“搭積木”建房子，建筑工業化設計實踐與思考

張文裕

福建省建筑設計研究院

“搭積木”建房子，建筑工業化設計實踐與思考

張文裕

福建省建筑設計研究院

隨著我國經濟水平的不斷提高，建筑行業高速發展的同時也暴露出諸多弊端，傳統模式下高污染、高耗能、高浪費已成為制約行業發展的瓶頸。在城鎮化發展綱領的要求下，大力發展建筑工業化是告別傳統粗放模式向綠色建造轉變的有效途徑。本文以漳州龍海月港小學項目為例，總結分析建筑工業化在建筑設計過程中所遇到的問題。

建筑工業化；綠色建造；建筑設計

1 引言

“如果房子也像汽車底盤一樣工業化地成批生產，……”［1］

——勒·柯布西耶

早在20世紀，建筑大師勒·柯布西耶就提出“住房是居住的機器”，在他看來房子和汽車底盤一樣屬于能夠被工業化生產的產品，提倡以工業化的方式去建造房子，同時強調在工業化設計過程中應注重房子形體的設計，“原始的形體是美的形體”。勒·柯布西耶的著作《走向新建筑》已成為了今天建筑工業化重要的理論基礎。如今的建筑工業化不斷發展創新，搭積木建房子已不再是遙不可及的夢。

2 建筑工業化的內涵

建筑工業化到底是什么？當前業界普遍認可的定義為：建筑設計標準化、部品生產工廠化、部品生產工廠化、結構裝修一體化、過程管理信息化，簡稱為“五化”［2］。建筑工業化定義的內容非常廣，而人們常說的“建造房子所需的板、墻、柱、梁等部件從工廠生產出來后，再被運輸到施工現場中，整個過程就像用搭建積木一樣”，這個“搭積木”的過程僅僅是大多數人對“現場施工裝配化”這單一環節的直觀理解。

3 建筑工業化在建筑設計中的案例解析

本次研究選擇的案例項目地址位于漳州龍海市海澄鎮錦江大道，基地西側、南側均臨住宅區，擁有優越的教學環境，且能在基地周邊產生良好的教育輻射作用（圖1）。在總體規劃布局上，充分考慮城市展示界面和校園空間界面，將具有鮮明個性的造型和富有地域特色的建筑立面在這兩個重要的界面上展開布置，從整體空間上進行“點”、“線”“面”的規劃布置。建筑平面布局合理，流線清晰便捷，形體變化豐富，立面通過色彩、材質、肌理等協調變化，形成校園對外良好的城市形象。

從意境上而言，整體建筑造型輕靈、空透，將外廊，外廊柱，樓梯間等元素進行穿插重組，精巧細致。在色彩和材質上，建筑以磚紅色為主要色系，局部飾以白色、灰色，給人以雅致、簡潔的感覺。另外在立面裝飾上也頗具匠心，將許多富有地方傳統特色的元素融入其中，體現了明快簡潔、獨具地域特色的傳統建筑風格（圖2）。通過建筑工業化這一新型的建

設方式與傳統的建筑風格相結合共同打造富有歷史韻味的新時代建筑。

在工業化設計方面，該項目整體方案采用預制率達65%的裝配整體式框架結構，通過建筑工業化的方式很好地達到了預期目標。建筑地上框架柱均為預制，各個樓層的樓板均采用鋼筋疊合單向板做成，框架梁和次梁均使用疊合梁。整個建筑的外墻除幕墻以外絕大部分采用的是夾心混凝土外掛墻板，內墻則使用了預制裝配式板條墻。通過序列化的立面設計和合理的梁柱體系，讓裝配式施工成為現實。以標準化、專業化、科學化的方式將科技融入教育，如同搭積木房子一樣，為孩子們搭建一個美好的未來。

圖1 鳥瞰圖

圖2 外立面意

4 建筑工業化在建筑設計過程中的思考

4.1 建筑工業化≠外型單一化

談及建筑工業化，梁思成老先生曾感慨道：“總的目的是要求蓋房子像孩子玩積木那樣，把一塊塊構件搭在一起，房子就蓋起來了［3］。在“設計標準化，構件預制工廠化，施工機械化”的前提下圓滿地處理建筑物的藝術效果的問題，在“千篇一律”中取得“千變萬化”，的確不是一個容易答解的課題，需要作巨大努力［4］。因此，建筑工業化在建筑設計過程中，應堅持標準化的同時要能充分彰顯建筑物的個性。一個建筑物工業化的程度是由模塊建設的標準化程度決定的。由于組合方式眾多，因此最終可以得到成千上萬種的立面效果。月港小學項目在設計過程中，強調方式、模塊和節點的標準化設計，按照某種規則通過不同的拼裝和組合標準模塊,來達到建筑的藝術效果(圖3)。

