为贵司带来收益或解决问题?

    汪杰:Bim软件是一个全周期的信息软件。Bim技术基于三维模型的特性,不仅是在平面视图中工作,也可以通过实时查看三维模型,在虚拟建筑空间中检查体验各项设计性能参数,对设计结果不断修正。这样,以往繁杂的管线综合排布工作显得异常简单,设计师可以从任意角度直观地查看三维模型,检查所有管线的空间排布情况。我认为施工单位也要通过这个软件将施工要素进行二次开发。


  工业化建筑设计是一个精细化设计和施工过程,通过bim等相关软件的仿真设计和模拟设计功能,实现整个模拟施工和建造,开发复杂构件,有利于节约成本。


   我们院还使用CATIA软件对预制构件的建模及构件拼装进行检验,拼装中如有构件有碰撞错误,软件会自动提醒,避免了预制构件现场吊装无法安装的问题。


8.现阶段很多地方以“预制率”的高低来衡量建筑工业化的程度,贵司作为设计单位是怎么看待这个问题的?

  汪杰:以“预制率”的高低来衡量建筑工业化的程度,我认为这个考核标准不够全面。提到预制率,很多时候大家认为的是预制装配结构的预制率多少,没有考虑到内外墙围护体系和部品构件的预制率。


    所谓的预制率要综合看待,高和低不是关键,不要单一追求高预制率,要结合现有建筑传统工艺,改良建造方式,通过整合与创新,实现无外脚手架,无现场砌筑、无抹灰的绿色施工。


    现在有人提出预制产值这个概念,把结构体系、墙板、部品部件按照产值来算,我认为这个概念很好,是一种相对科学的指标。


9.在发展的过程中,您如何看待建制工业化设计专业人才紧缺的问题?贵公司在人才培养方面有什么相关的对策?

   汪杰:中国在建筑工业化方面落后其他发达国家十年以上,全国方面来讲建筑工业化专业人才十分紧缺,主要是工业化建筑设计人员和构件设计、构件深化设计人员。


    工业化建筑是一个系统工程,它的设计颠覆了传统设计模式,在方案方面必须要考虑构件拆分、深化设计。工业化建筑必须要考虑标准化、模数化,在这个期间要进行多专业融合。在方案设计阶段就要把模块化设计融合进去,考虑到装修、管线、构件承重问题,这样才能达到少构件多利用,符合工业化建筑的原则,提高工业化建筑的效率,降低工业化建造成本。


    我们院和东南大学成立了企业研究生工作站,得到江苏省教育厅的批准,主要是为企业乃至全省培养工业化建筑设计人才。目前我们已与东南大学初步达成意向,9月份开学后进站参与工程设计、研究进修的研究生达到3-5个。


10.贵司为何会选择参展BIC 2014?此次参展做好了哪些准备或预备展示的内容方向有哪些?对预制建筑网有一些什么样的看法?最后,能否谈一下对BIC 2014及预制建筑网的期待?

   汪杰:BIC2014作为一个工业化主题展,集成了长三角地区工业化领域众多企业,为推动建筑工业化发展起到了促进作用。这个展会是展示平台也是交流平台。去年,我也参观了这个展会,发现很多施工总包企业比如远大住工、江苏元大、龙信集团、中南集团都参与其中,建筑设计企业相对参与较少。工业化推广应该设计作为领头,所以我们希望这次展会上在建筑的设计领域展示我们的成果。


   我们院在此次展会上布置了将近100平米的展区,通过这个机会向同行和领导展示这几年的工程案例,同时分享建筑工业化设计过程中的技术经验。想把团队介绍给大家,积累经验。


   预制建筑网作为建筑工业化专业网站,是一个很好的宣传沟通平台,我们希望通过这个平台把企业成功经验进行分享,实现行业的动动交流,也希望未来能够在建筑工业化方面更专业。

背景资料:

汪杰:南京长江都市建筑设计股份有限公司董事长、院长,国家一级注册结构工程师。中国勘察设计协会理事,江苏省建筑工程抗震设防审查专家委员会第一、二届委员会委员,江苏省勘察设计协会常务理事,江苏省土木建筑学会常务理事,南京市土木建筑学会结构专业委员会副主任委员,中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会委员。在职期间,他带领公司完成50余项工程设计和科研项目,获建设部、江苏省、南京市各种奖励。他先后与东南大学、南京工业大学共同完成《新型梁柱-板柱组合结构(住宅)体系的研究》、《新型住宅结构体系的研究与应用》两个项目的研究均获得省江苏省科学技术进步一、二等奖。2007年上半年亲自主持与房改办共同编制了《南京市经济适用房建设和技术标准》、先后负责并主编了《江苏省住宅设计标准》、和《住宅设计资料集》。



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