在建筑工业化进程中,装配式建筑与集成建筑在核心逻辑、技术体系和应用价值等方面均存在显著差异。集成建筑作为一种更高级的工业化建筑形态,突破了传统建造方式的局限,已成为推动建筑业向绿色化、智能化转型的关键力量。通过对装配式建筑与集成建筑在定义、核心技术特征和技术体系等方面的系统比较,深入揭示了两者的本质区别,并对集成建筑的独特价值进行了详细阐述。
通过在工厂标准化生产梁、板、柱、墙体等构件,并运输至现场进行拼装,替代了部分现场浇筑工序,显著提高了建筑质量和施工效率,减少了现场劳动力需求和人为误差,为建筑现代化发展创造了有利条件。同时也将建筑的“工地”由一片混乱的工地变成了一片安静的“工厂”,极大的提高了建筑的现代化程度。通过深入分析传统建筑中'现场湿作业多、施工效率低'等问题,将'构件预制化'理念发展到极致,推动了装配式建筑技术的革新,如预制混凝土叠合板、预制钢结构构件等均属于装配式建筑的典型应用。
尽管装配式建筑实现了构件预制化,但其主要局限在于仅实现了单一构件预制,各系统(如结构、水电、暖通等)在现场仍相对独立,导致大量管线连接和构件衔接工作难以避免,出现'预制率高但集成度低'的问题,制约了整体建造效率和品质的提升。
深入分析集成建筑可以发现,其核心理念在于'全系统集成和全生命周期覆盖',不仅实现了构件预制,更将建筑的结构、围护、设备、内装和运维等各系统设计整合推向极致。通过以“模块”为基本的集成化的建筑方案,将工厂中所完成的各个单一的居住、商业的基本的功能模块、配套的水电、软装、智能系统的全预装直接“拆货”至现场,只需通过标准的、可互换的、方便的接口就能将各个“模块”之间的相互的“接口”做一个简单的“拼接”就可实现“即装即用”,从而达到“建筑功能的集成化”的目的。
采用工厂化、标准化的高效拼装方式,文旅集成建筑民宿可在工厂完成墙体保温、卫浴安装和智能家居调试等工作,现场仅需通过螺栓连接3个模块即可形成完整民宿,其效率和整合程度远超传统装配式建筑。
对比维度 |
装配式建筑 |
集成建筑 |
建造核心 |
构件预制与现场组装 |
全系统集成与模块一体化 |
工厂参与度 |
仅完成构件生产,现场需大量二次作业 |
完成模块内全功能预装(结构 + 水电 + 内装 + 智能) |
系统整合度 |
结构、水电、暖通等系统相对独立,现场衔接多 |
各系统深度整合,模块内已实现功能闭环 |
现场施工周期 |
较传统建筑缩短 30%-50%,但仍需 1-3 个月 |
模块拼接周期极短,小体量项目 1 周内完工,大体量项目周期缩短 60%-80% |
个性化适配性 |
依赖构件标准化,个性化调整需重新设计构件,成本高 |
支持 “标准化模块 + 定制化功能”,可通过模块组合与内部微调满足个性化需求 |
全周期价值 |
聚焦建造阶段效率提升,运维阶段需单独对接各系统 |
覆盖 “设计 - 建造 - 运维 - 回收” 全周期,可通过智能系统实现运维智能化 |
集成建筑之所以可以达成"全系统整合"的效果,关键就在于它那套与众不同的技术体系,而这,恰恰也是它和装配式建筑在技术层面最核心的差异所在:
以最小可独立功能单元(如18㎡的集成居住模块,包含卧室、卫浴和收纳等完整生活功能)为基本设计单位,通过标准化接口设计实现模块间的灵活组合与拆分,显著提升了建筑的可塑性和可重复利用性。借助将2个居住的“功能单元”+1个公共的“功能单元”巧妙的“组合”就可组成一栋具有较高的居住性和便利性的家庭住宅,3个商业的“功能单元”也可将其拼接成一间小型的便利店等,可实现模块的“高效的”超80%的“复用”,而传统的装配式建筑只能实现单一的构件的“简单的”“复用”却无法实现“功能单元的灵活的组合”等更高的“装配式建筑”的综合利用价值。
基于BIM全流程精细建模,可预先规划模块拼接精度、管线走向和空间布局,确保工厂预制与现场组装几乎零误差,显著提升集成建筑精度。例如,某集成建筑产业园项目采用该技术,将模块拼接误差控制在±3mm范围内,远优于装配式建筑构件衔接的±10mm误差。
采用将整套的“结构-围护-设备-内装”都在工厂中先完成了模块的全系统的预装手段,既可保证了建筑的结构上形成了一个稳定的轻钢龙骨的OSB板的框架,又可将保温的棉、防水的透气膜、外的墙的装饰层一次性地都集成到这一模块中去;同时也将水电的管线、空调、智能的传感器等都提前地预埋好等等,待到将这一模块就地安装好后,再将地板、墙面、家具的软装等都同步地一并安装就可全部完成一栋集成的建筑了。采用简单的管线接口就能将“水、电、气、信号”等各种资源的“通水通电即用”带给现场手段,极大地提高了工作效率和使用便利性。
