Parking Lots, Charles Street, Sheffield(注1)
所謂“制約和突破,挑戰(zhàn)和解放”其實(shí)就是我們應(yīng)該面對裝配式建筑的心態(tài)。作為建筑設(shè)計(jì)師,我們不能把裝配式建筑定義為一種品質(zhì)“low”且限制自己創(chuàng)作的障礙。你看那些帶著鐐銬去跳舞的舞者,不是一樣可以給人震撼嗎?
多年前許是我們不曾會(huì)想到現(xiàn)如今的3D打印、VR虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)悄悄的進(jìn)入了我們的生活;在全民擁抱技術(shù)大爆發(fā)的時(shí)代,人們對審美也是不遺余力的崇尚。建造方面,建筑也到了從工地濕作業(yè)到工廠化預(yù)制的時(shí)代。
預(yù)制疊合板(注2)
現(xiàn)場直接充當(dāng)外墻及模板,直接下單工廠制作,運(yùn)輸工地拼裝澆筑。
不得不承認(rèn),建筑工廠化預(yù)制必然會(huì)對設(shè)計(jì)帶來影響,這既是制約也是突破,既是挑戰(zhàn)也是解放。近兩年來,憑借裝配式建筑實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的積累和借助研發(fā)平臺對此類產(chǎn)品不斷地優(yōu)化、沉淀和再創(chuàng)作,掌握了關(guān)于裝配式建筑的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)。在此略呈一二,我們稱之為“點(diǎn)金之術(shù)” 。
Journey to the West at Long Corridor(注3)
現(xiàn)階段,裝配式建筑作為一種政策式把握的體系,便不得不研究透徹關(guān)于政府的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。比如,所謂的容積率補(bǔ)償是在一定的代價(jià)之上的,即必須采用至少一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用(例如現(xiàn)階段推行的預(yù)制夾心保溫墻體)才可獲得3%的容積率補(bǔ)貼,并且需要在方案報(bào)批前進(jìn)行項(xiàng)目裝配式方案的專項(xiàng)評審。值得注意的是,現(xiàn)階段,預(yù)制率越高成本越大,粗略估計(jì)下來,預(yù)制率每增加10%成本增量在170元左右,由此上海新建建筑的預(yù)制率不小于40%的情況下,成本可想而知;因此所謂的補(bǔ)貼其實(shí)就是補(bǔ)差價(jià),是在推行新材料的應(yīng)用。
其實(shí),即便你不采用夾心保溫,外保溫一樣籠統(tǒng)計(jì)入容積率。PC的復(fù)合式特質(zhì)決定了其保溫的多樣性,結(jié)合不同的工法,其立面的保溫體系也有多種選擇,但同時(shí)也對實(shí)際計(jì)容提出了挑戰(zhàn)。所以說,政策不是阻礙設(shè)計(jì)的“緊箍咒”,合理的應(yīng)用不僅能提高效率,而且能在一定程度上為業(yè)主節(jié)省成本。
根據(jù)做項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),如果把相關(guān)政策紅利用好,單憑申請節(jié)能專項(xiàng)扶持基金和容積率補(bǔ)償這兩項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì),至少可以為業(yè)主節(jié)省至少600萬元以上的開發(fā)費(fèi)用。
