“搭积木”建房子，建筑工业化设计实践与思考

张文裕

福建省建筑设计研究院

“搭积木”建房子，建筑工业化设计实践与思考

张文裕

福建省建筑设计研究院

随着我国经济水平的不断提高，建筑行业高速发展的同时也暴露出诸多弊端，传统模式下高污染、高耗能、高浪费已成为制约行业发展的瓶颈。在城镇化发展纲领的要求下，大力发展建筑工业化是告别传统粗放模式向绿色建造转变的有效途径。本文以漳州龙海月港小学项目为例，总结分析建筑工业化在建筑设计过程中所遇到的问题。

建筑工业化；绿色建造；建筑设计

1 引言

“如果房子也像汽车底盘一样工业化地成批生产，……”［1］

——勒·柯布西耶

早在20世纪，建筑大师勒·柯布西耶就提出“住房是居住的机器”，在他看来房子和汽车底盘一样属于能够被工业化生产的产品，提倡以工业化的方式去建造房子，同时强调在工业化设计过程中应注重房子形体的设计，“原始的形体是美的形体”。勒·柯布西耶的著作《走向新建筑》已成为了今天建筑工业化重要的理论基础。如今的建筑工业化不断发展创新，搭积木建房子已不再是遥不可及的梦。

2 建筑工业化的内涵

建筑工业化到底是什么？当前业界普遍认可的定义为：建筑设计标准化、部品生产工厂化、部品生产工厂化、结构装修一体化、过程管理信息化，简称为“五化”［2］。建筑工业化定义的内容非常广，而人们常说的“建造房子所需的板、墙、柱、梁等部件从工厂生产出来后，再被运输到施工现场中，整个过程就像用搭建积木一样”，这个“搭积木”的过程仅仅是大多数人对“现场施工装配化”这单一环节的直观理解。

3 建筑工业化在建筑设计中的案例解析

本次研究选择的案例项目地址位于漳州龙海市海澄镇锦江大道，基地西侧、南侧均临住宅区，拥有优越的教学环境，且能在基地周边产生良好的教育辐射作用（图1）。在总体规划布局上，充分考虑城市展示界面和校园空间界面，将具有鲜明个性的造型和富有地域特色的建筑立面在这两个重要的界面上展开布置，从整体空间上进行“点”、“线”“面”的规划布置。建筑平面布局合理，流线清晰便捷，形体变化丰富，立面通过色彩、材质、肌理等协调变化，形成校园对外良好的城市形象。

从意境上而言，整体建筑造型轻灵、空透，将外廊，外廊柱，楼梯间等元素进行穿插重组，精巧细致。在色彩和材质上，建筑以砖红色为主要色系，局部饰以白色、灰色，给人以雅致、简洁的感觉。另外在立面装饰上也颇具匠心，将许多富有地方传统特色的元素融入其中，体现了明快简洁、独具地域特色的传统建筑风格（图2）。通过建筑工业化这一新型的建

设方式与传统的建筑风格相结合共同打造富有历史韵味的新时代建筑。

在工业化设计方面，该项目整体方案采用预制率达65%的装配整体式框架结构，通过建筑工业化的方式很好地达到了预期目标。建筑地上框架柱均为预制，各个楼层的楼板均采用钢筋叠合单向板做成，框架梁和次梁均使用叠合梁。整个建筑的外墙除幕墙以外绝大部分采用的是夹心混凝土外挂墙板，内墙则使用了预制装配式板条墙。通过序列化的立面设计和合理的梁柱体系，让装配式施工成为现实。以标准化、专业化、科学化的方式将科技融入教育，如同搭积木房子一样，为孩子们搭建一个美好的未来。

图1 鸟瞰图

图2 外立面意

4 建筑工业化在建筑设计过程中的思考

4.1 建筑工业化≠外型单一化

谈及建筑工业化，梁思成老先生曾感慨道：“总的目的是要求盖房子像孩子玩积木那样，把一块块构件搭在一起，房子就盖起来了［3］。在“设计标准化，构件预制工厂化，施工机械化”的前提下圆满地处理建筑物的艺术效果的问题，在“千篇一律”中取得“千变万化”，的确不是一个容易答解的课题，需要作巨大努力［4］。因此，建筑工业化在建筑设计过程中，应坚持标准化的同时要能充分彰显建筑物的个性。一个建筑物工业化的程度是由模块建设的标准化程度决定的。由于组合方式众多，因此最终可以得到成千上万种的立面效果。月港小学项目在设计过程中，强调方式、模块和节点的标准化设计，按照某种规则通过不同的拼装和组合标准模块,来达到建筑的艺术效果(图3)。

