工業(yè)化住宅標準化設計相關措施探討

摘 要：住宅產(chǎn)業(yè)化是實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保住宅體系的必然選擇，其中住宅設計的標準化是推行住宅工業(yè)化的首要目標。文章通過介紹住宅標準化設計，提出促進我國住宅建筑標準化的相關措施，建立適合建筑工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)模式和標準化管理層架構(gòu)，并提出將新型建筑信息模型技術BIM應用到標準化設計中的建議，對推動我國住宅產(chǎn)業(yè)化進程具有重要意義。

關鍵詞：工業(yè)化；住宅建筑；標準化；措施

引言

近年來，我國致力于建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，積極推動新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的發(fā)展，使得我國人均住宅建設量一直居高不下。我國傳統(tǒng)現(xiàn)澆的建筑模式，暴露出了建筑能耗大、效率低、成本高等諸多弊端。因此，改變以往粗放式經(jīng)濟發(fā)展方式，對我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)進行戰(zhàn)略性調(diào)整，是當前經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的首要任務。國家“十二五”規(guī)劃為住宅產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)突破性發(fā)展提供了契機，所提出的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化為我國住宅產(chǎn)業(yè)化帶來了廣闊的市場，這無疑為我國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供了內(nèi)驅(qū)動力，因此現(xiàn)階段住宅產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢[1]。雖然我國推行建筑工業(yè)化發(fā)展，在一定程度上緩解了傳統(tǒng)模式帶來的弊端，然而，在我國現(xiàn)行的建筑工業(yè)化模式中，標準化問題嚴重制約了住宅產(chǎn)業(yè)化建設所能達到的功能效益，對建筑業(yè)的進一步發(fā)展造成阻礙。住宅建設的發(fā)展不僅關系到民生，同時還對社會經(jīng)濟有巨大的促進作用。優(yōu)化建筑生產(chǎn)工藝，不但能夠解決國民的居住問題，提高人們的生活幸福指數(shù)，更能有效的解決建筑生產(chǎn)所帶來的資源浪費問題。大多數(shù)發(fā)達國家都先后通過推行住宅產(chǎn)業(yè)化的政策，產(chǎn)生了良好的效益，為住宅產(chǎn)業(yè)化開辟了廣闊的道路[2]。而我國在住宅產(chǎn)業(yè)化方面起步較晚，發(fā)展遲緩，因此找到適合我國國情的建筑產(chǎn)業(yè)化之路，是我國未來建筑行業(yè)發(fā)展的方向，對我國建筑行業(yè)具有革命性的意義。

1 國內(nèi)外住宅工業(yè)化發(fā)展概況

1.1 國外發(fā)展概況

第二次世界大戰(zhàn)以后，為盡快修復破碎的家園，恢復經(jīng)濟建設，一些國家開始發(fā)展工業(yè)化住宅建筑。到20世紀50年代后，伴隨著各國經(jīng)濟的恢復、發(fā)展以及建筑水平的提高，工業(yè)化建筑發(fā)展已經(jīng)達到較大的規(guī)模，例如，蘇聯(lián)到1970年，建筑工業(yè)化程度達到了50%以上，到1960年，法國建筑工業(yè)化程度達到了40%以上，到1980年，美國的工業(yè)建筑達到了80%，日本的工業(yè)化建筑在1975年也達到了20%左右，各國發(fā)展成的工業(yè)化建筑體系各不相同，蘇聯(lián)發(fā)展的是構(gòu)件全部預制裝配化的工業(yè)化建筑，法國發(fā)展的是部分現(xiàn)澆部分預制的工業(yè)化建筑等，其體系雖有差別，但是標準化始終作為其發(fā)展主線，貫穿其中[3]。此外，國外為促進建筑住宅標準化的發(fā)展，均實施了部品通用化體系，如丹麥在標準化基礎上實現(xiàn)部品的通用化，各廠家生產(chǎn)的通用部品都納入《通用體系產(chǎn)品總目錄》，設計人員可從中選擇適當產(chǎn)品進行住宅設計，日本用了二十年時間，推行住宅部品，現(xiàn)在住宅的各個部分都有通用部品，對無特殊要求的住宅，只要將通用部品組合起來即可，這種生產(chǎn)方式大大優(yōu)化了建筑生產(chǎn)工藝，提高了工業(yè)化水平，使住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)更上一層樓。