對不熟悉PC建筑的設(shè)計(jì)師來說,在給定PC率的時(shí)候,很有可能一下子不知道從何下手,也就是不知道如何對各種可能被預(yù)制的構(gòu)件進(jìn)行合理的選取。
其實(shí)看似復(fù)雜的問題背后,總有一套簡單的解決辦法。為此,我們做了一套比較實(shí)用的快速篩查檢索表,通過不同結(jié)構(gòu)形式結(jié)合不同的PC率(15%/25%/45%/60%),對樓板/梁/樓梯/空調(diào)板/框架柱及外掛墻板等可能被預(yù)制的構(gòu)件進(jìn)行快速選擇,有理有據(jù)的告訴你在特定的PC率情況下選取什么樣的構(gòu)件是合適的,我們稱之為平立面構(gòu)建的“一拍即合”。如下表:
值得注意的是,雙面疊合PCF板現(xiàn)澆部分可以計(jì)算裝配率了,所以對使用雙面疊合的童鞋來說是個(gè)利好消息。
在做裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí),我們不僅要滿足合同出讓中關(guān)于裝配式面積的要求,還應(yīng)該及時(shí)給出可分期開發(fā)的單體。構(gòu)件模板及構(gòu)件的預(yù)制需要提前與深化單位及工廠配合;而預(yù)制構(gòu)件工廠的產(chǎn)能有限,這對首期開發(fā)的時(shí)間成本造成很大的壓力;
如上圖,這是我們?nèi)ツ暌粋€(gè)項(xiàng)目的局部總圖,為了避免耽誤施工周期,我們選取紅色標(biāo)記二期塔樓為裝配式范圍,該項(xiàng)目七層以上均為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)。圖中也能看出,我們建議裝配式范圍其實(shí)是避免選擇在首開區(qū)了,進(jìn)而加快施工速度。
同時(shí),裝配式樓棟建議選擇預(yù)制率重復(fù)率高的樓座,一般構(gòu)件重復(fù)率建議要大于100件,基座及樓冠由于結(jié)構(gòu)剛度和造型的需要,一般采用現(xiàn)澆做法。同時(shí),從堆場需求/吊裝便利性/套用率/規(guī)則性/多樣性等多維度,鎖定合理的最佳方案。
上圖為現(xiàn)場吊裝區(qū)域的堆場情況,同一重復(fù)構(gòu)件有序的堆放在一起便于吊裝施工。
當(dāng)然,通過我們的表格你可能是有了大體的方向,但是真正落實(shí)到設(shè)計(jì)中時(shí),很有可能發(fā)現(xiàn),其實(shí)并沒有這么容易。具體到平立面構(gòu)件在圖紙中位置的圖例標(biāo)注/內(nèi)保溫做法/拼接防水/隔聲/防火等具體做法這里就不談了。
以我們在2014年設(shè)計(jì)的上海虹口新都會(huì)綜合開發(fā)項(xiàng)目為例;該項(xiàng)目為公共建筑,主要功能為辦公和商業(yè)。根據(jù)土地出讓合同要求,建筑單體預(yù)制裝配率和裝配式建筑面積落實(shí)比例均不能低于25%。本項(xiàng)目為五層商業(yè)裙房和三個(gè)四層辦公塔樓,通過我們的方向鎖定,便可以做出三種預(yù)制方案。
好吧,我們來分析一下這三種方案的優(yōu)劣以及其被舍棄和被采納的具體原因:
上圖所示的方案一首先選擇了6-9層的外墻板,如果作為住宅項(xiàng)目,這是第一選擇,因?yàn)樯虾R?guī)定住宅類外墻PC率要占50%,而這是公建,當(dāng)然也沒有人說你不可以這么做。但是最后出于種種原因,該方案被舍棄了,你知道為什么嗎?
