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装配式建筑|再论设计标准化(4)

前文概要

装配式建筑|再论设计标准化(1)》提出设计标准化是制约装配式建筑发展的瓶颈,讨论了什么是“标准化”、为谁“标准化”的问题;
装配式建筑|再论设计标准化(2)》提出标准化的形式有6种,并讨论了“简化”和“统一化”2种形式。
装配式建筑|再论设计标准化(3)》讨论了标准化6种形式中的“通用化”。


前文目录

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?

4.1 简化和统一化

4.2 通用化




此处承接上文,继续讨论标准化方法中的“系列化”和“组合化”


4.3. 系列化


在生活中,我们会随处发现很多产品“系列化”的案例。

购买服装鞋帽时,我们会发现,衣服有XS、S、M、L、XL、XXL等大小码之分,鞋子也有不同的尺码可以选择。电脑也有CPU、内存、硬盘、显卡等不同配置可供办公和娱乐选择。

汽车厂商,会为同一款汽车提供不同的配置,如在发动机、变速箱、灯光、内饰、电子设备等方面会有一系列的选项,供消费者选择;另外,不论是轿车、SUV或者旅行车,也会有不同等级的车型,如轿车有A级、B级、C级等家族化的产品供应市场;SUV会有小型、中型、大型等不同车型供消费者选择。


在摄影领域,相机厂商会根据市场的要求,开发不同系列的产品。以现在市场中的数码相机为例,佳能公司就有1D、5D、6D等全画幅单反系列,还有APS-C系列、M系列等;佳能为不同系列相机配套的镜头系列就更加丰富了(图25)。其他相机厂商如尼康、富士、理光等也有对应的系列产品丰富的系列化相机和配件产品,为专业摄影师、普通消费者提供了满足各自需求的多样化选择。


图25 佳能RF镜头系列(来自佳能官网) 


可以说产品的“系列化”在我们的生活和工作中处处可见。

那么,什么是系列化呢?

系列化是对同一类产品中的主要参数、型式、功能、基本结构等进行通盘规划,形成系列产品的标准化形式” [4]



4.3.1. 为什么要“系列化”


“系列化”的目的是为了更好满足个性化需求。由于市场需求存在不同的人群、不同的层次、不同的场景、不同的成本等各种各样的差别,具有基本功能的产品型号也许能够满足大多数的要求,但无法满足所有的需求。因此,厂商会根据市场调研,对基本型号的产品进行改进和扩展,从而形成系列化产品,更好的满足市场的不同需求。

 

4.3.2. 如何“系列化”


产品“系列化”首先要制定产品的基本参数系列,并根据参数系列编制产品“型谱”,然后进行产品的系列化设计。

产品的基本参数一般分为性能参数几何尺寸参数两种。制定参数系列标准首先要选择主参数和基本参数,然后确定参数的上下限,最后确定参数系列。选择确定参数要进行调查研究,对用户的需求、国内外生产情况、质量水平和使用情况进行周密分析,结合技术和经济的要求,才能确定。

有了基本参数系列之后,可以对应市场需求,对产品进行划分和规划,编制“型谱”。系列型谱一般用图表来表示,用来表示基型产品与变型产品的关系,并表达品种发展的趋势。

系列设计是以产品基本型号为基础,对产品进行统一化、通用化和扩展化设计。确定基本型号需要在产品系列中选择最有代表性、规格适中、用量较大、生产稳定、结构先进、性能可靠的型号。 [5]

4.3.3. 住宅户型与预制楼梯段系列化


装配式建筑的系列化,可以从部品部(构)件的系列化做起。

早在二十世纪80年代的北京80-81系列住宅设计,是当时计划经济条件下标准化设计的成功案例。

在房地产开发中,许多企业为了提升开发速度、稳定的产品质量,做了许多住宅产品线的标准化工作,形成了一些系列化的产品。但是,由于前期调研工作做得不充分,许多标准化设计的适用性并不太好,往往出现“南桔北枳”的情况,不得不进行“本地化”修改。实践证明,在住宅套型或单元层面上进行标准化是比较困难的。

