探究钢结构装配式办公建筑设计的思考与实践

发表时间:2021/5/28   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:金磊
[导读] 摘要:响应国家深化改革和新型城镇化建设提出转型的发展需求。
        上海千年城市规划工程设计股份有限公司  201108
        摘要:响应国家深化改革和新型城镇化建设提出转型的发展需求。随着建筑业的转型升级,会影响涉及到的建筑相关行业进行生产方式大变革,新型建筑工业化作为我国必需的转型方向之一,可以提高建设效率,建设品质和低碳节能,完全符合可持续化发展的要求,在进行新型城镇化发展中有着重大意义。
        关键词:钢结构装配式办公建筑;信息化建筑模型建立;一体化设计
        引言
        钢结构装配是办公建筑设计,根据字面意思大多数人会将注意力放在钢结构上,但是所谓的装配式钢结构建筑,重点不是装配式钢结构,而是以钢结构作为主体承重受力点的装配建筑。钢材从生产出到建筑设计中就是起到了装配作用,使用钢结构来进行装配的事实就是在不改变其构建工厂化制作的基础上,局部采取现场焊接的方式。因此我们看待问题的整个出发点是如何提高整个建筑部品部件工厂预制化程度和加速现场安装的速率,不仅仅是钢结构装配。这是构成建筑工业化的根基。
        一、我国建筑工业化发展现状
        从建筑工业化开始发展时,我国普遍都是通过高消耗模式,用资源去换取利益的方式,这就原有的少数手工业的生产方式和大规模经济建设相悖,需要长时间的适应过程。建筑工业化和传统的建筑工业相比,可以节约能源高达70%,节约水资源高达80%,节约建筑材料20%左右。整个生产施工过程保证是绿色环保、无污染,并且可以有效解决防水渗漏、很强的隔音效果和防震测试,在生产成本和质量上是可以把控的。多项优势可以明显拉动经济效益和社会效益,有无限的挖掘潜力,已经逐渐成长为现代国内建筑业发展的一大趋势。在半个世界以前,建筑工业化的想法已经被剔除,但是到如今我国的建筑工业化进程依然成长比较缓慢,放眼观察一二线城市,工业发证和生产率也不是很好。我国的建筑工业主要还是以粗放型为主流,极大程度的浪费、标准建筑施工作业严重滞后,对建筑过程中使用零部件的标准化偏低,通用程度低,新型的建筑结构体系仍在摸索中寻求突破,目前还没有达到大规模工业化的发展趋势。
        二、关于办公建筑中未来钢结构装配式建筑的几点思考
        2.1标准化建筑设计的对象是什么?
        对于建筑设计的对象是什么,标准的来讲设计对象不是单单只针对目前对应的这个项目,而是针对整个建筑类型来切入思考。在传统建筑设计中采取的工作模式下,针对单一项目的标准化建设是合理并且科学的,但是对于整个装配式建筑产业而言,如果还是保持着对单一项目的标准化来设计,是没有突破的。举个例子:以装配式整体式剪力墙体系建筑来讲,主要的结构构建全部是由工厂按照工业化的模式来进行生产加工,在运输到施工现场,这种建造模式从本质的区别于现浇剪力墙体系。如果在设计中之争对单一的项目标准来进行,那么就会发生在单一项目中,重复出现使用相同构件,针对这个项目在目前对应区域,构件加工生产和运输的范围内,其余项目并不能因为单一项目的标准化设计得到效益,社会环境下的大生产模式优势没有得到好的施展平台,没有充分体现出工业化的优势,不能从根本上降低成本提高收益。所以在针对装配式建筑要求社会化大生产的需求上,应该以科学建设为出发点去考虑,通过客观的视角针对建筑类型去做标准化设计。最终达成相同建筑类型有着对应的相同标准化原则,建造标准化构件库,通过科学的构架逻辑关系和接口来实现整个设计过程,从标准化构件库中选取材料进行拼装,最终目的就是“选”和“拼”,不是在设计过程中进行不断地修改和二次创作。伴随目前社会的经济快速发展,社会对建筑设计也有了越来越多的个性多样化需求。通过实践证明,标准化建设不是寻常的堆砌工程,而是科学的、标准的户型构成和不同构件的组合成果,通过建筑的柔性和刚性线条结合材料的选取,很好的将“选”和“拼”快速解决,国内外均有很好的成功案例可以参考。目前还亟待我们解决的是如何在技术水平和设计水平的双标准下高效完美的完成建筑的美观、功能和适用性,值得我们深入思考。
        2.2设计和结构生产能否分离?
