1. 设计标准化程度低下是制约当前装配式建筑发展的头号问题
2. 什么是标准化?
3. 为谁“标准化”?
4. 标准化的形式有哪些?
最常见的标准化方法有6种形式:简化、统一化、通用化、系列化、组合化和模块化。
图10 标准化的6种形式
4.1. 简化和统一化
简化,通俗地讲就是化繁为简,也就是把复杂的对象进行简单化,将其中相近或相似的内容进行归纳与合并,从而减少种类的数量,提高相同对象的占比。简化的目的是为了控制对象的类型,防止盲目增加。简化的方法广泛应用于各种场景。
通过简化,可以消除低效和不必要的设计内容,使得设计的对象更加精练、更加合理,从而提升设计工作的效率,并为后续生产环节提效创造条件。
统一化是对同类对象进行统一,将其归并为一种或几种限定的形式,消除同一对象的不同表达,使对象的形式、功能和其他技术特征具有一致性。在人类科技史中,统一度量衡、统一铁路轨距、统一电压和频率等等都是统一化的典型案例。
在装配式建筑设计和生产中,将部品部(构)件进行统一编码,就是一项重要的统一化工作。
4.1.1. 住宅户型平面的简化与统一
一些标准化做得不好的设计案例,首先就是简化工作没有做或做得不到位。
最近看到一个住宅项目D,与上文《装配式建筑|再论设计标准化(1)》中提到的住宅项目A类似,规模也不大,地上面积不到5万平方米,也只有6栋住宅楼,户型标准化做得还可以,只有6种户型,但厨房设计的标准化程度却较低。其中B3、B4和C厨房的布局基本相同(图11),只是开间和进深尺寸略有不同,完全可以进行归并和简化,减少不必要的差别。
图11 某住宅项目D 6种厨房平面图(6栋住宅楼,设计了6种户型,6种厨房,其中B3,B4和C厨房布局基本一样,开间和进深尺寸差别不大,可以简化和统一)
通州台湖公租房项目(图12),总面积超过53万平方米,共约5000多套公租房,标准化设计做得非常好。通过简化和统一,将全部户型统一到4种户型、厨房统一到2种平面,卫生间统一为1种平面,楼电梯间统一为2种平面(图13~16),可以说把简化和统一化做到了很高的程度。
图13 通州台湖公租房 住宅单元平面1(总建筑面积约53万平方米,约5000多套公租房,户型只有4种,厨房2种,卫生间1种,交通核心2种)
图14 通州台湖公租房 住宅单元平面2(总建筑面积约53万平方米,约5000多套公租房,户型只有4种,厨房2种,卫生间1种,交通核心2种)
图15 通州台湖公租房 厨房、卫生间标准模块(总建筑面积约53万平方米,约5000多套公租房,户型只有4种,厨房2种,卫生间1种,交通核心2种)
图16 通州台湖公租房 交通核心2种模块(总建筑面积约53万平方米,约5000多套公租房,户型只有4种,厨房2种,卫生间1种,交通核心2种)
4.1.2. 预制构件的简化与统一
预制构件设计的标准化程度做得好不好,对生产、施工和成本具有直接影响。
在装配式建筑发展的早期,由于经验不足,简化工作往往被忽视或做得不到位,造成一些项目的构件种类偏多。
郭公庄一期公租房项目地上总建筑面积约17万平方米,提供3000多套公租房(图17)。住宅的主体结构采用了预制三明治外墙、预制叠合楼板、预制阳台板、预制空调板、预制楼梯板等预制构件,首、二层加强区的外墙面采用了与上层外叶板效果一致的PCF板(图18)。这个项目的构件种类很多(表1),一些装饰梁构件的重复次数不足10块(表2)。由于在施工图阶段没有对构件的种类和数量进行统计,简化和统一化没有在设计前半阶段得到重视,导致预制构件种类多,模板摊销成本偏高,项目整体的成本增量也较高。
图17 郭公庄一期公租房
图18 郭公庄一期公租房预制构件分布示意图
表1 郭公庄一期公租房构件汇总统计表(来源:北京燕通建筑构件有限公司)
表2 郭公庄一期公租房 装饰梁构件统计详表(来源:北京燕通建筑构件有限公司)
有了郭公庄项目的经验和教训,设计团队后来在做通州台湖公租房设计时,在方案开始时就确定了简化构件种类的原则,并在初步设计、施工图设计和构件深化设计三个阶段,控制建筑不必要的变化,尽最大可能提高构件的重复次数。通过简化和统一,通州台湖公租房项目将构件种类控制到40种之内,重复次数最少的一种构件的模板使用次数也超过了135次(表3)。最终,这个项目的增量成本比普通项目大大下降(不足300元/m2)。
表3 通州台湖公租房项目 构件统计表
现在仍有许多项目在设计时对预制构件的标准化不够重视,最终标准化做得很不好。究其原因,有技术层面的因素,也有管理机制的原因。
一方面,建筑设计行业中缺乏具有构件深化设计经验和技术的人才,除了一些较早进行装配式建筑(产业化)研究和设计的机构,大多数新从事装配式建筑设计的单位缺乏构件设计的经验,没有人才和知识储备,因此面对构件深化设计工作难以胜任。另外,出于管理和成本的原因,许多设计单位也不愿在此方面进行投入。
另一方面,装配式建筑由于是复杂建筑,理应建立设计、生产、施工一体化的工作机制,采用EPC工程总承包 、全过程工程咨询或者建筑师负责制,将全过程的设计工作和技术管理工作,交由建筑师(及其团队),从技术和管理两方面进行统筹。但在实际工作中,现在的许多项目仍然沿袭传统设计方式,建设单位或开发企业将设计任务分解成多个小合同(图19),分别交给不同的单位去完成,而统筹工作却做不到位,尤其是构件深化设计工作,专业性和技术性很强,建设单位或开发企业很难统筹到位。
图19 传统设计管理模式——设计工作被分解为多个小合同,工作难以统筹
目前,构件的深化设计工作并没有明确规定纳入设计单位的设计和统筹范围,许多项目的构件深化设计由第三方或构件厂进行设计,导致深化设计与前面的施工图设计脱节:前面负责施工图设计的团队没有任何动力去从事或管理构件的深化设计,而负责构件深化设计团队提出的优化建议也很难影响前面的施工图设计,这种局面反映出构件深化设计机制方面的不足。
构件标准化做得不到位,是装配式建筑成本增量高、推广难的重要原因。要想改变构件深化设计标准化的不利局面,一方面,设计单位的工作应该延伸到构件深化阶段,设计师要了解工厂生产的工艺和流程,设计单位要建立人才储备;另一方面,建筑行业要从机制上进行改革创新,理顺建筑设计、构件深化设计、构件生产之间的利益关系。只有从以上两方面进行深入革新,构件的标准化程度才能从根本上得以提高,装配式的增量成本才有可能有效控制。
参考文献:
[1]李富田 主编 房庆,王平 副主编,标准化概论[M]. 北京:中国人民大学出版社,2014第6版)
前文
1. 装配式建筑|再论设计标准化(1)
(未完待续)