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这个成功案例告诉你:关于装配式建筑,建筑师该如何介入?

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一星助理工程师
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主贴
发表于 2017-5-15 16:21:09 |只看该作者 |倒序浏览
建筑师的话:在建筑学的范畴内,材料、技艺、建造形态相互作用、互为因果,形成建构的逻辑线索,体现工具理性的价值观。这种以工具崇拜和技术主义为背景的建筑设计在建筑史上有诸多经典的案例,如柯布西耶多米诺体系对混凝土预制建造技术的设想,密斯使用钢与玻璃做出的颠覆性的建筑等。针对不同技术的工具理性式的思考,是建筑设计必须面对和解决的基础问题。
作为中国建筑业的一个新兴领域和必经之路,建筑师应当保持对装配式建筑的不断关注和思考。一方面,相较于传统的建造方式,装配式建筑将一部分现场施工作业前置于工厂中,使得建筑构件的高质量、高效率、高标准化生产成为可能。另一方面,由装配化的自身技术特征所决定,建筑构件的设计、制造呈现更加多样化的趋势,同时也形成了装配式建筑自成体系的构造方式,这两方面相互结合从而推进了装配式建筑设计从内部空间到外部表皮的全新阐释的可能。从国外成熟的发展经验来看,装配式建筑甚至更可以做到现阶段传统建造方式很难呈现的效果。这一技术的普及,不仅可以使建筑行业迈向节约资源、保护环境、快速建造的升级道路,同时也为建筑设计的个性化及人性化提供更广阔的创作空间。  

主入口景观
项目背景
项目业主成都建筑工程集团公司致力于装配式建筑构件的研发和生产,具备一定的预制混凝土制造能力及施工经验,本项目是业主单位装配式构件生产基地的办公研发楼。我们的设计以此为契机,决定采用装配式预制混凝土建造体系,通过与业主单位的技术互动,将构件的生产制作和施工安装纳入设计考量范围,不断推敲设计,改进制造、生产、安装及节点方案,最终实现了对业主而言也是一项技术挑战的工程。
而设计的初衷并不止于此,我们希望提供一个契合于环境、服务于场地的设计,在厂区环境中置入一个安静舒适的园林庭院,艺术化地使用预制混凝土构件的语言,建立起办公与厂区之间的隐逸关系与对话,最终呈现出一个空间、材料及建筑形态上都别具一格的建筑作品。
场景回应
理想的建构,可以是纯理性甚至是虚拟的思维游戏,不必依托真实的场景存在。而建筑需要承载人们的行为活动,则无法忽视其所处的真实环境。因而,从场景出发,与场景的互动与回应是建筑设计在真实建造环节中所必须面对的问题。不同的场景回应可能产生不同的建造逻辑,因而会产生不同的处理方式,而建筑最终呈现的则是设计和建造全过程的沉积和遴选。在本项目中,从一开始我们就将场景回应作为设计的核心并从一而终,同时辅之以理性的建构思维,因而确立了完整的设计逻辑。
项目位于成都市青白江的新兴工业园区,基地处于公司厂区东南侧,面向主要城市道路。同大部分城市工业区一样,这里充斥着效率至上、生产至上的氛围。巨大的道路尺度、空泛的城市空间、不舒适的工业声环境,统统为这里贴上了缺乏人情味的标签。为这种氛围置入一个小小的、舒适的园林,给厂区员工们提供一个公共的休息空间,成为设计伊始就萌发的愿望。

园区总平面图

散落在庭院中的功能盒子

不同院落层次

一层庭院游廊

二层庭院游廊

首层平面图
设计借鉴中国古典园林理念,将围合式的庭院作为原型,形成内外相隔又景观相通的“园”。办公、员工宿舍、食堂、展示厅等功能空间像盒子一般散落在庭园中,并由连廊联系,形成合院、游园的空间格局。
建筑采用单廊形式,使主要功能房间朝向庭院布置,外廊作为过渡和隔离,加强了对“园”的定义,同时也解放了建筑立面的设计。建筑立面可以更厚实而富有质感,可以叠加垂直绿化,可以通透又采光,可以采用完全不同的建造逻辑付诸实施。因此,设计得以在第二个维度上——材质和建造的逻辑上充分展开。


