以產品思維為指導開發高性能全裝配鋼結構住宅產品系統

張正庭，邵君雅，王亞斯，鄭建敏，韓 斐（.上海市建筑科學研究院， 上海 008；.龍元建設集團股份有限公司， 上海 0007；.浙江大地鋼結構有限公司， 浙江 杭州 ；.上海犀點建設科技有限公司， 上海006）

1 以產品思維指導系統研發

本產品系統由龍元建設集團股份有限公司（簡稱“龍元建設集團”和上海市建筑科學研究院（簡稱“上海建科院”）共同策劃發起。龍元建設集團創始于1980年，是一家擁有建筑工程特級資質的綜合性上市集團公司，旗下擁有浙江大地鋼結構有限公司、上海信安幕墻建筑裝飾有限公司等生產制造企業。上海建科院是致力于城市建設、運維和更新的國有科技服務企業，為建設工程的質量安全、性能優化和節能環保提供解決方案。

（1）產品思維是本產品系統研發的指導思想。隨著建筑產業現代化在各地的推進，設計施工技術快速更新，產業聚集和跨界發展特征顯著，傳統建筑企業亟需通過產品思維實現轉型驅動，以用戶思維開發并迭代建筑產品，打造具有可持續科技創新能力的整體解決方案供應商。

（2）強強聯手開展研發與實踐，形成產品系統。龍元集團與上海建科院攜手大地鋼構、信安幕墻和同濟大學建筑設計研究院、上海犀點建設科技有限公司等單位共同成立課題組，開展研發設計、產品集成和工法樓建設示范工作。經過 2 a 的努力，形成了一個以產品思維為指導的高性能全裝配鋼結構住宅產品系統，于 2018年6月成功申報上海市裝配式建筑示范項目。評審專家認為本產品系統填補了國內結構內裝一體化鋼結構住宅領域的空白。

2 響應裝配式建筑政策驅動

（1）系統化推進裝配式建筑發展是行業發展大勢。2016年，國務院辦公廳發布《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（國辦發 [2016]71號），提出力爭用 10 a 左右時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到 30%；2018年，GB/T 51129—2017 《裝配式建筑評價標準》正式發布，強調裝配式建筑是一個系統工程，包括主體結構、圍護墻和內隔墻、裝修和設備管線。

（2）鋼結構住宅發展符合市場需求。鋼結構建筑技術體系成熟，性能優勢突出。GB/T 51129—2017 明確裝配式混凝土建筑、鋼結構建筑和裝配式木結構建筑為裝配式建筑。我國鋼結構建筑的設計施工技術體系完備，各地已經形成產業集聚。鋼結構具備輕質、高強、工業化生產、現場施工速度快等特點，有大跨度、平面布置靈活的優點，廣泛應用在工業廠房、大型場館和超高層建筑中。鋼結構住宅的推廣需要繼續解決一些配套的問題。匹配鋼結構住宅的外圍護系統可以繼續優化，提升保溫、氣密、水密和耐久性等綜合性能，并實現立面設計個性化；研發針對鋼結構體系特點的適配房型和內裝系統，充分利用平面分割靈活的優點，實踐“可變住宅”的理念。

（3）基于融合技術和產品思維開發鋼結構住宅產品系統。借鑒被動房技術進行優化，打造高性能產品系統。主要針對建筑外圍護結構系統的各個元素分別在設計、產品和工藝上進行優化，通過對市場成熟的產品設備的集成，在增量成本合理的前提下，提升建筑整體性能，如能耗、舒適、健康等指標。形成完整的建筑系統和全流程解決方案，適合全國推廣。研發滿足 100 m 以下高度居住建筑要求的產品系統，主體結構、外圍護結構、機電系統和內裝系統實現一體化設計，形成設計、生產、采購、施工的一站式工作流程。建造工法樓作為試驗、測評和示范平臺。根據研發設計成果，建造一棟 2 層的工法樓，驗證研發成果的先進性和可行性，并作為展示的平臺和窗口。

3 指導工法樓研發設計與建設實施

（1）以滿足多元化認證為目標，確定性能指標體系。產品系統滿足多元化的認證評價體系要求，順應政策驅動。課題組研究參照國家和各地的裝配式建筑、綠色建筑、建筑節能、健康建筑和被動房等多個評價標準，根據熱工、舒適、健康 3 個板塊，編制了完整的性能指標體系，作為工法樓研發設計和建設實施的指導文件。

（2）實踐設計、采購與工藝優化集成的工作新思維。設計、采購和工藝 3 個環節的優化集成考慮，創新建設管理模式。被動房元素的優化分別通過建筑設計、產品選型和施工工藝 3 個環節實現，形成建設方、設計師、供應商和承包商協同工作平臺。工法樓的建設過程中，嚴格遵循這一集成工作新思維，每個優化內容都源于參建各方的集體智慧。