尽管装配式建筑已实现构件预制化,但水电管线开槽预埋和内部装修等工作仍需在构件组装完成后单独进行。如装配式混凝土建筑所示,现场管线衔接工作约占工程总工期的20%。但相比之下,集成的建筑就大大地提高了施工的效率,其现场的管线的衔接的时间也仅仅只占了总的施工时间的5%左右。
采用集成的智能运维系统手段,我们就可以对建筑的各个模块的温湿度、结构的应力、各类的能耗等都进行实时的监测和分析,当模块内的管线出现了泄漏的迹象、结构的形变等都能由系统的自动的预警;同时也可通过我们手机的APP对模块内的照明、空调等的远程的控制,实现了能耗的最大限度的优化。如某个集成的建筑人才公寓项目的案例就通过了智能的运维系统的运作,其每年的能耗都能降低25%,同时也将原有的运维成本给减少了30%。
但随着装配式建筑的不断发展,其尚未形成相应的全周期的运维体系,使得后期的维护均需依赖人工的巡检,既不仅效率低下,也经常会因人为的原因而遗漏了许多隐蔽的工程问题如管线的老化等,无法真正的实现了“全周期的价值管理”。
凭借集成的建筑技术,就可以在地震、洪水等大灾难的后期,实现了“48小时的快速部署”——如50套集成的应急模块(含了住宿的、医疗的、指挥的等各方面的功能)都能由工厂的24小时的生产出来,再将其运输至现场后只用6小时就能将其拼接起来,就为灾民提供了即时的安置的空间。但作为对应急的“时效性”的紧迫要求,装配式建筑的构件却只能在7-10天的时间内完成运输与现场的组装,显然已不能满足应急的“时效性”的需求。
以如今的文旅景区、精品露营地等场所为代表的项目,对建筑的“颜值”与“落地速度”都提出了较高的要求,而集成的建筑不仅可以对外观的木纹、涂鸦、玻璃幕墙等做到“随意定制”,同时也能实现“30天建成10套网红的民宿集群”等这样的高效的投产,如某山区的营地项目就通过12个集成的建筑模块的组合就能组成一个星空的民宿,开业首月的入住率就能达90%,而装配式的建筑仅仅完成了主体的结构就需45天,难以适配文旅项目的“旺季前投产”的这样高的需求。
凭借将新农村的建设、人才的高档公寓等一系列的民生工程的需求都融入到了集成的建筑中,就能实现一键即可的“精装交付+全功能的配套”如某个规模不小的人才公寓的项目就将每一套的集成的建筑的模块都包含了卧室、厨房、卫浴等一应俱全的同时又将预装了智能的家居系统等一应俱全的将无数的烦琐的装修、布置的过程都由集成的建筑一一代替了,而只需租户将包装的行李拎了上来就可直接入住了,而目前装配式的住宅虽然也能实现了结构的预制,但其内装的与设备的安装都还需2-3个月的交付的周期都远长于集成的建筑.。
借助集成建筑的“3.0 时代”(系统在集成化发展的大潮中,我们不仅实现了建造效率的进一步提升,更推动了建筑行业向‘绿色化、智能化、服务化’的全面转型。
依托集成建筑的高效推广,目前工厂预制率已超过90%,现场湿作业基本被消除,建筑垃圾排放量仅为传统建筑的5%,钢材、木材等回收率均达到85%以上。同时,模块内的保温、节能的系统的设计也可将建筑的运营的能耗降低30%以上,某集成建筑的产业园的全周期的碳排放就比装配式的建筑的减少了40%,比传统的建筑的都减少了65%。
基于内置智能传感器与完善物联网系统的集成,近期已将建筑的‘环境自适应调节’(如根据人流自动调节空调温度)及‘故障自动预警’(如水管泄漏实时报警)等一系列高科技应用推向了极致。甚至还将光伏的发电和储能的系统等都打造了“近零的碳的智能建筑”,将传统的建筑从“被动的使用的产品”推升为“主动的为我们所服务的智能的空间”。
其集成服务不仅涵盖建筑建造,更延伸至建筑后期运维管理及空间高效运营等全方位服务领域。如同某家专门为人才公寓量身打造的“租赁+保洁+社群运营”的一站式服务平台一样,力求将“住”升级为“生活”,从而彻底改变了以往的房产服务模式,将房产从单一的物质性向更高的生活性和服务性升级。采用灵活的模块化布局,可根据季节变化调整空间功能,例如将淡季的住宿模块改造为仓储模块。借助对资产的充分合理的利用,有效地实现了“建造—运营—增值”的全方位的闭环的良好运行。然而,对全周期的服务能力的要求,却让大部分的装配式建筑企业都感到了巨大的挑战。
通过区分‘构件预制’与‘系统集成’,我们不仅解决了传统建筑工法中‘效率低’的基础问题,更将建筑效率、品质、环保及智能化水平提升至全新维度。伴随着建筑领域对“绿色发展、智能应用、服务升级”要求的持续提高,集成建筑依靠其强大的全系统整合实力,以及贯穿项目全周期的服务价值,正逐步成为建筑工业化的核心发展方向。这一趋势不仅引领着行业从单纯追求“规模扩大”向注重“质量与效益”并重的方向转变,更为未来城市的构建铺设了高效且可持续的发展路径。
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2021-03-29
2021-03-17