裝配式辦公建筑設計的思考與實踐

郭純

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣州510000）

1 裝配式建筑應用背景

近年來，中央、各省市地方政府均在大力推進裝配式建筑發展，普遍要求未來幾年內裝配式建筑占新建建筑面積的比例超過30%。以廣東省為例【1】，要求到2020 年年底前，裝配式建筑占新建建筑面積比例達到15%以上，其中，政府投資工程裝配式建筑面積占比達到50%以上；到2025 年年底前，裝配式占新建建筑面積比例達到35%以上，其中，政府投資工程裝配式建筑面積占比達到70%以上。

此外，各地均對實施裝配式建筑的主體單位進行獎勵，以廣州市為例【2】，對自愿實施裝配式建筑的新建項目，給予預制外墻或疊合外墻預制部分不計入建筑面積的獎勵（獎勵的建筑面積不超過±0.000 以上計容建筑面積的3%）。從2017 年以來，開工建設的總建筑面積達到30 000m2以上，且預制率、裝配率較高的裝配式建筑工程（政府投資項目除外），財政給予扶持；針對運輸預制混凝土構件及鋼構件等超大、超寬部品部件的運輸車輛，交通運輸主管部門、公安交通管理部門在所轄區域或職能范圍內，在物流運輸、交通通暢方面予以支持。

隨著各地政策的相繼落地，我國裝配式建筑發展取得了長足進步，裝配式建筑的實踐進入了新的發展時期。

2 應用案例

2.1 工程概況

某科技園區項目，總用地面積約55 415m2，總建筑面積127 576m2，由4 棟單體樓組成，地下2 層，地上7 層，總高度約30m；4 棟樓平面均為規整的長方形，且立面無突變。本項目主要功能為企業辦公使用，包含會議及相應的配套用房。

2.2 本項目裝配式應用的可行性分析

本項目地上建筑面積約90 000m3，具備一定建設規模和體量，有利于采用裝配式方案。同時，建筑設計方案平面、立面簡單簡潔，主要構件易于標準化，具備采用裝配式的有利條件；但由于業主單位是第一次采用裝配式的建筑模式，為確保項目順利實施，業主在前期組織開展了一系列的考察調研，著重分析了廣州及周邊地區裝配式應用情況及產業鏈現狀。

2.2.1 廣州地區裝配式應用情況

總體而言，目前廣州建筑產業化發展仍比較落后，大項目比較少，市場應用不多，總體裝配率比較低，與上海、深圳等裝配式應用較好的城市形成鮮明對比；但隨著廣州市陸續出臺的政策支持，也涌現出了類似于華南理工大學國際校區這樣的裝配式建筑大規模應用的案例，廣州裝配式建筑正迎來高速發展的拐點。

2.2.2 廣州地區裝配式應用存在的主要問題

1）建造成本偏高：由于目前裝配式建筑尚未形成規模化發展，工業化生產的比率較低，相對于傳統作業，目前裝配式建筑的造價通常高出10%～15%；

2）標準化滯后：要實現裝配式建筑工業化，前提是標準化，但目前裝配式的標準化體系仍不完善，技術體系繁多，異形構件大量存在，不能形成規模效益；

3）政策及制度尚不健全：雖然政府出臺了支持政策，但大多是綱領性文件，需要落地的細則指導，且相關的法律法規、獎懲機制等都還不完善。

2.2.3 裝配式構件生產廠家情況

1）市場地位不高：由于目前裝配式建筑的市場份額很小，導致生產廠家的投入有限，反之，也導致預制構件的生產被看作技術含量不高、性能不好的粗糙產品，市場地位不高；

2）技術含量有限：目前市場上的預制構件種類繁多，但大多屬于標準產品，生產工藝比較傳統，技術含量不高；

3）經營狀況一般：由于產品沒有技術壁壘，市場無序競爭等原因，廠家的經營情況并不樂觀，生產比較飽和的廠家都依托于施工總包單位，如廣州建筑的下屬工廠，獨立存在的裝配式工廠很難獲得好的市場競爭地位。

為響應國家推廣裝配式建筑的產業政策，本項目擬考慮裝配式工廠化構件的使用，遵循標準化設計、工廠化生產、裝配化施工等符合裝配式建筑特征的建設模式。但出于成本因素考慮，并參考目前廣州地區裝配式應用的現狀，僅在本項目條件最好的一棟樓實施裝配式，建筑面積約18 000m2。

2.3 本項目裝配式應用的設計要點

裝配式建筑，設計的核心是標準化，而模數化是標準化設計的前提【3】，本項目遵循“少規格、多組合”的原則【4】，針對性地開展了柱網標準化、樓梯標準化、立面優化等標準化設計，減少預制構件尺寸、降低建造成本。

具體來說，由建筑專業總體統籌，對模數協調，采用模塊組合的標準化設計，將結構系統、外圍護系統、設備與管線系統和內裝系統進行集成，實現協同設計。采用樓電梯、公共衛生間、公共管井、基本單元等模塊進行組合設計，各部品部件采用標準化接口。結合使用功能，采用大開間、大進深的平面方案，實現空間靈活可變的布置方式，承重構件上下對齊貫通，外立面設計中，外墻洞口規整有序。外圍護系統根據廣州地區的氣候條件、使用功能等綜合確定防火、氣密、隔聲、熱工和耐久等性能要求，選擇適宜的系統類型。設備與管線均集中布置，協調設備專業人員進行管線綜合設計。

具體到本項目，通過建筑統籌的標準化設計后，每層疊合板均只有3 種寬度，6 種板型，結構柱每層5 種截面，梁每層5種截面，外圍護墻和內隔墻均1 種板型，極大地減少了預制構件的種類，降低了建造成本。

此外，本項目也采用了建筑信息模型技術，探索實現全專業、全過程的信息化管理。

2.4 本項目裝配式方案

結合本工程項目特點、成本限額、工期進度及裝配式產業化發展現狀，根據裝配率的不同有2 個方案可供選擇，方案特點比較見表1。

表1 裝配式建筑方案對比表

綜合上述分析，建議本工程中采用的裝配式建筑方案，主要關注提高建筑產品質量，并通過精細化、模數化和標準化的設計，使大量建筑部品可以實現在工廠內加工制作，并且配合施工單位采取可循環使用的模板技術，疊合樓板（免拆模板）技術、預制樓梯、多種復合預制外墻板等，發揮建筑工業化的優勢，達到提升建筑品質和環保性能的目的。根據目前廣州地區裝配式的產業政策及應用現狀，結合投資預算，本項目考慮相對較高的裝配率，具體方案見圖1。

圖1 本工程裝配式建筑方案

按照GB/T 51129—2017《裝配式建筑評價標準》的方式評估，本項目的裝配率約為66%，可以評為A 級裝配式建筑。

3 結語

1）通過標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理，可以有效提高建筑產品的質量，縮短施工時間，并解決傳統施工中環境污染大、施工噪聲大的問題，是一種創新性的建造方式；

2）目前廣州地區的裝配式應用，仍然存在建造成本偏高的問題，此外，裝配式的標準化及相關政策仍然有待完善；

3）傳統的預制構件設計以結構專業為主導，而裝配式建筑的設計，核心是建筑專業統籌的標準化設計，本項目的裝配式設計通過建筑專業的整體統籌，能較大地降低裝配式建筑的建造成本。