工藝為重設計先行
——裝配式構件廠規劃設計方法研究

李劍秋

（揚州大學 江蘇揚州 225009）

筆者從事構件廠的設計生產工作，在摸索的過程中走過不少彎路。預制構件的廠房不同于一般工業廠房，它的生產技術還在探索，工藝配置、生產配套、流線組織等等一系列的設計要素又與一般性建筑截然不同。然而不管設計什么類型的建筑，設計的基本方法是一致的，在此基礎上，筆者嘗試總結過去的設計經歷，將構件廠設計的些許經驗成果與讀者分享。

1 裝配式構件生產廠的概念

裝配式建筑區別于傳統建筑建造方式，它是由在工廠生產的預制構件，運輸到施工現場，進行現場拼裝而成的建筑類型，用來生成預制構件的廠房就是構件生產廠。

構件的生產加工一直是裝配式建筑的重要一環，能提供什么樣式的構件？能生產多大尺度的構件？預制構件的各方面性能是否符合要求？一直以來都是業主關心的重要問題。

這兩年國家的大力扶持帶動了裝配式建筑的大發展，尤其在北京上海，政府的強制性要求，催生了周邊一大批以構件生產為生的廠房。

2 設計梳理

所舉案例為本人參與設計的構件廠，項目特點在于分期建設以及一期的獨立運營。規劃上廠區分為3個主體部分：構件堆場、生產廠房、廠前區。

由于拿地的順序以及地塊形狀的限制，項目啟動階段就明確了保障分期生產產能最大化的基本策略。在與業主充分溝通后，為了最大化廠房的生產效率，我們試圖設置中央堆場，并以此組織廠區生產，實現廠區用地的最大化。

3 道路交通

首先需要明確的是用地周邊的道路情況，由于預制構件特殊的運輸要求，許多情況下，普通道路在大型貨車的重載下，容易發生破壞。因此構件運輸的主要出入口，需要開在重載道路上。由于構件運輸車輛的尺度相對較高，也需要提前向業主確認道路的限高條件。廠前區的出入口，則需要與城市交通、市政條件發生關系。

事實上與交通運輸直接發生聯系的并不是生產廠房，而是構件堆場和攪拌站，因此需要特別注意的是主要出入口如何與堆場以及攪拌站相聯系。

4 廠區規劃

4.1 總體布局

在參考了國內外大量優質構件廠的案例，以及熟讀了相關規范后，我們羅列到了廠區總體布局的幾個重要參數：廠前區面積占比應占用地面積的7%以下，堆場面積占比和廠房面積應該相當，具體根據方案策劃確定，以及容積率應大于1。

后來在與策劃部門的溝通中，我們構思了中央堆場的方案，利用中央堆場可以更加清晰地組織生產流線。但是，由于將廠區劃分為了兩個部分，因此每條生產線的長度受到了限制，間接地影響到廠區的整體效益，經過對生產線的科學分析我們認為：車間長度在180～220之間對生產效率的提升幫助最大。另經過論證堆場占地面積與廠區的占地面積比應當在1：1左右比較合適。

4.2 工藝介入

按照鋼結構的特點，我們采用7.5m×27m的標準軸網，根據總體布局的原則，明確了每一條車間的具體長度，在此基礎上，與策劃部門相配合確定當地市場需求，了解具體的工藝流程，生產廠房需要布置的生產線有哪些？

對整個構件廠的規劃而言，最重要的是廠房部分的布置，因為廠房直接決定了構件廠的產能；對于廠房而言，最重要的是工藝布置，合理的工藝布置可以避免生產流線間的交叉干擾，同時提高生產效率，以及減少的管理成本。

生產工藝的布置是由前期的策劃決定的，不同的生產線究竟生產哪一種產品，取決于當地市場的需求，構件運輸成本過大，一般都是使用當地生產的構件。我國曾經為了港珠澳大橋專門建設了構件廠，后來廢棄。在與業主最終確認過需要的生產線后，策劃人員需要與生產設備的提供方進行溝通，索取相應的設計資料，如設備的尺寸、設備的布置方式、設備電壓等等。經由匯總提供給設計人員。

需要注意構件廠的料倉以及攪拌站是需要單獨設置的，攪拌站一般生產的混凝土是超過廠區需求的，所以有可能的情況下，一般會考慮到攪拌站對外提供商品混凝土的可能性。

綜合考慮實際生產的種種需求，最終在策劃人員的配合下，對每一個生產車間進行詳細的工藝布置。最終經過多方溝通，決策出一個滿意的布置方案。

4.3 培訓與檢測

出于裝配式構件廠工藝的復雜性考慮，一般構件廠內都會設置培訓工人的工法培訓場地。很多時候，為了節省成本，功法培訓場地可以直接設置在室外，但是如果設置在室內，需要特別注意培訓設備對室內空間凈高的需求，例如吊機、行車、料倉等。

檢測廠房一般用來檢測成品構件的各項性能指標。然而，混凝土原料和鋼筋入場是需要進行質量檢測的，原料入場檢測一般直接設置在相應的原材料堆放場地。成品構件檢測根據不同的構件類型檢測的要求也不一樣，有需要進行結構安全性檢測的，這些構件的試驗設備對凈高要求比較高，一般布置在相對開闊的室內場地。而其他一些包括構件的氣密性，耐久性，隔聲性等等的性能指標測試一般正常的小隔間就能夠滿足要求。

4.4 優化廠前區布置

場前區在一般的構件廠中主要的定位是為生產人員提供住宿，為管理人員提供辦公，參觀人員提供展廳，以及為廠區所有人員提供就餐的規劃功能區。

這一部分的布置考慮好宿舍的采光，食堂布置在下風向，處理好沿街面景觀，組織好展覽流線即可，相對而言與一般的公共建筑設計手法較為相似。

5 產能優先原則

在與業主溝通的過程中，我們發現，對構件廠而言，在滿足基本的規范要求的基礎上，業主所關注的重點，只有一個，那就是構件廠的產能。幾輪的修改，都是圍繞生產工藝的變更不斷調整，以期最大化構件廠的生產效率。

在進行構件廠設計的過程中，一定要明確這一核心要素，然后在產能最大化前提下，優化好場前區的布局，力求所有廠區員工都能有一個良好的生活辦公環境。

6 反思與啟示

本文是以我們參與策劃設計的一個裝配式構建廠的方案作為典型實例。在設計的前期就明確了以提升構件廠產能為核心的設計策略。根據拿地的特殊性，進行了分期設計。項目最終的確定過程是對設計過程中出現的七大具體問題的回應，如圖1～圖7所示。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

在設計過程中方案在前期起主導作用。與方案策劃就生產工藝的配合，是廠房設計區別于一般設計的不同點。我們認為構件廠設計的本質是，依托于前期規劃方案，進行生產工藝配置，然后在工藝配置確定的基礎上，繼續深化方案設計。我們希望借著此案例說明構件廠項目中“工藝與設計”的相互關系，回應本文的主題，總結出構件廠設計的一般方法與大家分享，歡迎同行指正。