技術(shù)與部品部件集成的研究與實(shí)踐
——以福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司新樓為例

楊大東

(福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 福建福州 350011)

0 引言

當(dāng)下，傳統(tǒng)的建筑產(chǎn)業(yè)較之互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)，其利潤(rùn)率正急劇下滑。與此同時(shí),建筑行業(yè)正面臨轉(zhuǎn)型與發(fā)展的新機(jī)遇。作為設(shè)計(jì)一線工作的建筑師，身處于行業(yè)轉(zhuǎn)型的歷史進(jìn)程中，如何把握住新的歷史機(jī)遇并參與其中，尤為重要?；诩夹g(shù)與部品部件集成帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建筑師在福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司新樓的設(shè)計(jì)與建造中整合應(yīng)用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。本文將該設(shè)計(jì)實(shí)踐為基點(diǎn)，展開相關(guān)論述。

1 建筑行業(yè)的危機(jī)與機(jī)遇

1.1 建筑行業(yè)的危機(jī)與訴求

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，原先依靠大量農(nóng)民工的傳統(tǒng)建筑行業(yè)，其勞動(dòng)力來(lái)源及農(nóng)民工勞動(dòng)效率的提升已不可持續(xù)[1]。與此同時(shí)，愈加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，需要工期更短、造價(jià)更低、完成度更高的建筑生產(chǎn)、建造模式。人類的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)建筑行業(yè)提出相關(guān)迫切訴求，如節(jié)能、綠色、低碳等；日益信息化的社會(huì)對(duì)建筑行業(yè)提出了更高的要求，如建筑智能化、智慧城市、智能建造等。

1.2 危機(jī)的背后伴隨著機(jī)遇

當(dāng)今社會(huì)已逐漸從工業(yè)化時(shí)代邁向后工業(yè)化時(shí)代，個(gè)體的定制化已經(jīng)成為了可能[2]。迅速發(fā)展的信息化、數(shù)字化技術(shù)向全社會(huì)、全行業(yè)展示出了眾多的可能性。新一代的建筑工人具備了一定文化知識(shí)，勞動(dòng)力價(jià)格隨之不斷提升，也使得勞動(dòng)效率的提高具備了相應(yīng)的內(nèi)生動(dòng)力。社會(huì)的進(jìn)步，促使建筑行業(yè)裝配式部品部件的推廣成為了可能，這個(gè)模式包含了部品部件的生產(chǎn)與集成。近幾年，國(guó)務(wù)院、各部委針對(duì)行業(yè)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)，陸續(xù)出臺(tái)了一系列相關(guān)文件[3-6]，為技術(shù)與部品部件的發(fā)展提供了政策引領(lǐng)與支持。

2 技術(shù)進(jìn)步成為建筑行業(yè)發(fā)展的推力

從建筑行業(yè)的危機(jī)與機(jī)遇可以看出，以技術(shù)與部品部件集成帶動(dòng)的技術(shù)進(jìn)步，將成為推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大力量。

首先，技術(shù)與部品部件集成能夠提高建筑產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)效率，使建筑業(yè)更接近工業(yè)，能夠像造汽車一樣造房子；技術(shù)與部品部件集成能夠降低建造成本，不再會(huì)出現(xiàn)一臺(tái)現(xiàn)代化冰箱與幾塊低技術(shù)墻板等價(jià)的荒謬現(xiàn)象；技術(shù)與部品部件集成，能夠把大量的工作轉(zhuǎn)移至工廠的生產(chǎn)車間，能夠降低建筑工人現(xiàn)場(chǎng)工作的強(qiáng)度和時(shí)間、極大改善了勞動(dòng)環(huán)境水平、促進(jìn)建筑的完成度提升，也讓用戶在使用過(guò)程中，更加安心、生活更加方便，減少被外部裝修活動(dòng)等打擾的情況。在數(shù)字化浪潮的時(shí)代背景中，作為智慧城市的重要組成部分，建筑產(chǎn)業(yè)將向更為綠色、低碳與可持續(xù)的方向發(fā)展。

其次，技術(shù)與部品部件集成，能夠改變建筑行業(yè)現(xiàn)行立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收中阻礙生產(chǎn)力發(fā)展的部分。同時(shí)，技術(shù)與部品部件集成，將會(huì)促進(jìn)《中華人民共和國(guó)建筑法》等相關(guān)法律法規(guī)的調(diào)整，充分利用EPC(工程總承包)等可能性，發(fā)揮設(shè)計(jì)在其中的主導(dǎo)作用；進(jìn)一步培養(yǎng)部品部件集成企業(yè)和技術(shù)能力。此外，還能極大推動(dòng)建筑業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，使之適應(yīng)時(shí)代進(jìn)步。