4.2 建筑工業化≠設計簡單化

說起建筑工地，大家就會想起那個泥水橫流、塵土飛揚的施工現場。但隨著建筑工業化的不斷推廣，大部分施工環節能夠在工廠車間內完成，將預制好的各個板件搬運到工地中，直接開始機械化作業，就這樣一幢現代化高樓就像被積木一樣被輕松地搭建起來。盡管我們將建筑工業化描述地像搭建積木一樣容易，但在建筑設計過程中卻不簡單。

以本次研究的工程案例月港小學項目而言，建筑設計這一環節已經從傳統的建筑生產鏈前端轉變成整個項目的“總指揮”，所以這就要求設計師必須要具備統領全局的能力，從整體上對各個環節進行細致地設計。在設計過程中，整個項目運行BIM三維協同設，而并非傳統建筑模式中的二維協同設計。建筑工業化對構件的精度要求非常高，如果出現毫米以上的誤差都有可能會給工程施工帶來巨大麻煩，因此在設計過程中，需要運用BIM技術進行反復的檢測。與此同時，發生變化的還有設計內容，建筑工業化需要設計預制構件加工圖，這一點與傳統建筑施工圖繪制有所不同。因此，由于建筑工業化的高要求和高精度，大大增加了建筑的設計難度。

圖3 序列化的建筑立面

4.3 建筑工業化≠建筑裝配化

建筑業評估工業化程度的依據通常是預制率的大小。在設計時，設計師往往會走進盲目追求預制率的誤區，而忽略了建筑本身的合理性。因此在設計過程中，不能片面強調裝配率越高越好，應先在保證結構安全可靠的基礎上，考慮水電、暖通的集成，然后提高裝配率［5］。嚴格來說，建筑工業化不等于裝配化，建筑工業化是造房屋建造的一體化產業鏈。所以，建筑工業化是一個多維的體系絕非簡單的改良傳統生產方式，也不能單純的理解為就是房屋建筑的“裝配化”。

月港小學項目在工業化設計過程中，未把預制率作為硬性指標而是根據工程實際情況制定合理的裝配化方案。通過模數化的梁柱體系設計，將整齊有序的部分例如梁柱、墻板等采取工廠預制，個性化、復雜的部分例如屋頂造型、特殊的立面裝飾采取現澆的方式，現澆與預制部分自然銜接過渡，大大地降低了施工的難度，節約了施工時間。

4.4 建筑工業化≠完美無缺

通常來說建筑工業化與傳統建設方式相比較，其代表著先進生產力,但現階段建筑工業化仍處于初級發展階段仍存在著許多不足。通過月港小學項目實踐過程，發現其在建筑設計過程中存在著以下問題：

1）、各項標準規范尚不健全

當前國家大力倡導發展建筑工業化，但行業相關規范標準尚不健全，建筑工業化在目前規范條件下可適用的范圍比較窄。設計單位在設計過程中缺乏與之配套的設計標準時，往往是各行其是，標準不一也大大增加了工廠標準化生產的難度。

2）、設計經驗缺乏

現階段，建筑工業化在設計環節上還比較欠缺，國內成熟的工程案例較少，缺乏可相互學習交流的經驗。雖然歐美國家的建筑工業化發展比較成熟，但各國國情差異比較大，在設計時一些經驗借鑒時還需與我國實際情況相結合。因此，建筑工業化設計底子薄需要不斷積累完善，這將是一個長期不斷循序漸進的過程。

3）、構件生產工廠制約

由于現階段構件生產工廠較少，構件生產工廠到施工現場往往距離很遠，因此運輸成本占比較高。另外由于目前構件工廠普遍規模較小，其生產設備尺寸存在局限性，這使得很多好的設計方案，真正到了工廠加工階段工廠卻生產不出來。

5 結語

綜上所述，現階段我國建筑業增速趨勢放緩，產能過剩等矛盾較為突出，建筑業原有的粗放型發展模式已不再適應行業的發展。因此，要進一步推動建筑工業化的發展，構建一個健全的政策和制度體系，為建筑工業化發展創造一個良好的環境，使之早日形成一個完整的產業鏈。并借此契機引導建筑行業轉型升級，發展高效集成的現代化建設技術。相信在不久的將來，隨著配套政策落地、法規制度的不斷完善，建筑工業化將迎來全新的發展。

［1］（法）勒·柯布西耶.走向新建筑（第二版）［M］陳志華，譯.西安：陜西師范大學出版社，2004.

［2］張格非.預制裝配式混凝土建筑在住宅產業的發展前景［J］城市建設理論研究.2015.

［3］梁思成.論建筑工業化：從拖泥帶水到干凈利索［J］人民日報，1962.

［4］梁思成.論建筑工業化：從拖泥帶水到干凈利索［J］人民日報，1962.

［5］張傳成，李軼，許凱.發展新型建筑工業化,促進建筑產業現代化［J］建筑技術開發.2015.