我們方案一立面造型如下圖所示,為追求橫向通窗的現(xiàn)代風(fēng)格,如果采用PC外掛墻板,需要在立面上增加豎向混凝土構(gòu)件,這對橫向線條為主的立面生成造成了很大的障礙。如果堅(jiān)持該方案效果,那么方案一的裝配式方案就難以實(shí)現(xiàn);(再補(bǔ)充一個(gè)小知識點(diǎn),一般情況下,預(yù)制混凝土墻體長度如果小于1m,那么其經(jīng)濟(jì)性則不容樂觀)。這也是我們拋棄這個(gè)方案的最主要原因(當(dāng)然,后期改造型的話就另當(dāng)別論了)。
所以,不要為了滿足裝配的要求而將好的設(shè)計(jì)妥協(xié)掉,否則就本末倒置了。當(dāng)然,這里并不是說由于裝配式建筑所以你只能做豎向劃分的造型風(fēng)格,只要不選擇PC外掛墻板,你一樣可以做橫向貫通現(xiàn)代風(fēng)格的大玻璃立面。所以,在我們看來,有時(shí)候PC不是滯固了你的腳步,而是幫我們理清思路,規(guī)范做法。只要選擇合理的預(yù)制部分,與結(jié)構(gòu)體系和預(yù)制率連同外立面風(fēng)格統(tǒng)一考慮,可以“拍”出較好的方案。
方案二也是你可能選擇的一種預(yù)制范圍方案。這個(gè)方案的特點(diǎn)是將塔樓和裙房分開,裙房上部的塔樓部分的構(gòu)件重復(fù)率較高。按照正常思路,這個(gè)也是沒有大方向問題的;但是,從裝配構(gòu)件的重復(fù)率來看,此方案預(yù)制疊合樓板的可重復(fù)范圍被人為縮小,原本可以統(tǒng)一預(yù)制的部分被強(qiáng)行剝離,我認(rèn)為這是不合理的。所以,我們最終否定了此方案。
這個(gè)方案三一打眼就感覺可以。我們來分析下這個(gè)方案是如何有理有據(jù)地證明自己是最好的。首先,結(jié)構(gòu)分縫清晰可見,樓座劃分干凈,選取的構(gòu)件重復(fù)率高,且避開結(jié)構(gòu)加強(qiáng)區(qū)(基座部分),又能滿足對單體預(yù)制率的要求。
首先是結(jié)構(gòu)體系確定為裝配式框架結(jié)構(gòu),預(yù)制率大于25%,根據(jù)表格,我們可以選擇樓板/梁/樓梯/空調(diào)板和外掛墻板。結(jié)合以上兩個(gè)方案被舍棄的原因,可以很快總結(jié)出外掛墻板不適合公建的多變造型,因此不予選擇;本項(xiàng)目沒有空調(diào)板,取而代之的就是疊合梁板和柱子也是理所應(yīng)當(dāng)?shù)摹?/span>
上海虹口新都會(huì)綜合開發(fā)項(xiàng)目最終效果圖
以上舉的是公建的例子,但在做住宅裝配設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該注意區(qū)別于公建的一般規(guī)律,比如建議優(yōu)選房型套用率高(平面套用多)以及標(biāo)準(zhǔn)層多的建筑單體(立面套用多)。
拿我們一個(gè)住宅項(xiàng)目來說事,如下圖:
上圖是我們某項(xiàng)目總平的局部,戶型有三種,即A+B+B+A/C+B+B+C/C+D+D+C。一般情況下,我們可能會(huì)優(yōu)選A+B+B+A套型組合的這四棟樓(圖中藍(lán)色輪廓線所示),但是我們最后選取了打藍(lán)色陰影的四棟樓(即,A+B+B+A/C+B+B+C兩種套型組合),你知道原因么?
原來,右下角的A+B+B+A/C+D+D+C含有ABCD四種不同戶型的高層單元拼接,由于拼接處的構(gòu)件需特殊制作且重復(fù)率低,一般情況下我們不建議將此作為裝配方案的第一選擇。最終選擇的均含有B戶型的A+B+B+A/C+B+B+C的僅ABC三個(gè)不同戶型的高層拼接單元,無論是從套型重復(fù)率還是標(biāo)準(zhǔn)層重復(fù)率來看,均有較大優(yōu)勢。(當(dāng)然,最后的選擇還有結(jié)合裝配化率和工期等復(fù)雜原因,這里我們只說重點(diǎn))
不同的預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)公司對平立面拆分的方式會(huì)有很大差別,那么方案做好以后,如何選擇預(yù)制構(gòu)件拆分方案確是一項(xiàng)很有含金量的工作。我們作為方案設(shè)計(jì)公司,在設(shè)計(jì)的初期就已經(jīng)開始考慮今后拆分方案的合理性。樓板/梁/樓梯/空調(diào)板/框架柱及外掛墻板等這么多預(yù)制構(gòu)件到底該怎么樣進(jìn)行拆分選擇?