4.2 建筑工业化≠设计简单化

说起建筑工地，大家就会想起那个泥水横流、尘土飞扬的施工现场。但随着建筑工业化的不断推广，大部分施工环节能够在工厂车间内完成，将预制好的各个板件搬运到工地中，直接开始机械化作业，就这样一幢现代化高楼就像被积木一样被轻松地搭建起来。尽管我们将建筑工业化描述地像搭建积木一样容易，但在建筑设计过程中却不简单。

以本次研究的工程案例月港小学项目而言，建筑设计这一环节已经从传统的建筑生产链前端转变成整个项目的“总指挥”，所以这就要求设计师必须要具备统领全局的能力，从整体上对各个环节进行细致地设计。在设计过程中，整个项目运行BIM三维协同设，而并非传统建筑模式中的二维协同设计。建筑工业化对构件的精度要求非常高，如果出现毫米以上的误差都有可能会给工程施工带来巨大麻烦，因此在设计过程中，需要运用BIM技术进行反复的检测。与此同时，发生变化的还有设计内容，建筑工业化需要设计预制构件加工图，这一点与传统建筑施工图绘制有所不同。因此，由于建筑工业化的高要求和高精度，大大增加了建筑的设计难度。

图3 序列化的建筑立面

4.3 建筑工业化≠建筑装配化

建筑业评估工业化程度的依据通常是预制率的大小。在设计时，设计师往往会走进盲目追求预制率的误区，而忽略了建筑本身的合理性。因此在设计过程中，不能片面强调装配率越高越好，应先在保证结构安全可靠的基础上，考虑水电、暖通的集成，然后提高装配率［5］。严格来说，建筑工业化不等于装配化，建筑工业化是造房屋建造的一体化产业链。所以，建筑工业化是一个多维的体系绝非简单的改良传统生产方式，也不能单纯的理解为就是房屋建筑的“装配化”。

月港小学项目在工业化设计过程中，未把预制率作为硬性指标而是根据工程实际情况制定合理的装配化方案。通过模数化的梁柱体系设计，将整齐有序的部分例如梁柱、墙板等采取工厂预制，个性化、复杂的部分例如屋顶造型、特殊的立面装饰采取现浇的方式，现浇与预制部分自然衔接过渡，大大地降低了施工的难度，节约了施工时间。

4.4 建筑工业化≠完美无缺

通常来说建筑工业化与传统建设方式相比较，其代表着先进生产力,但现阶段建筑工业化仍处于初级发展阶段仍存在着许多不足。通过月港小学项目实践过程，发现其在建筑设计过程中存在着以下问题：

1）、各项标准规范尚不健全

当前国家大力倡导发展建筑工业化，但行业相关规范标准尚不健全，建筑工业化在目前规范条件下可适用的范围比较窄。设计单位在设计过程中缺乏与之配套的设计标准时，往往是各行其是，标准不一也大大增加了工厂标准化生产的难度。

2）、设计经验缺乏

现阶段，建筑工业化在设计环节上还比较欠缺，国内成熟的工程案例较少，缺乏可相互学习交流的经验。虽然欧美国家的建筑工业化发展比较成熟，但各国国情差异比较大，在设计时一些经验借鉴时还需与我国实际情况相结合。因此，建筑工业化设计底子薄需要不断积累完善，这将是一个长期不断循序渐进的过程。

3）、构件生产工厂制约

由于现阶段构件生产工厂较少，构件生产工厂到施工现场往往距离很远，因此运输成本占比较高。另外由于目前构件工厂普遍规模较小，其生产设备尺寸存在局限性，这使得很多好的设计方案，真正到了工厂加工阶段工厂却生产不出来。

5 结语

综上所述，现阶段我国建筑业增速趋势放缓，产能过剩等矛盾较为突出，建筑业原有的粗放型发展模式已不再适应行业的发展。因此，要进一步推动建筑工业化的发展，构建一个健全的政策和制度体系，为建筑工业化发展创造一个良好的环境，使之早日形成一个完整的产业链。并借此契机引导建筑行业转型升级，发展高效集成的现代化建设技术。相信在不久的将来，随着配套政策落地、法规制度的不断完善，建筑工业化将迎来全新的发展。

［1］（法）勒·柯布西耶.走向新建筑（第二版）［M］陈志华，译.西安：陕西师范大学出版社，2004.

［2］张格非.预制装配式混凝土建筑在住宅产业的发展前景［J］城市建设理论研究.2015.

［3］梁思成.论建筑工业化：从拖泥带水到干净利索［J］人民日报，1962.

［4］梁思成.论建筑工业化：从拖泥带水到干净利索［J］人民日报，1962.

［5］张传成，李轶，许凯.发展新型建筑工业化,促进建筑产业现代化［J］建筑技术开发.2015.