以產品思維進行功能型微型建筑的建造
——以電信MEC機房為例

劉 劼 陳 煒 李 江 李勁松

(1.四川省建筑設計研究院有限公司，四川 成都 610000；2.中國電信股份有限公司成都分公司，四川 成都 610000)

隨著國家對建筑業持續健康發展的重視,及對推進建筑行業信息化、數字化、智能化的要求，《國務院辦公廳關于促進建筑業持續健康發展的意見》國辦發[2017]19號文中明確“推進建筑產業現代化”的主要工作為“推廣智能和裝配式建筑。堅持標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用，推動建造方式創新。

成都市城市體驗和新城建試點工作領導小組《成體驗[2021]1號》文，發布了《成都市新型城市基礎設施建設試點工作推進方案》，“貫徹落實黨中央、國務院關于實施擴大內需戰略、加強新型基礎設施和新型城鎮化建設的決策部署，加快推進基于信息化、數字化、智能化的新型城市基礎設施建設試點。”明確六項試點任務，“推動智能建造和建筑工業化協同發展”是其中一項。

基于以上加快推進要求，應著力從新的①設計建設流程，②綠色智能技藝，③模塊建構組價三個主要方面入手。

1 新型的設計流程、批復、試點及實施

1.1 傳統模式

傳統的設計流程可以概括為(如圖1)主要的8個步驟。其中從立項科研到竣工驗收，歷經行政審批流程、公司決策流程、可研設計流程、造價采購招標流程、施工驗收流程。壓縮流程與步驟，是亟待解決的首要問題，故提出基于產品的新型的設計開發流程。

圖1 傳統設計流程

1.2 新型模式的特征

(1)增加產品設計步驟。整合傳統方式中①科研立項②政府備案③造價預算、④設計方案施工圖(產品)⑤材料采購招標，五個主要流程，見圖2。

圖2 產品設計步驟

(2)采用產品說明書的形式替代圖紙用于實施報審，并由業主，設計，造價，施工四方進行確認。

(3)在后期增加產品樣式選擇的流程，用于滿足不同需求的適應性，但仍需保留產品手冊中基本的架構。

對于批量化的微型建筑工程，采用傳統的建造流程，新型裝配式產品將比傳統建造方式和普通裝配式建造節約10%～30%的造價，工期縮短200%～350%。

該項新型產品的推出，將改變原市政配套和基建的固化模式，為智慧社區、城市建設提供新的思路，從而形成系統上下游的產品創新和提升，促進行業的新材料、新技術發展，并補足現有城市風貌中市政設施構筑物的短板。

2 綠色、智能制造的技藝

技藝服務于目標。近年來，國內外建筑師將自維持理論和技術運用于構思或實踐，有了諸多微型自維持建筑的概念模型或實踐案例。如Jose Manuel Pequeno設計的“可搬運的游客塔”、倫佐·皮亞諾設計的“第歐根尼”小屋。

首要目標即為根據微型建筑的具體用途計算年耗能E1,通過“可持續發展建筑”或“低碳建筑”的概念，通過控制太陽輻射，風環境，實際產品年消耗E2。折算產品的全周期碳排放或碳值E0，得到N=E0/(E1-E2)。控制N值為10，作為本電信MEC機房的綠色控制性指標。

在制作中，用工廠生產替代現場施工，用產品零部件的組裝代替現場的制作，避免濕作業。

2.1 綠色建筑在新模式中的應用

產品除采用綠色建筑材料和建造工藝，并通過被動式技術降低建筑運行能耗，推動行業低碳技術的應用，對降低碳排放達到碳中和起到積極作用，也應提出對于微建筑綠色評價體系的關鍵性指標。

MEC機房主要從主動式與被動式兩個方向考量，其中本項目運用的關鍵點為：(1)基于機房特性的圍護結構K值(主動降低)；(2)提高屋面熱輻反射；(3)被動式。

2.2 智能制造工藝的使用

運用BIM技術手段，將產品信息整合在數字模型之中，并基于模數將項目拆解為符合生產、運輸、安裝工藝的產品零件。

MEC機房以OSB結構板的尺寸將水平模數確定為2440及1220，減少不同場景下不同尺寸、不同搭建方式的模塊數量。并通過對以上的切分后將零件放在工廠中進行生產，通過機械的輔助，改變傳統建筑現場人工修筑的方式，有利于快速，準確的生產。

3 新型模塊化建構體系、組價模式

3.1 新型模塊的特點

新型的模塊應具有“標準化”、“工廠預制”、現場快速安裝三個特點，適宜的工業化技術模塊，可以使建設項目質量達到精準的工業化產品標準，造價在批量生產采購的控制下最節省，現場施工周期大幅度減少，能靈活適應不同的建設條件，如圖3所示。