1.2 國內(nèi)發(fā)展概況

在20世紀50年代到80年代，我國在建筑方面應用了較多的預制屋面板、預制空心樓板、屋面梁等預制構(gòu)件，但當時我國建筑技術比較落后、構(gòu)件跨度較小、抗力較差、建筑結(jié)構(gòu)整體性不好、延性差的弊病嚴重制約了我國建筑產(chǎn)業(yè)的升級。進入90年代后，由于缺乏相應配套的標準體系，我國預制裝配式建筑在構(gòu)件設計制作及裝配方面存在較大的缺陷，因此一直處于發(fā)展階段。近十年來，我國經(jīng)濟得到了較大的提高，發(fā)展也從粗獷式向集約型轉(zhuǎn)變，勞動力成本提高，預制裝配式又成了人們眼中的“熱詞”，呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢。目前我國主要推行建筑工業(yè)達到“四化”，即建筑設計標準化、住宅構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、施工機械化和組織管理科學化，實現(xiàn)建筑生產(chǎn)工藝的全面改革。國內(nèi)一些知名建筑企業(yè)如萬科集團、南通建工總承包有限公司、上海瑞安集團等均進行了預制裝配式建筑的實驗，實現(xiàn)了建筑生產(chǎn)的多、快、好、省，取得了良好的經(jīng)濟效果。

2 促進我國建筑住宅標準化的措施

2.1 標準化設計

目前，我國住宅產(chǎn)業(yè)化標準規(guī)范相對落后，尚未建立完善的部品標準體系，各層級的工業(yè)化住宅設計施工規(guī)范和評價驗收標準都有待完善。早期建筑行業(yè)的標準化只是指建筑模數(shù)的標準化和標準圖集[4]。而在建筑工業(yè)化中，則強調(diào)整個單元的標準化，即用一個或幾個相同的模塊就可以完成某個工程項目的建設。住宅模塊化的設計和生產(chǎn)，使得建造過程可以重復的使用相關數(shù)據(jù)和技術，大大降低了建造模型工作的難度和復雜度，提高建筑的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

在住宅模塊化的設計過程中，關鍵是住宅建筑的功能分區(qū)的合理布局，應控制各房間面積在合理范圍內(nèi)。此外，在了解具體功能分區(qū)設計布局理念的同時，還應明確在住宅設計標準化中戶型的標準化與多樣化并不是一個完全對立的概念，對于每個功能區(qū)都進行標準化設計，通過不同的組合，可以產(chǎn)生多樣化的戶型，正如搭積木一樣，雖然每一個積木都一樣，但卻可以搭出形形色色的房子。基于上述標準化設計的理念，以小戶型住宅為例建立兩種戶型標準化模型[5]，如圖1所示。

A戶型為一室一廳，此戶型適合于丁克家庭或老年人居住，面積不大，清掃方便，并具有如下優(yōu)點：構(gòu)件類型少，平面布置規(guī)則，基本沒有凸凹，體型系數(shù)小，對節(jié)能有利；柱網(wǎng)排布規(guī)則，縱橫兩個方向均能對齊，有利于結(jié)構(gòu)的受力；沒有凹口，房間的采光較為充足；梁柱外凸，減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件對平面的影響。

B戶型兩室兩廳，此戶型適用于一般家庭居住，此戶型的空間結(jié)構(gòu)有如下幾個明顯的特征：起居室和餐廳作為主要的家庭公共活動空間，位于套型平面的西側(cè)，主臥室和次臥室分布在衛(wèi)生間的兩側(cè)；次臥室靠近廚房，一般作為老人的房間或者兒童的房間使用；主臥室則靠近內(nèi)側(cè)供主人使用。廚房與餐廳相連，并且緊鄰北側(cè)服務陽臺。

僅上述兩種戶型是不可能滿足市場的需求，在對預制裝配式建筑的認知、實踐和設計原則的指導下，同樣的建筑構(gòu)配件，通過不同的組合，功能區(qū)域靈活變化，來滿足不同住戶需求，實現(xiàn)簡化、統(tǒng)一化、通用化、組合化、系列化、模塊化設計。