3 個(gè)案剖析：以福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司新樓為例

如今，技術(shù)與部品部件集成具有重大意義。它在我司承擔(dān)的福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司新樓(以下簡(jiǎn)稱院新樓)的項(xiàng)目中得到了運(yùn)用，其具體的技術(shù)集成運(yùn)用在哪些領(lǐng)域？本文將以院新樓項(xiàng)目為例，展示在設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等全生命周期過(guò)程中的集成應(yīng)用。

3.1 項(xiàng)目概述

福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司院新樓位于福州市高新區(qū)海西高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園，地處浦上大橋西橋頭堡位置，西臨旗山大道，南臨馬保路與清華紫光科技園相望，北側(cè)為中海恒潤(rùn)大廈用地，東側(cè)為高新區(qū)投資大廈用地，可遠(yuǎn)眺烏龍江江面。院新樓項(xiàng)目用地地勢(shì)平整，用地面積9710.4 m2，院新樓占地面積3139.45 m2，總建筑面積為31714.1 m2。建筑分為南樓和北樓，在底部和頂部進(jìn)行連接，建筑中部設(shè)置內(nèi)庭院，整體呈“回”字形布局如圖1所示。地上一至十一層為企業(yè)辦公用房，面積為24 272.3 m2，地下一層設(shè)置停車場(chǎng)及相關(guān)設(shè)備用房，面積7441.8 m2。項(xiàng)目按綠建三星標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，作為工業(yè)化建筑采用了預(yù)制疊合樓板、預(yù)制外掛墻板和預(yù)制內(nèi)墻板，系統(tǒng)門窗，室內(nèi)裝修進(jìn)行一體化施工，預(yù)制率可達(dá)20.127%。

圖1 福州市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司新院樓效果圖

3.2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)概述

基于我司技術(shù)與部品部件集成的技術(shù)積淀，設(shè)計(jì)院新樓的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下5個(gè)方面：

(1)新型工業(yè)化及裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新；

(2)BIM技術(shù)創(chuàng)新；

(3)健康建筑技術(shù)創(chuàng)新；

(4)智能建筑技術(shù)創(chuàng)新；

(5)超低能耗建筑技術(shù)及氫燃料電池技術(shù)運(yùn)用。

具體闡述如下。

3.2.1 新型工業(yè)化及裝配式建筑技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

新型工業(yè)化及裝配式建筑技術(shù)，可以有效帶動(dòng)建筑行業(yè)全面轉(zhuǎn)型。在設(shè)計(jì)院新樓的設(shè)計(jì)與建造中，進(jìn)行了適應(yīng)福建地區(qū)的若干技術(shù)探索，形成我司的技術(shù)儲(chǔ)備。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要包括：PC外掛墻板與鋼管栓結(jié)構(gòu)、大跨度鋼桁架技術(shù)等。在外墻PC掛板集成體系方面，探索了適合福建地區(qū)的預(yù)制混凝土外掛墻板技術(shù)，外掛墻板采用折型的方頁(yè)巖陶?；炷恋募夹g(shù)運(yùn)用。此外，還對(duì)折型PC外掛墻板的連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)、折型PC外掛墻板與高性能系統(tǒng)門窗連接技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)前沿研究與實(shí)驗(yàn)(圖2)，并進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)(圖3)。PC外掛墻板作為裝配式部品部件集成技術(shù)的主要載體，以及本文實(shí)證研究的主體部分，將在下一章節(jié)展開詳細(xì)論述。在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，體現(xiàn)在鋼管栓技術(shù)與大跨度鋼桁架技術(shù)及施工提升技術(shù)運(yùn)用上。

圖2 對(duì)折型PC外掛墻板進(jìn)行前沿性研究與實(shí)驗(yàn) 圖3 可批量化工業(yè)生產(chǎn)的折型PC外掛墻板

圖4 院新樓建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電BIM模型

3.2.2 BIM技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

裝配式建筑最明顯的特點(diǎn)，是可采用標(biāo)準(zhǔn)化的部品部件。而BIM在其軟件開發(fā)與運(yùn)用上，天然地契合裝配式建筑部品部件集成的思路，建立標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以避免設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)失誤，促使生產(chǎn)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。同時(shí)，可通過(guò)三維可視化手段，進(jìn)行虛擬數(shù)字化建造。

