以产品思维为指导开发高性能全装配钢结构住宅产品系统

张正庭，邵君雅，王亚斯，郑建敏，韩 斐（.上海市建筑科学研究院， 上海 008；.龙元建设集团股份有限公司， 上海 0007；.浙江大地钢结构有限公司， 浙江 杭州 ；.上海犀点建设科技有限公司， 上海006）

1 以产品思维指导系统研发

本产品系统由龙元建设集团股份有限公司（简称“龙元建设集团”和上海市建筑科学研究院（简称“上海建科院”）共同策划发起。龙元建设集团创始于1980年，是一家拥有建筑工程特级资质的综合性上市集团公司，旗下拥有浙江大地钢结构有限公司、上海信安幕墙建筑装饰有限公司等生产制造企业。上海建科院是致力于城市建设、运维和更新的国有科技服务企业，为建设工程的质量安全、性能优化和节能环保提供解决方案。

（1）产品思维是本产品系统研发的指导思想。随着建筑产业现代化在各地的推进，设计施工技术快速更新，产业聚集和跨界发展特征显著，传统建筑企业亟需通过产品思维实现转型驱动，以用户思维开发并迭代建筑产品，打造具有可持续科技创新能力的整体解决方案供应商。

（2）强强联手开展研发与实践，形成产品系统。龙元集团与上海建科院携手大地钢构、信安幕墙和同济大学建筑设计研究院、上海犀点建设科技有限公司等单位共同成立课题组，开展研发设计、产品集成和工法楼建设示范工作。经过 2 a 的努力，形成了一个以产品思维为指导的高性能全装配钢结构住宅产品系统，于 2018年6月成功申报上海市装配式建筑示范项目。评审专家认为本产品系统填补了国内结构内装一体化钢结构住宅领域的空白。

2 响应装配式建筑政策驱动

（1）系统化推进装配式建筑发展是行业发展大势。2016年，国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发 [2016]71号），提出力争用 10 a 左右时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到 30%；2018年，GB/T 51129—2017 《装配式建筑评价标准》正式发布，强调装配式建筑是一个系统工程，包括主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线。

（2）钢结构住宅发展符合市场需求。钢结构建筑技术体系成熟，性能优势突出。GB/T 51129—2017 明确装配式混凝土建筑、钢结构建筑和装配式木结构建筑为装配式建筑。我国钢结构建筑的设计施工技术体系完备，各地已经形成产业集聚。钢结构具备轻质、高强、工业化生产、现场施工速度快等特点，有大跨度、平面布置灵活的优点，广泛应用在工业厂房、大型场馆和超高层建筑中。钢结构住宅的推广需要继续解决一些配套的问题。匹配钢结构住宅的外围护系统可以继续优化，提升保温、气密、水密和耐久性等综合性能，并实现立面设计个性化；研发针对钢结构体系特点的适配房型和内装系统，充分利用平面分割灵活的优点，实践“可变住宅”的理念。

（3）基于融合技术和产品思维开发钢结构住宅产品系统。借鉴被动房技术进行优化，打造高性能产品系统。主要针对建筑外围护结构系统的各个元素分别在设计、产品和工艺上进行优化，通过对市场成熟的产品设备的集成，在增量成本合理的前提下，提升建筑整体性能，如能耗、舒适、健康等指标。形成完整的建筑系统和全流程解决方案，适合全国推广。研发满足 100 m 以下高度居住建筑要求的产品系统，主体结构、外围护结构、机电系统和内装系统实现一体化设计，形成设计、生产、采购、施工的一站式工作流程。建造工法楼作为试验、测评和示范平台。根据研发设计成果，建造一栋 2 层的工法楼，验证研发成果的先进性和可行性，并作为展示的平台和窗口。

3 指导工法楼研发设计与建设实施

（1）以满足多元化认证为目标，确定性能指标体系。产品系统满足多元化的认证评价体系要求，顺应政策驱动。课题组研究参照国家和各地的装配式建筑、绿色建筑、建筑节能、健康建筑和被动房等多个评价标准，根据热工、舒适、健康 3 个板块，编制了完整的性能指标体系，作为工法楼研发设计和建设实施的指导文件。

（2）实践设计、采购与工艺优化集成的工作新思维。设计、采购和工艺 3 个环节的优化集成考虑，创新建设管理模式。被动房元素的优化分别通过建筑设计、产品选型和施工工艺 3 个环节实现，形成建设方、设计师、供应商和承包商协同工作平台。工法楼的建设过程中，严格遵循这一集成工作新思维，每个优化内容都源于参建各方的集体智慧。

