装配式建筑设计能否减少设计工作量?
哒哒哒乌云
2022年03月28日 17:06:28
只看楼主

最近听到有从业者以为,装配式建筑设计能减少设计工作量,因为东西都标准化了。 不能喔。 装配式建筑的设计工作量是大于非装配式建筑的。 写篇文章唠一唠。从设计环节、设计限制、体系设计这三个不同的角度谈,也欢迎补充。 从设计环节上来说,装配式建筑会多一个构件深化设计的步骤。 以装配式混凝土建筑为例,有一种专门的岗位叫做PC深化设计(PC就是Precast Concrete)。这种工程师一般是土木背景,他们日常对接比较多的,上游是施工图,下游是PC构件厂。他们出的图包括构件布置图、构件六视图、详图、连接节点大样和金属配件加工图等,当然也要做各种表格和计算书。构件的标准化和少规格,是需要他们拆分设计出来的,是他们的工作目标和工作成果,而不是提供给他们的工作条件。

最近听到有从业者以为,装配式建筑设计能减少设计工作量,因为东西都标准化了。

不能喔。

装配式建筑的设计工作量是大于非装配式建筑的。

写篇文章唠一唠。从设计环节、设计限制、体系设计这三个不同的角度谈,也欢迎补充。


从设计环节上来说,装配式建筑会多一个构件深化设计的步骤。

以装配式混凝土建筑为例,有一种专门的岗位叫做PC深化设计(PC就是Precast Concrete)。这种工程师一般是土木背景,他们日常对接比较多的,上游是施工图,下游是PC构件厂。他们出的图包括构件布置图、构件六视图、详图、连接节点大样和金属配件加工图等,当然也要做各种表格和计算书。构件的标准化和少规格,是需要他们拆分设计出来的,是他们的工作目标和工作成果,而不是提供给他们的工作条件。

和建筑和结构之间的提资反提资类似,PC深化设计和施工图之间也会提资反提资,PC构件厂和PC深化设计之间也会提资反提资。而且一旦项目中有PC构件,PC深化设计的工程师是要全程参与项目的——方案设计阶段、初步设计阶段、施工图阶段、生产阶段、施工阶段,都有PC深化设计的服务内容。

构件深化设计实打实增加了一整个专业的设计工作量,而且增加了大量的沟通协调工作。而且,构件深化设计的地位还不是那种「详厂家二次设计」的地位,对建筑设计的反馈强度基本上与结构专业相当,不是那种局部问题局部解决的战五渣,是那种有可能导致你方案全盘重来的反馈强度。


从设计限制的角度来说,装配式成了建筑设计多重限制中的一项新限制。

本来建筑设计就是带着镣铐跳舞,搞装配式的话,镣铐又多了一环。说好听点叫做设计优化,强者总是能在限制中发掘机会,但实际上就是设计时要兼顾的东西更多了,设计时候更掉头发了。

为了在方案阶段就高瞻远瞩地考虑到装配式的制造施工问题,建筑平面首先就要做到标准化模块化。以教学楼设计为例,教室可以比较容易地模块化,专业教室、办公室、卫生间、楼梯间等,这些功能也比较容易模块化,但如果各自模块化,模块种类就太多了,所以模块之间需要协调起来。除了「模数协调」、「尺寸联动」、「通用空间」和「零余空间调节」等方法,还需要设计好模块间的层级关系,要设计好各楼层之间的模块对应关系和各楼栋之间的模块组织关系。而且,与此同时,传统设计中的采光、流线、动静、开放性,以及空间与结构的对应等问题也不能丢。考虑了这么多,平面还不能做得呆板,得靠有限的几种模块拼接变化来实现标准化和多样性的统一。

立面的标准化和模块化要稍微容易一些,重复构件形成立面本身就会有韵律感,多考虑一些多样性变化即可。而且立面这东西比较直观,利于传播和学习。事实上围护体系的工业化程度确实比结构体系要高。很多非线性建筑的设计过程中,也可以看到用参数化设计方法实现的减少构件类型的优化设计,这些套路很多人其实都已经掌握了。