庭院一层游廊景观

庭院二层游廊景观
材料的逻辑——材料的在地性
材料和建造在建筑中不加装饰的方式,以某种直接、有趣、合乎功能逻辑和美学逻辑的方式呈现是建筑师的兴趣所在。装配式建筑可以提供这种手段,而项目业主和基地的特殊性恰好决定了建筑设计可以较为便利地采用工业化装配体系作为主要设计体系。
另外,由于场所环境的噪音较大,质量厚实的立面材质可吸收大部分的环境噪音,为内部庭园提供声学屏障和空间界面。因此,设计采用混凝土作为建筑的立面材料,并采用预制构件的技术完成其设计和实施。

工厂生产的光滑的混凝土外墙板

工厂批量生产的混凝土异形构件花槽
混凝土预制构件生产分为立模与平模两种方式,均以钢材为模板主体。本项目以平模为主要加工手段,通过其特有的制模、拆模方式,生产出的混凝土构件有着较为光滑细腻的“模板面”,这使得混凝土材质得以直接呈现在建筑立面上,并且不需要在后期施工安装中增加更多的养护处理就可以展示出较好的材质效果。而钢模具有重复利用和工厂制作的条件,可以保证不同轮次浇筑出的混凝土模块具有相差无几的尺寸、精度甚至是观感特征,甚至可以批量生产制作较为复杂的混凝土模块。因此,设计确立了以表现混凝土预制板清水效果作为建筑外立面的设计策略。
庭园需要光和风,需要人走走玩玩,需要人看到混凝土背后若隐若现的园林。我们并不希望将园林封闭在自身的小环境里,因此将混凝土板设计成具有一定开孔率的穿孔板,通过在模具设计上的多次推敲和技术论证,保证了设计中较为复杂的开洞状态和纹理的效果。这样设计既能保证其较好的吸音降噪效果,也增加了混凝土立面的纹理特征。并且通过模数化的设计,使建筑形成有高重复率、富有韵律感的立面形态。让厚实的混凝土和建筑形体具有一种奇特的轻薄感受。
内庭园采用全幕墙系统,使内庭园景观最大化地呈现给工作和生活在此的人。混凝土与玻璃之间强烈的材质对比,也加深了建筑的空间和形体印象。

建筑主入口

由员工宿舍方向看向建筑

内庭院景观
建造的逻辑
装配式混凝土建筑通过工厂生产、运输至现场进行拼装。在设计过程中,预制建筑一定要有结构专业的前期介入,通过合理的构件拆分设计,将建筑整体拆解为建造清晰、安装合理的诸多分块,才可以真正将设计与技术结合,通过设计把控建造的合理性。
装配式建筑的节点连接具有特定的方式,其中混凝土预制外挂板通常通过干式连接悬挂在建筑主体结构外,并且通过钢构件将面板重量承托于主体结构上,是相对特殊的一处节点,一般而言具有多种节点形式。
为了不影响内部空间观感效果,我们将主梁设计为L型,将突出于板面的钢构件藏于凹入面中,并将外廊排水槽结合外挂板节点进行设计,不仅解决了节点的观感问题,也满足了外廊的飘雨排水问题,并确立了建筑板面分缝位置与建筑层高的关系,而这一关系也体现在幕墙系统的分缝高度、建筑立面的开洞尺度等诸多因素上,成为了建筑设计中一个隐藏的控制线。

建筑的装配拆分

外挂板节点详图
底层的预制混凝土花槽绿墙设计是本项目运用装配式技术的另一个亮点。设计希望将景观与外部环境通过某种半隔离的状态联系起来,若隐若现地展现出内部庭院的宜人空间。通过多种尝试,我们最终确定了一种砌筑式的预制混凝土结构体系。该体系以标准模块的预制混凝土花槽为基本单元,在其相互交接的部位设计成为镂空的孔洞,通过浇筑混凝土使其串接成一个连续的结构体,由于构件横向上不断的交错连接从而形成了在纵横方向上力学均稳定的“墙”。相互串接的花槽之间预埋了水平向的滴水管道,实现了整“墙”的滴水浇灌。花槽底部开设排水孔,浇灌后多余的水可以层层滴落,最终汇聚至地面排水沟中,进入排水系统。
与上部富有韵律感的混凝土板块不同,预制花槽绿墙的整体观感呈现出较为细腻的编织感,尺度也更加宜人,垂直绿化的设计也增添了园林的氛围。同时,其半开放的肌理特征也与风环境的需求相耦合,使得庭院内部具有良好的通风环境,在静风区的成都尤为珍贵。
把预制混凝土构件串联组装为围墙,每一个构件即是一个花池,形成非常生态的预制围墙,这就是装配式的设计思维,也是只有工业化才能呈现的建筑产品设计,有趣而合理。从这一点来讲,装配式建筑不仅没有限制设计的个性化和人性化,反而提供了一种新的手段,实现了标准化和个性化的融合。