2.2 建立新型的標準化企業(yè)模式

我國建筑行業(yè)目前大多為層層分包的模式，這種模式有很大的弊端，一是管理較為混亂，二是各個分包單位之間不能進行及時有效的協(xié)調(diào)，在施工運營階段，經(jīng)常出現(xiàn)不兼容現(xiàn)象，究其根本原因還是在設計與施工未能協(xié)調(diào)，其后果直接影響了住宅成品的施工效率和質(zhì)量，嚴重制約住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。相比于目前層層分包模式，建筑工業(yè)化更應走“EPC”即工程總承包模式。EPC模式實現(xiàn)了設計、生產(chǎn)、施工一體化，這樣更加能優(yōu)化工程項目從設計到管理再到施工的流程。此外，EPC模式還有利于企業(yè)在建造過程中整合資源，及時進行技術協(xié)調(diào)以實現(xiàn)效率效益的最大化。這種模式更能使早期部分涉足預制裝配化企業(yè)將技術沉集下來，完成資源優(yōu)化整合再分配，形成良好的循環(huán)，進而使我國住宅產(chǎn)業(yè)化長期良好的發(fā)展。

2.3 行業(yè)管理架構(gòu)標準化

施工技術和施工管理是住宅產(chǎn)業(yè)化的核心，而施工管理是其核心之本。在我國現(xiàn)階段，施工管理是由總承包商和工程監(jiān)理單位兩者共同完成的，這在某種程度上，造成管理層次上的部分重疊，導致了不必要而又不得不的經(jīng)濟支出。在傳統(tǒng)施工方式中，現(xiàn)場施工用的是人海戰(zhàn)術，需要較多的管理人員，但主體結(jié)構(gòu)的精度卻難以保證。工廠化生產(chǎn)可以有效地減少甚至避免這些問題，因而需要整合管理層次架構(gòu)，建立適合住宅工業(yè)化生產(chǎn)的標準化管理層架構(gòu)。如將監(jiān)理組織按一定比例進行拆分，一部分進入工廠進行構(gòu)件質(zhì)量的驗收，一部分保留現(xiàn)場，進行現(xiàn)場安裝的驗收。施工單位的技術人員也可進入工廠進行專業(yè)的監(jiān)督與管理，這樣能大大的提高建筑產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4 利用建筑信息化技術

BIM可用來泛指各類以數(shù)值化3D建筑與信息模型的建構(gòu)、管理與應用為基礎的相關技術，包含建筑模型的構(gòu)建與展示技術、構(gòu)建數(shù)字化模型及建筑全生命周期管理與應用等。BIM最大的優(yōu)勢表現(xiàn)在進行建設項目預先設計、施工的過程中采用的是高端集中的數(shù)字技術，從而得到執(zhí)行該過程的成果即為BIM模型，一個富含豐富準確信息的四維甚至五維項目模型。實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是建筑行業(yè)中促使資源配置利用最大化的一種有效方法，它通過當代高級信息化管理模式，運用標準化的設計理念、工廠化的構(gòu)配件生產(chǎn)方式以及組織管理的科學化，從而達到整個建筑建造過程中的所有部品、部件、構(gòu)件、設備的產(chǎn)業(yè)化。在此過程中，BIM的引入是推動住宅產(chǎn)業(yè)工業(yè)化的核心力量。BIM將逐漸貫穿整個建筑的全生命周期，支撐住宅建設過程的各個階段，為整個項目全過程精細化管理提供強大的數(shù)據(jù)支持和技術支撐，改善當今我國建筑行業(yè)資源不合理運用，效率低，質(zhì)量差，環(huán)境污染嚴重的弊端，是我國甚至全球住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的方向，具有廣闊的應用前景。

3 結(jié)束語

總之，實現(xiàn)住宅工業(yè)化中標準化體系是我國實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)改革升級的重要舉措，是改善我國以往粗放型的低效率、高能耗的生產(chǎn)方式，發(fā)展住宅建筑產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路，有利于推動我國新型城鎮(zhèn)化建設的進程，對我國民生事業(yè)的發(fā)展起到積極地促進作用。解決住宅產(chǎn)業(yè)化中標準化問題，可以大大提高產(chǎn)業(yè)化住宅建設過程整體的水平，能夠有效降低能耗、減少污染、縮短工期、降低成本，提高建筑質(zhì)量，促進我國住宅工業(yè)化長期良好的發(fā)展。

參考文獻

[1]李忠福.住宅產(chǎn)業(yè)化論[M].北京：科學出版社，2003.

[2]文大化.標準化科學技術[M].北京：科學出版社，1994.

[3]潘志宏，李愛群.住宅建筑工業(yè)化與新型住宅結(jié)構(gòu)體系[J].施工技術，2008，37.

[4]孫定秩.建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準的發(fā)展與現(xiàn)狀[J].甘肅工業(yè)大學學報，2002，4.

[5]中國建筑標準設計研究所.GB J2-86.建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準[S].北京：中國標準出版社，1987-7-01.