結(jié)合設(shè)計(jì)新院樓項(xiàng)目本身的特點(diǎn)，BIM技術(shù)在各個(gè)階段得到了充分的運(yùn)用。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期階段，利用無(wú)人機(jī)掃描結(jié)合點(diǎn)三維模型，完成基于BIM平臺(tái)的現(xiàn)狀采集，為設(shè)計(jì)人員開展設(shè)計(jì)提供了便捷、精準(zhǔn)的研究平臺(tái)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，構(gòu)建全專業(yè)BIM建筑信息化模型(圖4)，對(duì)機(jī)電管線施工進(jìn)行技術(shù)深化，檢測(cè)碰撞、調(diào)整凈高，指導(dǎo)施工圖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目施工階段，精細(xì)化的BIM建筑技術(shù)，及對(duì)生產(chǎn)、施工的直接指導(dǎo)，運(yùn)用BIM精細(xì)化模型，對(duì)不同重量墻板的吊裝方案，配合進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，BIM工程量統(tǒng)計(jì)，在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中進(jìn)行成本精細(xì)化把控，基于BIM應(yīng)用智慧工地技術(shù)。在項(xiàng)目對(duì)外展示階段，用戶可掃碼查看建筑信息模型(圖5)。在建筑全生命周期管理中，設(shè)計(jì)院新樓BIM建筑信息化模型將會(huì)在設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維全過(guò)程環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同運(yùn)用。

圖5 手機(jī)掃碼查看院新樓BIM模型

3.2.3 健康建筑技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠肺炎疫情，給人民生命安全和身體健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅，促使全社會(huì)高度關(guān)注人民健康的保障，建立公共衛(wèi)生預(yù)警機(jī)制。而健康建筑正是這一保障的有力載體。在建筑功能方面，設(shè)計(jì)院新樓將工作和運(yùn)動(dòng)休閑進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，保障了充足的鍛煉場(chǎng)所。在環(huán)境調(diào)控方面，采用高可靠性水質(zhì)控制和供水安全技術(shù)措施、應(yīng)用高效能智能室內(nèi)空氣品質(zhì)控制及室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)(圖6)、運(yùn)用護(hù)眼燈等相關(guān)技術(shù)，在飲用水、空氣和采光方面給予員工安全保障。在應(yīng)對(duì)突發(fā)疫情方面，設(shè)計(jì)院新樓采用門禁無(wú)觸通行的智能樓宇門禁抗疫系統(tǒng),如圖7所示。

圖6 空調(diào)感應(yīng)智慧眼

圖7 樓宇門禁抗疫技術(shù)

3.2.4 智能建筑技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

設(shè)計(jì)院新樓作為智能建筑，如同裝備了一顆智慧的“大腦”。首先，新樓妥當(dāng)安排了“大腦神經(jīng)”的走線空間，采取高度靈活、安裝便捷的架空地板布線技術(shù)，在建設(shè)成為現(xiàn)今較為先進(jìn)的“大腦”同時(shí)，也為未來(lái)的智能化升級(jí)改造創(chuàng)造了可能性。新樓智慧“大腦”包含了樓宇智能控制、人臉識(shí)別以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能燈光及照明管理系統(tǒng)、智慧空調(diào)技術(shù)以及智慧停車技術(shù)。

3.2.5 超低能耗建筑技術(shù)及氫燃料電池技術(shù)運(yùn)用

氣候變暖已成為全球共同面對(duì)的問(wèn)題，我國(guó)也力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，體現(xiàn)了我國(guó)在推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體事業(yè)中的大國(guó)責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。目前，建筑物總能耗占全國(guó)能源消耗總量的1/3，建筑物碳排放同樣占據(jù)了較大比例，可持續(xù)發(fā)展對(duì)建筑發(fā)展提出了新的要求。因此，在新樓項(xiàng)目中對(duì)節(jié)能減排和能源的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型進(jìn)行了前瞻性探索。例如，新樓的南樓九層設(shè)置了超低能耗實(shí)驗(yàn)室，采用超低能耗建筑技術(shù)，如圖8所示；采用固態(tài)氫燃料電池實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如圖9所示；符合超低能耗技術(shù)要求的集成空調(diào)技術(shù)運(yùn)用。新樓建筑本身，加強(qiáng)門窗氣密性設(shè)計(jì)，對(duì)相關(guān)門窗節(jié)點(diǎn)提出了更高要求，執(zhí)行更高的標(biāo)準(zhǔn)，如圖10所示。