由庭院游廊看预制花槽

混凝土预制花槽拼装效果

混凝土预制花槽拼装建筑内效果

预制花槽节点图
装配式建筑需要建筑师转变设计思维

食堂方向建筑外景
建筑工业化项目的实施过程中,设计师的引领和全过程参与是项目顺利实施的核心和基础。与传统施工几乎全部在施工现场完成不同,建筑工业化需要大量前期规划及策划工作,这必须在部件生产之前,也就是设计阶段完成。所以工业化道路实质是建筑业流程的再造,意味着对传统建筑行业的转型,其中首要的是建筑设计师设计思维的转变。
传统建筑生产方式的设计环节往往从目标建筑体及结构的设计角度出发,造成设计与建造脱节的状况,建筑师的施工参与度有所受限。而建筑工业化,是设计施工一体化的生产方式,不仅是方案设计至施工图设计的过程,还需要将构配件标准、建造阶段的配套技术、建造规范等都纳入设计方案中,这要求设计师掌握更多整个建筑工业化产业链的相关知识,并承担更多的职责,以便更好地协调各专业、各阶段的需求。这样,就对建筑师思维的系统性、全面性提出了更高的要求。
另外,虽然目前我国建筑工业化发展势头很猛,但是发展的主导还是生产厂家和结构工程师,建筑师参与并不多。建筑师的缺位造成了我们的建筑工业化过于强调标准和效率,使人感觉到似乎又退回到了二十世纪六七十年代的装配式大板建筑,与社会发展需要的更加个性化、人性化的趋势相违背。这种怀疑尽管有一定道理,但是这是对建筑工业化的一个认识误区。
从某种意义而言,建筑工业化模式下的建筑设计,可以看作是在传统设计的手段中增加的一个积极的技术因素——PC结构本身的装配特征。这种新技术手段的加入,可能成为设计师创造的激发点,完全可以做到个性化营造。正如本文所展示的,我们希望通过建筑师的理性化思考和全程参与式的设计,为建筑工业化与装配式建筑的发展提供思路,做出不一样的推动。
业主:成都建筑工程集团公司
建设地点:成都市青白江新兴工业园区
建筑设计:中国建筑西南设计研究院99uu优优
设计团队:李峰、佘龙、杨扬、王周(建筑);
                  毕琼、邓世斌、谢恩、申金昌(结构);
                  辜兴军、刘玉东、钱成功、张伟、刘敏、易思为、
                  石永涛、敬建军、陈建隆(设备)
总建筑面积:5 000m2
摄影:存在建筑

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技术员
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沙发
发表于 2017-5-16 01:49:16 |只看该作者

谢谢楼主无私的奉献。。。。
谢谢楼主无私的奉献。。。。

0主题 16听众 9350积分
教授
Rank: 180Rank: 180Rank: 180Rank: 180Rank: 180
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三十而立 七天大胜
板凳
发表于 2017-5-16 07:05:10 |只看该作者
谢谢楼主无私的奉献

0主题 3听众 1573积分
五星工程师
Rank: 30Rank: 30Rank: 30Rank: 30Rank: 30
  1. +关注
地板
发表于 2017-5-16 08:08:37 |只看该作者
感谢楼主的无私奉献

46主题 4听众 581积分
一星工程师
Rank: 6
  1. +关注
地下室
发表于 2017-5-16 09:19:31 |只看该作者

谢谢楼主分享,已学习

46主题 4听众 581积分
一星工程师
Rank: 6
  1. +关注
6#
发表于 2017-5-16 09:19:59 |只看该作者

谢谢楼主分享,已学习过了

28主题 2听众 4255积分
三星高级工程师
Rank: 108Rank: 108Rank: 108
  1. +关注
7#
发表于 2017-5-16 11:06:31 |只看该作者
值得学习!谢谢楼主分享!

6主题 10听众 4674积分
三星高级工程师
Rank: 108Rank: 108Rank: 108
  1. +关注
三十而立
8#
发表于 2017-5-16 21:00:48 |只看该作者
谢谢楼主分享

0主题 0听众 39积分
技术员
  1. +关注
9#
发表于 2017-5-17 18:57:05 |只看该作者
外围护保温,外装饰、内装饰应该多介绍下

867主题 88听众 4603积分
三星高级工程师
Rank: 108Rank: 108Rank: 108
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七天大胜
10#
发表于 2017-5-18 08:26:51 |只看该作者
感谢楼主的分享

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