（3）研发关键技术内容。主体结构、房型设计、外围护结构和内装系统均有创新。采用 CFT 柱型钢框架+钢支撑的结构体系，对梁柱连接节点进行优化，经同济大学力学试验满足要求，同时满足 100 m 以下高度结构安全和功能要求；实践“可变住宅”理念，应用钢结构平面布置灵活的优势，满足不同类型住户的需求；外围护结构性能高度优化，选用 ALC 蒸压加气混凝土轻质墙体材料，借鉴被动房技术，实现阳台热桥阻隔和窗墙节点部位的保温气密措施，相关工艺已经申报国家专利和工法；采用工业化装修体系，所有装修部品在工厂加工，现场安装与施工实现“干法”作业。

4 形成“五化”特征产品系统

通过工法楼的研发设计、建设实施和示范项目申报，验证研发成果具备先进性和可行性，并形成具有以下“五化”特征的高性能全装配钢结构住宅产品系统。

（1）产品技术国情化。响应国家和各地管理部门政策驱动，满足建筑新技术推广要求。将装配式建筑、绿色建筑、建筑节能、健康建筑和低能耗建筑等技术融合应用，满足多元化认证的需求。

（2）性能成本高效化。基于被动房技术优化打造高性能建筑的技术路线，可以直接在各地应用。产品系统针对市场上成熟的设计技术、产品设备和施工工艺进行优化与集成，提升性能，增量成本合理，满足现行的标准规范体系。

（3）设计建造一体化。提供设计、生产、采购和施工的全流程服务，为客户提供一站式解决方案。接到客户订单后，启动标准化工作流程，自主生产核心部品，供应链管理配套产品设备，实现建设周期短、质量安全可控、全装修交付的优质服务模式。

（4）定制服务个性化。满足不同地区、不同客户的差异化、个性化需求。产品设备按需集成，满足保障性住房、普通商品房和高端住宅的差异化要求；建筑功能灵活，基于钢结构大跨度、平面布置灵活的优势，实践“可变住宅”的先进理念，满足不同类型、不同数量的住户的功能个性化需求。

（5）协同研发系统化。可持续科技创新研发能力和政产学研平台是产品系统更新迭代的核心支撑。龙元建设集团在产品系统策划发起伊始，便着手组建住宅产品的研发团队，目前已经初步形成结构、墙材、建筑物理、内装部品和市场情报 5 大板块，骨干研究人员 30 多名。同时，龙元建设集团与上海建科院、同济大学建筑设计研究院等国内外建筑新技术领军企业建立长期研发合作机制，构筑政产学研平台，持续开展产品系统的创新研发和更新迭代工作。

5 产品思维引领建筑行业前行

随着建筑产业现代化的不断推进，不同类型建筑企业的边界逐渐模糊，核心技术和产品体系的竞争逐步取代传统的价格竞争的游戏规则，具备产品思维的建筑企业将成为行业引领者。

（1）产品思维改变传统建筑施工企业运行模式。传统施工模式下建筑企业毛利偏低，难有提升利润率的空间。在传统施工模式下，国内一般建筑施工企业毛利率在 5%～6%，远低于国内工业企业平均水平，企业承受的运行风险、管理成本与利润回报并不相匹配，主要原因是简单粗放的项目承包制导致大量的利润留存在项目上，企业之间同质化竞争，价格体系透明。

（2）产品思维助推传统建筑施工企业转型发展。依托企业自有科技创新研发能力，孵化完整的技术体系，以及配套产业基地和管理流程，以 EPC（设计、施工、采购工程总承包）模式和（F＋EPC）（融资＋设计、施工、采购工程总承包）模式为客户提供一站式解决方案，形成完整的建筑产品。变价格竞争为质量安全和性能品质的竞争，以不断迭代更新的产品满足市场需求，实现建筑产品质量、行业科技进步和企业利润率提升的多赢局面。

（3）完善产业布局，提升企业综合竞争优势。完整的产品系统依托完善的产业布局和供应链管理。核心的部品由建筑企业在全国布局的生产基地自主研发生产，配套的部品设备可以通过科学的检测认证与供应链管理，根据客户差异化、个性化需求集成和采购。开发建设建筑产业现代化产业园区，促进产业集聚，不断提升建筑企业综合竞争优势。

（4）可持续创新研发推动行业科技进步，彰显大型建筑企业的社会责任感。科技创新取代设备购置成为生产力提升的发动机。国内建筑施工企业大多依靠设备和技术采购实现企业生产力的提升，但采购的巨大成本也消耗了企业大量的利润，发展后劲不足。真正将利润投入企业自身的科技创新研发团队，形成核心技术储备，推动建筑产品更新迭代，既帮助建筑企业不断升级，又促进建设行业的科技进步，彰显大型建筑企业的社会责任感。

6 结 语

百舸争流，前行不怠。产品思维将不断引领中国建筑企业发展提升，建造幸福城市，运营美好生活。