鑒于拆分設(shè)計(jì)的點(diǎn)很多,如果一一到位則篇幅太長且不容易理解記憶,因此我們匯總了預(yù)制構(gòu)件拆分原則,如下:
1. 預(yù)制構(gòu)件尺寸要遵循少規(guī)格/多組合的原則,構(gòu)件拆分鏈接要簡單巧妙;
2. 外立面的外圍護(hù)構(gòu)件盡量單開間拆分;
3. 預(yù)制剪力墻接縫位置選擇結(jié)構(gòu)受力較小處;
4. 長度較大的構(gòu)件拆分時(shí)可考慮對稱居中拆開(也就是套用性要高);
5. 考慮現(xiàn)場脫模/堆放/運(yùn)輸/吊裝的影響,要求單構(gòu)件重量盡量接近,一般不超過6噸,高度不宜跨越層高,長度不宜超過6m(極限是7m),拼縫寬15-25mm;
當(dāng)然,構(gòu)件的拆分工作絕不止以上五點(diǎn),要根據(jù)項(xiàng)目的情況進(jìn)行拿捏。以我們項(xiàng)目圖紙的示意圖給各位稍微解釋一下,以方便理解:
上圖是我們項(xiàng)目的一個(gè)平面局部,涉及到的設(shè)計(jì)點(diǎn)有:
1、構(gòu)件交接應(yīng)當(dāng)盡量為陰角(如圖云線示意),陽角一體化不做拼縫處理;
2、構(gòu)件尺寸盡量為單開間,且上下對應(yīng)尺寸一致;
3、重復(fù)率在100件以上;
4、暗柱基本現(xiàn)澆(抗震時(shí)墻體受力較大的部位,且暗澆利于構(gòu)件交接);
5、凸窗一體化預(yù)制且重復(fù)率高;
6、構(gòu)件拆分均以樓層劃分,不做跨層處理等等。
結(jié) 語
講了這么多,看來裝配式建筑到底對建筑設(shè)計(jì)還是有很大影響的。前面我們講到所謂“制約和突破,挑戰(zhàn)和解放”其實(shí)就是我們應(yīng)該面對裝配式建筑的心態(tài)。作為建筑設(shè)計(jì)師,我們不能把裝配式建筑定義為一種品質(zhì)low且限制自己創(chuàng)作的障礙。你看那些帶著鐐銬去跳舞的舞者,不是一樣可以給人震撼嗎?
雖然PC率在某種程度上制約了設(shè)計(jì)表現(xiàn),但我們?nèi)绻苻D(zhuǎn)化思路去化解制約,尋找突破口,就能跟著政策打天下。就如同,我們提到的政策不是“緊箍咒”,政策不是在限制你,只是告訴你換條路走走,風(fēng)景一樣獨(dú)好。用新技術(shù)新思路去耕耘幾十年不變的傳統(tǒng)行業(yè)做法,這對建筑人來說聽起來確實(shí)是個(gè)挑戰(zhàn),就如同20多年前讓你放下針管筆開始用CAD一樣,當(dāng)你熟識了一切,才發(fā)現(xiàn)其實(shí)是對勞動(dòng)力的極大解放。
從上海保利艾廬、古北萃庭、上海虹口新都會(huì)、上海翡麗甲第,到目前的上海葛洲壩西虹橋項(xiàng)目和上海大場鎮(zhèn)08-02地塊住宅項(xiàng)目等,我們一直在積累沉淀,希望通過不懈的努力能給市場帶來更多更好的產(chǎn)品。
來源:UA建筑設(shè)計(jì)師