然后就是在建筑设计中要考虑构件标准化,呼应上文所说的构件深化设计。虽然构件拆分不是建筑师来做,但是空间是构件围合形成的,建筑师乱动空间,遭殃的就是构件。传统建筑设计中很多局部问题局部处理的思路,不得不让位于构件标准化。比如以前局部楼梯拐一下就能解决的问题,在装配式建筑里,就意味着多出一种楼梯和多一种楼梯间,要么就选择牺牲一部分装配率局部搞现浇,要么,就得维持这个楼梯构件不变,周围的空间去迁就这个楼梯构件。反正是不可能为了一个特殊的楼梯多开一套模具的,没有一定的数量去摊模具成本,模具开销太高了。再比如说,平面哪里打架,稍微偏移一下凑个走道尺寸出来,以往是行得通的,但在装配式建筑里,可能会导致构件种类瞬间增加十几种,可以算是设计事故了,绝对会成为众矢之的。

所谓限制增加,意思等同于要考虑的东西变多了,对建筑师的素养也提出了更高的要求。建筑师一方面需要学习更多的其他环节的知识,另一方面也需要更多地进行团队协同,毕竟怎么学也不可能比专业的人专业,而且屁股不同脑袋就不同。建筑师本来就需要协调各种虚的实的价值,没有什么一元论指标可供评判;再加上装配式这种极度理性、细致琐碎的东西,不得不进一步消耗自己的脑力和体力。


从体系设计的角度,相当于建筑设计中增加了一项体系设计的工作。

传统的建筑设计,在方案阶段不太考虑用什么建造方式,其实是因为默认采用了现浇混凝土的建筑体系。这套现浇的建筑体系能实现的形式自由度非常高,所以设计时对建造的考虑被简化得很厉害。不要觉得「方案阶段不需要太考虑建造方式」这件事是什么理所当然的事情,放眼建筑历史,这只是个非常短暂的阶段性现象。我用「建筑体系」这个词,是因为这其中不仅包括结构工程的内容,还包括着设计方法、规范制度、施工条件、产业链条等等因素,有人最近甚至开始提「建设体系」了。比如说很多建筑师排平面,直接默认有一项工作是排柱网;排柱网这件事情看起来很平常,细究起来则需要一整个体系的支撑。假如没有人口红利,没有便宜的混凝土工人,很有可能排平面默认的不是排柱网,而是排集装箱。调平面时经常出现的问题很有可能不是柱子挡门窗,而是房间尺寸和箱子尺寸不对付……

那么装配式建筑设计,必须在方案阶段就考虑体系问题:选用哪种体系、需不需要开发新体系、要不要搞体系混合。市面上的装配式体系也就那么几种,都有各自的优势劣势适用范围,也有相应的设计方法和设计机构,有些甚至还没有演化成熟还带着风险。

体系设计这件事目前没有专门的分工,就是靠建筑师去承担,直接给建筑师增加了设计工作量。而且这事情还不光是结构选型或者选用什么建材产品的事,这是个「体系」的事情,意思就是得整体考虑。比方说业主想要一个装配式可拆卸运输的临时小屋,如果你直接开始思考结构用什么做法,围护用什么做法,这体系设计的思路一开始就跑偏了——应该先想想这小屋是结构围护分离还是结构围护合一,是人力装配还是机械装配,是框架体系还是板式体系还是模块体系,是砼构还是钢构还是木构等等。


总得说来,标准化带给建筑的并不是设计工作量的减少,因为标准化本身是一个需要通过设计去实现的事情,而且即使做到了标准化地设计,仍然需要配上很多额外设计工作去达到整体的目标。直观地看,装配式建筑设计,开会的人会变多,改图的次数会变多,出图的图量会变多,掉的头发也会变多。付出额外的设计工作量去追寻标准化,得到的好处不在漂亮炫酷的建筑外观,而主要体现在制造和建造端:节省人力、批量化、规模效应、迭代优化、机械化制造和建造等等,这些好处要长远才能体现出来。如果完全交给市场经济看不见的手,短期竞争中装配式没有任何优势,这个大家是有共识的。


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