从构件层面进行标准化和系列化,能够很好地发挥标准化的优势。以楼梯板为例,由于住宅的层高大多为2800、2900、3000,住宅楼梯段的宽度也基本相同(1200),因此,楼梯段可以进行系列化设计,基本能够适应大多数住宅的需求。(表4)除了住宅,公共建筑筑也可以采用系列化、标准化的楼梯板。

表4 常用住宅楼梯间空间尺寸系列表(mm)

楼梯样式

层高

开间净尺寸

进深最小净尺寸

梯段宽度

每跑梯段踏步数

双跑楼梯

2800

2500

4300

1200

8

2900

4600

9

3000

4600

9

剪刀楼梯

2800

2600

6600

1200

16

2900

6800

17

3000

7200

18


4.4. 组合化


组合化是按照统一化、系列化的原则,用若干组通用性较强的单元拼合成不同用途的产品[6]。组合化最常见的形式就是玩具积木(图26)。建筑中的砖也可以被认为是最原始的组合件。

图26 积木玩具


组合化的理论基础是分解与组合。首先,按照系统的理论,将对象进行分解成若干功能单元,其中可以通用互换的功能单元成为标准单元或通用单元,这个过程是分解。将若干标准单元、通用单元,加上专用单元组合成新的系统,满足新的需求,这个过程叫做组合。组合化的方法在工业产品设计与制造、建筑结构设计中广泛使用。

组合设计是一种高效的设计方法,在设计新产品时,不是将全部组成部分或零件重新设计,而是根据功能要求,从标准件、通用件或功能单元中进行选择,在此基础上,新设计一部分专用件,与标准件进行组合,形成新的产品。这种组合设计可以快速适应市场变化,满足用户需求,并具有良好的经济性,并能够为工厂化的成组生产、小批量多品种柔性生产打下基础。

组合设计的工作流程如下图所示。(图27)

图27 组合设计系统工作流程示意图(来源:根据李春田 主编 房庆,王平副主编 《标准化概论》改绘)


装配式建筑设计应遵循“少规格、多组合”的原则。

利用现有的部(构)件,进行多种不同的组合;装配式混凝土剪力墙住宅建筑,主要的预制结构构件包括以下几种——叠合楼板、预制楼梯板、预制阳台板、预制空调板、预制外墙板、预制内墙板等。大多数的住宅均可以选择已有的构件设计,或者对局部参数进行调整后进行组合,就能满足大部分结构设计的需要;一部分特殊造型或特殊情况可以设计新的构件或采用现浇方式进行设计。

通州台湖公租房立面,采用3种标准化构件,通过不同组合、位置排列,形成富有韵律和变化的立面形式。(图28,29,30)


图28 通州台湖公租房立面构件组合,形成富有韵律和变化的立面


图29 通州台湖公租房立面构件组合,形成富有韵律和变化的立面


图30 通州台湖公租房立面构件组合,形成富有韵律和变化的立面

现有部构件不能完全满足需求,应设计新的部构件。新的部(构)件也应采用现有适合的部(构)件作为基型,通过参数调整或尺寸调整,进行统一化、通用化和扩展化的设计;并使其具有统一化、通用化特征,对原有的部(构)件库存设计进行补充和扩展。


(未完待续)


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)

[2]转自:赵钿-公众号.论装配式建筑的标准化设计与个性化创作的矛盾与统一[J].建筑技艺,2019,No.288(09):80-84.

[3]赵中宇,郑姣.预制装配式建筑设计要点解析[J].住宅产业,2015(09):10-16.




前文

1. 装配式建筑|再论设计标准化(1)

2. 装配式建筑|再论设计标准化(2)

3. 装配式建筑|再论设计标准化(3)


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