        在当下或者未来的装配式发展进程中,应该加速实现设计和构件生产两个大环节的分离效果,目前的装配式建筑绝大部分都是遵循在建筑设计的思维模式上进行构建深化设计,在经过工厂加工运输进入到现场装配的顺序。这种模式和工作方式在传统建筑行业项目中实践没有问题,但是在装配式建筑领域中,这种模式是不够科学的。科学的建造方式是应该根据建筑需求,在标准构建库中进行“选”和“拼”设计,工厂根据生产需求,将提前根据标准构件库中选取配件运输到现场,施工队根据设计要求进行装配工作,代替构件深化的流程。
        2.3建筑、结构、机电、内装一体化如何实现?
        人们对将“一体化设计”认为是将整个设计过程所牵涉到的内容全部物化,整合打包成一个构件或者全部预留汇集在一个作品之中,这样显然是错误的认知。那是不是要提前在结构墙中预留好机电管线,提前在建筑外饰面进行反打式的操作,提前将内部的零件提前安装,显然也是错误的。正确的“一体化设计”是各个专业的协同,不是全专业的预留,埋线和提前安装,是借鉴SI分离式的思想来进行设计,将结构和机电适当地进行分离,最重要的一点就是让工作变得简单化,在复杂的建筑设计中找到最科学、最合理的系统解决方案。将它们分离可以构建出标准化的设计需求,减少引起标准化复杂化的因素,简化工作步骤和内容,不知道障碍,让结构来解决问题,专业之间相互协调,不用全部鱼龙混珠,搅和在一起。分离的前提是可以进行适当拆分的东西,而不是将一些可以合并的东西去刻意的分离开,这样也是不合理并且不科学的做法,给后期的建筑会带来极大隐患,也违背了“一体化设计”的原则。
        2.4装配式建筑的BIM工作如何开展?
        BIM(信息化建筑模型建立)不是一种建模使用的工具,更不应该成为单一项目中去建立独立构件的模式,它是在标准构件库中的“选”与“拼”,而不是在项目建造实施过程中进行大范围的构件重新设计。局部的特殊结构可以单独进行设计,但不能成为长期以往的通用工作模式,否则根本达不到高效率。人们关注的重点是专业化的产业链有着完整生命周期的问题,BIM环节中不应该单独进行构件设计,构件设计应该是在搭建构件数据库阶段中完成的。
        2.5装配式建筑如何降低成本,增加效益?
        降低成本,增加效益是发展装配式建筑首要考虑的核心出发点,也是装配式建筑目前急需解决的根本问题,因为装配式建筑的改变是在挑战整个传统建筑行业生产链之间的关系,需要解决上述4条思考,从国家政策支持层面、技术支撑层面、全产业链协同和管理保证多个方面来考虑问题。对于本文种提出的5个思考方面不一定能全部反映出装配式建筑发展现状和未来的方向指引,上述观点也需要进一步的研究思考,需要改进的地方要继续深入研究。装配式建筑行业的正确、健康、高效发展是每位建筑行业从业者都希望看到并且奋斗的共同目标。
        针对以上五点思考提出的装配式钢结构办公建筑所展现出来的优势有:(1)整体建筑施工周期缩短,可以满足大部分公司办公使用;(2)装配式钢结构办公建筑空间大,墙体较薄,可以根据实际办公需求进行分割,极大提高办公场地使用率6%左右。(3)用作办公场所,隔音效果佳,可以满足大多数公司对隔音效果的要求;(4)安全质量监控达标,无不安全隐患存在,满足安全办公的要求。
        三、结束语
        随着我国建筑行业的快速发展,以钢结构建筑工业化成为我国由传统建筑行业向新型工业建筑化转变的必然趋势,也是绿色、安全建筑的必经之路。建筑工业化可以有效提升建筑业的科学设计水平和稳固地位,改变传统建筑业的操作和施工工艺以及陈旧的建造理念的基础上,完成对施工效率和降低建设成本的要求,还能从经济链行带动国内冶金行业、建材业、农业和装饰行业的快速发展,实现建筑业的整体现代化进程。因此我国建筑业的工业化改革正处于重要发展和机遇期,应该整理全部可以利用到的资源,加快钢结构建筑工业化进程,摸索出一条适合我国建筑工业走的成功之路。
        参考文献
        [1]宋运乾.预制装配式钢结构建筑设计要点及经济性研究[J].建筑工程技术与设计,2017(7):618.
        [2]吴水根,王玲玲,韩晓丹.BIM技术在多层装配式钢结构住宅建筑设计与施工中的应用[J].建筑施工,2019,41(04):691-693.
        [3]陈新升.装配式钢结构建筑的深化设计浅述[J].四川水泥,2017(04): 116.
       
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