圖8 超低能耗實(shí)驗(yàn)室研究實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖

圖9 氫燃料電池系統(tǒng)

圖10 超低能耗(對(duì)于門窗氣密性的要求)

3.3 體系歸一：技術(shù)與部品部件集成之后的再集成

技術(shù)與部品部件集成運(yùn)用，并非只是先進(jìn)技術(shù)的簡(jiǎn)單堆砌。建筑作為一個(gè)整體，需要建筑師對(duì)各個(gè)技術(shù)專項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與協(xié)調(diào)，尤其是對(duì)于設(shè)計(jì)院新樓采用了眾多技術(shù)集成的創(chuàng)新型建筑，更需技術(shù)與部品部件集成之后的再集成。因此在各個(gè)環(huán)節(jié)，各專業(yè)、分項(xiàng)、各個(gè)子項(xiàng)都應(yīng)匯總于建筑師，由建筑師協(xié)調(diào)、平衡，再集成于一棟建筑的設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)，貫穿全過(guò)程，達(dá)成總體目標(biāo)，以彰顯技術(shù)與部品部件集成優(yōu)勢(shì)。這在設(shè)計(jì)院新樓的實(shí)踐中得到了充分的體現(xiàn)。

4 以折型PC外掛墻板集成體系作為項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)

4.1 折型PC外掛墻板集成體系基本概況

設(shè)計(jì)院新樓獨(dú)特的折型外墻PC掛板在建筑外立面肌理與顏色上，從周邊的環(huán)境中脫穎而出，產(chǎn)生出“熟悉的陌生感”“簡(jiǎn)單的復(fù)雜性”的直觀感受。新樓獨(dú)特的形態(tài)特征，源于建筑外圍護(hù)的裝配式折型PC外掛墻板，折型PC外掛墻板源于基本的建筑學(xué)問(wèn)題，同時(shí)又集成了多項(xiàng)子系統(tǒng)。

4.1.1 利用折型PC外掛墻板解決由場(chǎng)地產(chǎn)生的建筑朝向問(wèn)題

設(shè)計(jì)院新樓所處的基地邊界與正南北向存在30°夾角，建筑由于順應(yīng)基地邊界，使其朝向亦與正南北存在著夾角，因此將墻面設(shè)計(jì)成波紋式折板，讓窗口朝向南側(cè)，獲得通透的觀景面，同時(shí)避免了西曬影響(圖11)，為建筑創(chuàng)造了良好的節(jié)能基礎(chǔ)。

圖11 折型PC外掛墻板的建筑學(xué)意義

4.1.2 折型PC外掛墻板模塊種類及自身荷載

折型PC外掛墻板采用不規(guī)則異形平面外掛墻板?；谛聵呛?jiǎn)潔有力的長(zhǎng)方體體塊，折型PC外掛墻板經(jīng)多次合理拆分優(yōu)化分類后，形成三種模塊種類：①南北立面折板模塊；②東西立面折板模塊；③四處端角部折板模塊。材料選用新型配方頁(yè)巖陶粒混凝土。頁(yè)巖陶粒種類和參量配比通過(guò)多次試驗(yàn)選定，最終達(dá)到減重約20%，位于標(biāo)準(zhǔn)層的南北立面折板模塊質(zhì)量為2.75 t，其下掛折板模塊質(zhì)量為3.83 t，位于標(biāo)準(zhǔn)層的東西立面折板模塊質(zhì)量為3.54 t，其下掛折板模塊質(zhì)量為4.93 t，位于標(biāo)準(zhǔn)層的四角部折板模塊質(zhì)量為4.15 t，其下掛折板模塊質(zhì)量為5.78 t，如圖12所示。

圖12 裝配式建筑技術(shù)模塊化外墻掛板種類及自身荷載

4.1.3 BIM預(yù)制折形外墻PC掛板精細(xì)化建模分析

利用BIM技術(shù)平臺(tái)對(duì)預(yù)制外掛墻板進(jìn)行精細(xì)化建模，在模型進(jìn)行碰撞檢查，對(duì)不易施工位置墻板優(yōu)化調(diào)整，如圖13～圖14所示。同時(shí)，精細(xì)化建模，能夠自動(dòng)生成墻板具體參數(shù)，根據(jù)墻板重量及其所處位置，制定具體的施工吊裝方案(判斷采用塔吊或是汽車吊、吊裝順序、施工流水等)，如圖15所示。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段，可利用BIM技術(shù)平臺(tái)建立墻板的鋼筋模型，三維標(biāo)注鋼筋，并直接生成圖紙，充分發(fā)揮BIM技術(shù)三維立體可視化的優(yōu)勢(shì)，贏得預(yù)制廠家的廣泛認(rèn)可，對(duì)推動(dòng)BIM正向設(shè)計(jì)邁出關(guān)鍵性的一步，如圖16所示。