圖3 新型模塊不同組合可能性

工業化建造模塊分為兩種形式，一種為在工廠高度集合的成品“盒子”，現場接入市政管線即可立即使用，適合于臨時應急和移動性較強的需求。另一種是有一定應變能力的現場安裝模塊，在工廠預制組裝構件，現場快速拼裝，適合于有較高使用頻率和較長使用年限，且城市風貌要求較高的項目。兩種形式都能滿足在城市建設中快速建設且建設條件又比較受限的情況。

MEC機房采用第二種方式，以適應①緊湊場地②開闊場地③拓展場地三種不同用地條件的適應性，并增加了同一模塊與主體的不同形式連接以得到更多樣的造型樣式。

對于主體模塊提出關鍵的控制性指標：標準化。其所涉及到模數、標準化連接件。并在MEC中分為基礎模塊、墻體模塊、屋頂模塊、連接模塊四大部分。

3.2 模塊建構體系的建立

(1)工業化建筑需要按照生產的合理尺寸及運輸尺寸進行模塊的設計，通常采用建筑模式，本機房以冷彎薄壁輕鋼體系為骨架。

(2)提出的建構模式為三個控制性拆解要求：①便于貨車運輸。預制構件在儲存、運輸、吊裝等環節發生的損壞將很難修補，耽誤工期造成經濟損失。便于國內主流裝配式運輸貨車的運輸，鑒于MEC的安裝范圍，將控制值為輕型貨車(小于6m且小于4 500kg)；②便于現場吊裝。吊裝作為預制構件施工過程的中心環節，包括了物資準備、勞動力準備、場地布置、施工組織、測量放線、吊裝作業。對產品嚴格控制尺寸及重量，便于現場的實施。

3.3 組價模式的運用

(1)放棄傳統的施工圖清單模式，以適應產品快速安裝，快速實施的新型建造方式。同時去除冗余的部品部件的清單以提高產品整體。

(2)分別對鋼結構、輕鋼復核墻板結構、預制混凝土墻板結構進行造價比對。以擴大單價套用到產品部件的方式確定采用輕鋼復核墻板結構，并采用冷彎薄壁的龍骨體系+鋼地螺釘的基礎形式實施。

4 MEC機房的實踐

4.1 MEC的介紹

中國電信自主研發的MEC邊緣云是在靠近人、物或數據源頭的網絡邊緣側部署云資源池和云平臺，實現了在更靠近數據源所在的本地網內運算，盡可能地不用將數據回傳到云端，減少數據往返云端的等待時間和網絡成本，大幅度降低了對運營商核心網和傳輸網的擁塞與負擔，減緩網絡帶寬壓力。它作為一個能力開放平臺，不僅提供基本的云資源，同時具有提供豐富的平臺功能。通過開放網絡能力與大數據、云計算平臺結合，使得第三方應用部署到網絡邊緣，提升用戶業務體驗和指標。

平臺已在全國進行試點商用。成都是全國兩個試點城市之一，以50～80個節點建設，全面支撐工業、園區、能源、教育、車聯網、新媒體、公共衛生設施、以及4/8k直播業務、AR/VR和機器人等5G業務。

4.2 項目的新型工程實踐

如何快速、高效、高品質、有特色的開展MEC節點建設，建設模塊的設計需突破傳統建造模式和行業領域壁壘，符合綠色建筑思想，匹配國家和地方的裝配式建筑政策規定，同時滿足MEC機房運行的工藝要求和城市建設的環保、安全、公眾服務、風貌匹配的要求，產品設計技術可行、生產先進、建造快捷、造價經濟、智能應用，滿足不同使用場景建設需求。

標準化模塊要應用于實際項目，每種模式的標準化模塊除設計圖紙外，還需要配套應用手冊，包括模塊的功能介紹、使用場景模擬展示、關鍵技術說明、 標準選配菜單、工程造價清單，可用于用戶和相關建設管理部門快速了解和比較幾種模塊產品，選擇最適宜建設模式，快速組織項目報批報建和施工招投標。

5 結 語

研究采用綠色建筑設計思想和裝配式建造的技術手段，為電信MEC機房量身定制滿足其安全運營、快速建造、靈活應用的工業化產品；協助成都市建委和規劃管理制定新市政配套服務的管理法則；為工業化制造的建筑、裝飾、機電生產探索一體化發展路徑。項目為應用性研究，在創新設計、生產、管理方法的同時，重點落實新產品的設計、建設和推廣應用，并以此項目形成外部合作機制，為設計院今后發展類似新業務類型探索經驗，積累資源。