（3）研發關鍵技術內容。主體結構、房型設計、外圍護結構和內裝系統均有創新。采用 CFT 柱型鋼框架+鋼支撐的結構體系，對梁柱連接節點進行優化，經同濟大學力學試驗滿足要求，同時滿足 100 m 以下高度結構安全和功能要求；實踐“可變住宅”理念，應用鋼結構平面布置靈活的優勢，滿足不同類型住戶的需求；外圍護結構性能高度優化，選用 ALC 蒸壓加氣混凝土輕質墻體材料，借鑒被動房技術，實現陽臺熱橋阻隔和窗墻節點部位的保溫氣密措施，相關工藝已經申報國家專利和工法；采用工業化裝修體系，所有裝修部品在工廠加工，現場安裝與施工實現“干法”作業。

4 形成“五化”特征產品系統

通過工法樓的研發設計、建設實施和示范項目申報，驗證研發成果具備先進性和可行性，并形成具有以下“五化”特征的高性能全裝配鋼結構住宅產品系統。

（1）產品技術國情化。響應國家和各地管理部門政策驅動，滿足建筑新技術推廣要求。將裝配式建筑、綠色建筑、建筑節能、健康建筑和低能耗建筑等技術融合應用，滿足多元化認證的需求。

（2）性能成本高效化。基于被動房技術優化打造高性能建筑的技術路線，可以直接在各地應用。產品系統針對市場上成熟的設計技術、產品設備和施工工藝進行優化與集成，提升性能，增量成本合理，滿足現行的標準規范體系。

（3）設計建造一體化。提供設計、生產、采購和施工的全流程服務，為客戶提供一站式解決方案。接到客戶訂單后，啟動標準化工作流程，自主生產核心部品，供應鏈管理配套產品設備，實現建設周期短、質量安全可控、全裝修交付的優質服務模式。

（4）定制服務個性化。滿足不同地區、不同客戶的差異化、個性化需求。產品設備按需集成，滿足保障性住房、普通商品房和高端住宅的差異化要求；建筑功能靈活，基于鋼結構大跨度、平面布置靈活的優勢，實踐“可變住宅”的先進理念，滿足不同類型、不同數量的住戶的功能個性化需求。

（5）協同研發系統化。可持續科技創新研發能力和政產學研平臺是產品系統更新迭代的核心支撐。龍元建設集團在產品系統策劃發起伊始，便著手組建住宅產品的研發團隊，目前已經初步形成結構、墻材、建筑物理、內裝部品和市場情報 5 大板塊，骨干研究人員 30 多名。同時，龍元建設集團與上海建科院、同濟大學建筑設計研究院等國內外建筑新技術領軍企業建立長期研發合作機制，構筑政產學研平臺，持續開展產品系統的創新研發和更新迭代工作。

5 產品思維引領建筑行業前行

隨著建筑產業現代化的不斷推進，不同類型建筑企業的邊界逐漸模糊，核心技術和產品體系的競爭逐步取代傳統的價格競爭的游戲規則，具備產品思維的建筑企業將成為行業引領者。

（1）產品思維改變傳統建筑施工企業運行模式。傳統施工模式下建筑企業毛利偏低，難有提升利潤率的空間。在傳統施工模式下，國內一般建筑施工企業毛利率在 5%～6%，遠低于國內工業企業平均水平，企業承受的運行風險、管理成本與利潤回報并不相匹配，主要原因是簡單粗放的項目承包制導致大量的利潤留存在項目上，企業之間同質化競爭，價格體系透明。

（2）產品思維助推傳統建筑施工企業轉型發展。依托企業自有科技創新研發能力，孵化完整的技術體系，以及配套產業基地和管理流程，以 EPC（設計、施工、采購工程總承包）模式和（F＋EPC）（融資＋設計、施工、采購工程總承包）模式為客戶提供一站式解決方案，形成完整的建筑產品。變價格競爭為質量安全和性能品質的競爭，以不斷迭代更新的產品滿足市場需求，實現建筑產品質量、行業科技進步和企業利潤率提升的多贏局面。

（3）完善產業布局，提升企業綜合競爭優勢。完整的產品系統依托完善的產業布局和供應鏈管理。核心的部品由建筑企業在全國布局的生產基地自主研發生產，配套的部品設備可以通過科學的檢測認證與供應鏈管理，根據客戶差異化、個性化需求集成和采購。開發建設建筑產業現代化產業園區，促進產業集聚，不斷提升建筑企業綜合競爭優勢。

（4）可持續創新研發推動行業科技進步，彰顯大型建筑企業的社會責任感。科技創新取代設備購置成為生產力提升的發動機。國內建筑施工企業大多依靠設備和技術采購實現企業生產力的提升，但采購的巨大成本也消耗了企業大量的利潤，發展后勁不足。真正將利潤投入企業自身的科技創新研發團隊，形成核心技術儲備，推動建筑產品更新迭代，既幫助建筑企業不斷升級，又促進建設行業的科技進步，彰顯大型建筑企業的社會責任感。

6 結 語

百舸爭流，前行不怠。產品思維將不斷引領中國建筑企業發展提升，建造幸福城市，運營美好生活。