圖13 折形PC外掛墻板構(gòu)造的拆分與拼裝

圖14 折形PC外掛墻板節(jié)點(diǎn)模型模擬與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)證

圖15 采用BIM平臺(tái)對(duì)不同質(zhì)量外墻板板吊裝方案的判斷

圖16 折形PC外掛墻板配筋模型以及上暗梁配筋做法

4.2 折型PC外掛墻板集成體系的構(gòu)成技術(shù)亮點(diǎn)

折型PC外掛墻板集成體系由各個(gè)子系統(tǒng)所構(gòu)成，主要包含了5個(gè)方面：①外墻陶?；炷凛p質(zhì)掛板；②高性能集成門窗系統(tǒng)；③幕墻系統(tǒng)；④掛板連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及施工策劃；⑤架空地板集成吊掛。詳細(xì)闡述如下。

4.2.1 外墻陶粒混凝土輕質(zhì)掛板

以陶粒代替石子作為混凝土的骨料，以減少掛板自身荷載。骨料材料使用了新型配，即方頁(yè)巖陶?；炷?。頁(yè)巖陶粒混凝土具有重量輕、保溫性能好、抗?jié)B性好、耐火性好、施工適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)；頁(yè)巖陶粒的種類和參量配比通過(guò)多次試驗(yàn)選定，最終減重可達(dá)20%。

4.2.2 高性能集成門窗系統(tǒng)(含高性能玻璃、節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)等)

設(shè)計(jì)院新樓外立面門窗分布于預(yù)制外掛墻板之間，起到通風(fēng)、采光與觀景功能。外立面門窗與折型PC外掛墻板一虛一實(shí)的材料搭配，形成豎向條紋立面肌理。與外掛墻板預(yù)制做法相匹配，外立面門窗系統(tǒng)集成體系。

折型PC外掛墻板與門窗系統(tǒng)并非同步成型，而是在外掛墻板吊掛完成后，進(jìn)行集成門窗安裝。因此，在外掛墻板與集成門窗之間必然存在拼縫，而拼縫的處理關(guān)系到建筑能否抵抗外界極端的氣候。為此，我司在預(yù)制構(gòu)件工廠進(jìn)行門窗實(shí)驗(yàn)?zāi)M，對(duì)墻板及墻板節(jié)點(diǎn)在小、中、大震下的變形性能及氣密、水密、抗風(fēng)壓性能進(jìn)行試驗(yàn)(圖17)。試驗(yàn)結(jié)果證明，外掛墻板及集成門窗系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)良的物理安全性和耐久性要求。

圖17 高性能集成門窗系統(tǒng)氣密、水密、抗風(fēng)壓性能試驗(yàn)

門窗系統(tǒng)中的外窗采用高性能玻璃，其特點(diǎn)是有較好的節(jié)能、保溫、隔熱，保持室內(nèi)環(huán)境舒適度。所采用的高性能玻璃在玻璃夾層內(nèi)充填導(dǎo)熱系數(shù)低的空氣層，使得該玻璃的熱貫流率約為普通單板玻璃的一半。高性能玻璃與內(nèi)側(cè)噴涂保溫材料與預(yù)制PC外墻掛板，共同構(gòu)成設(shè)計(jì)院新樓有效阻隔能量傳導(dǎo)的外圍護(hù)系統(tǒng)。

4.2.3 幕墻系統(tǒng)

設(shè)計(jì)院新樓的幕墻系統(tǒng)分為兩類，第一類為常規(guī)玻璃幕墻，主要分布在設(shè)計(jì)院新樓的建筑內(nèi)庭院外墻(圖18)，第二類設(shè)置在設(shè)計(jì)院新樓外立面，位于預(yù)制折型PC外掛墻板之間。第二類幕墻寬度尺寸較小，需要在預(yù)制PC掛板設(shè)置高性能附框連接。

圖18 院新樓內(nèi)庭院玻璃幕墻

4.2.4 掛板連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及施工策劃

預(yù)制折型PC外掛墻板與建筑結(jié)構(gòu)主體的連接，是通過(guò)金屬構(gòu)件外掛來(lái)實(shí)現(xiàn)。外掛墻板采用上承式點(diǎn)支承預(yù)制混凝土外掛墻板轉(zhuǎn)動(dòng)型的連接節(jié)點(diǎn)，預(yù)留形變?nèi)菁{度，新型節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)使墻板運(yùn)動(dòng)適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，提升外掛墻板安裝效率，如圖19所示。

