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装配式建筑设计的构件库建设

  文/张宗楼

  2021-6-22

  前言:

  目前为止,装配式建筑成本一直居高不下,二次设计的成本不可忽视。装配式本身就是一个工业级产品的特征,是极致标准化系统的产物。就像一个直径12毫米的普通螺丝,几乎可以拧进所有机器的普通12毫米螺孔内。因此极致的标准化环境下,可以省略无数重复设计的成本。

  正文:

  无数业内专家认为,目前的装配式建筑设计已走进了“二次拆分”的死胡同。“一个项目一设计”是建筑工程的常态,可按现浇结构设计完,再拆分成各种不标准的构件来生产,这就成了真的“逆工业化”。

  很多人说这种情况的出现,是因为行业内 “没有标准、没有规范”,可我认为这些只是“果”而不是“因”。真的原因是:整个装配式建筑行业都没有以“构件”为基础来进行装配式建筑的设计。

  北京市建筑设计研究院在整个行业对装配式建筑毫无头绪的时候,提出了“等同现浇”的技术路线,让大家在基本的安全上放了心,然后开始了各种的盲人摸象,诞生了形形色色的装配式建筑发展大跃进方案。

  因为千奇百怪的构件尺寸,导致了极致工业化的生产模式无法发挥效能,也阻碍了可以把构件像标准紧固件一样生产的设备被研发出来。

  一板一尺寸,一块一支模,是目前PC混凝土构件的生产常态。在严重缺乏构件通用性的当下,标准构件的标准化重复生产,变得越来越不可能。进而生产设备自动化、智能化也就成了无根之木,一旦离开持续性输血就只能沦为昨日黄花。

  要改变这一困局,突破口就在标准构件之上。就像砖混结构技术是建立在“砖瓦砌块”的标准构件上,框架结构技术是建立在“梁柱”的标准构件上,轻钢结构技术是建立在“钢龙骨”的标准构件之上一样,装配式PC混凝土结构自然而然要建立在“混凝土PC构件”之上。

  真的装配式PC混凝土结构设计,首先应该有一个“标准化构件”的基础库,就像各种规格的通用紧固标准件一样,可以根据需求自由选取。

  这个库里每一种构件都不是为了某一个工程而“定制的”,而是可以批量生产“备用的”。它们可以在全国各地不同工程中通用,可以在不同厂家的生产线上生产,能在不同的厂家仓库里找得到。

  根据不同的用途,构件分为功能构件、装饰构件和其他构件。根据使用部位的不同,功能构件分为墙体构件、水平构件、楼梯构件及其他构件等等。

  由于建筑构件的体型庞大,储存起来成本高,所以大多数厂家都会采用定制生产法,就是先定工程再生产构件。但问题在于,每一个工程需要多种构件,而很多构件数量很有限,不生产没办法配套,而如果都生产,需要模具很多套。与此同时,生产技术及配套工具人员等等,都带来巨大的成本压力。

  因此工业化的分工合作愈发显得重要,让专业化的工厂出现成为了经济可行的方案之一。专业化的工厂优势在于,他们可以为一种构件投入巨大精力和资金,研发专用的自动化设备,将人力解放出来,通过机器不知疲倦的重复生产,大幅度降低生产成本,并将不够专业的生产厂家打得满地找牙。

  于是装配式建筑企业的经营模式将会经历“从无到有”---“从有到全”----“从全到专”----“从专到链”的历史演变过程。几乎就和现代手机业一样,各种各样的代工厂会拔地而起,并通过标准化将成本压缩到极致。

  而建筑工人也就会和手机组装工一样,拿各种功能模块插在一起,一个结构简单却功能强大的产品就出现了。

  这些功能强大的建筑产品背后是无数的产业供应商,他们主要控制着设计端和市场端,能够获得终端客户的认可和拥护,将这个行业的原材料加工、构件制造、物流规划、安装施工等等串联到一起,成为效率高低耗的现代产业链。

  在未来设计师拿到设计任务后,可以根据性能需求和经济适用性,在“构件库”里选择“通用构件”,由设计软件来自动完成主体搭建。而设计师需要做的仅是:1、确定和输入建筑项目的基本数据。2、选择建造模式及基础构件。3、设计平面图及立面图。4、自动生成全套图纸及构件清单。

  装配式建筑设计必然会像照相机的进化一样,从一开始专业级设备,到后来的傻瓜相机,再到现在的手机拍照。越来越强大的能力与越来越简单的操作,是可以和谐统一的,是可以实现的。

  高度的集成与自动化,是相机进化史的核心秘籍,装配式建筑未来也必将如此。通过工业级设备,进行傻瓜式的“精细操作”…………

  【文章详见《新营造》杂志-----“宗楼夜话专栏”。】

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