圖19 掛板連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

4.2.5 架空地板、家具集成

在設(shè)計(jì)院新樓統(tǒng)一設(shè)計(jì)方法框架下，室內(nèi)地板以及部分家具亦采取裝配與集成式設(shè)計(jì)安裝,如圖20所示。金屬制的掛板連接節(jié)點(diǎn)在沒(méi)有修飾的情況下，顯得過(guò)于粗大、銹色，架空地板能夠快速地實(shí)現(xiàn)地面面層施工，利用地面面層與結(jié)構(gòu)層之間的空隙距離，可將掛板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行妥當(dāng)隱藏。同樣，沿外墻布置的集成家具，在修飾內(nèi)墻面的同時(shí)，也將高處的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行巧妙隱藏。此外，架空地板、家具集成系統(tǒng)便于安裝與拆卸，為金屬制的掛板連接節(jié)點(diǎn)的檢查、檢修提供了便利。

圖20 架空地板、家具集成

4.3 折型PC外掛墻板集成體系的優(yōu)勢(shì)與有待改進(jìn)之處

在外墻PC掛板集成體系的設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐中，較好地完成了復(fù)雜構(gòu)造的預(yù)制、運(yùn)輸、吊裝和安裝等流程，展現(xiàn)了裝配式設(shè)計(jì)、施工的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)預(yù)算起到了較好的明確作用，對(duì)造價(jià)起到了控制作用，但也出現(xiàn)了安裝誤差較大，無(wú)法達(dá)到窗框、玻璃的誤差要求，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)還過(guò)于復(fù)雜、造價(jià)較高、施工吊裝也較復(fù)雜等缺點(diǎn)。這些都需要在未來(lái)逐步積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加以克服，進(jìn)行設(shè)計(jì)迭代升級(jí)。

4.4 折型PC外掛墻板集成體系在項(xiàng)目運(yùn)用中的環(huán)節(jié)與程序

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)即與施工單位溝通，并在招標(biāo)環(huán)節(jié)確認(rèn)相應(yīng)部品部件的生產(chǎn)、及集成供應(yīng)、檢測(cè)、運(yùn)輸、配合等事項(xiàng)。制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)是聯(lián)系前端設(shè)計(jì)和后端安裝施工的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)借鑒其他先進(jìn)生產(chǎn)理念，總結(jié)已有工程經(jīng)驗(yàn)，在全過(guò)程和全程序鏈條的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出精細(xì)化管理體系。

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)院新樓的設(shè)計(jì)與建造，不僅是一項(xiàng)常規(guī)的復(fù)雜型工程項(xiàng)目，更是一項(xiàng)實(shí)證性的研究工作。它證實(shí)了新型工業(yè)化及裝配式建筑技術(shù)、BIM技術(shù)、健康建筑技術(shù)、智能建筑技術(shù)以及超低能耗建筑技術(shù)及氫燃料電池技術(shù)在我省應(yīng)用的適宜性，從而充分體現(xiàn)了技術(shù)與部品部件集成的優(yōu)越性。技術(shù)與部品部件集成在實(shí)施過(guò)程中，做到了省工、省時(shí)，減少勞動(dòng)力成本的基本訴求，這也是我司對(duì)技術(shù)與部品部件集成持續(xù)性研究的推動(dòng)力。在設(shè)計(jì)院新樓建筑生產(chǎn)新模式的探索中，初步建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)與部品部件集成庫(kù)，集合各專業(yè)優(yōu)勢(shì)力量，打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)完全脫離的思維慣性，打通了行業(yè)上下游關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建構(gòu)了適合企業(yè)自身的應(yīng)用平臺(tái)，技術(shù)和部品部件集成的理念，并已化作我司設(shè)計(jì)理念與方法，在日常工作中得到應(yīng)用推廣。

作為技術(shù)和部品部件集成探索與實(shí)踐的先行者，我司從中積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，但同時(shí)也留下了些許遺憾，部分問(wèn)題有待做進(jìn)一步的研究與解決。設(shè)計(jì)院新樓作為探索案例，權(quán)當(dāng)拋磚引玉，供業(yè)內(nèi)同行對(duì)現(xiàn)階段技術(shù)與部品部件集成技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步思考。