今天為大家介紹的是“一體化建造”系列：以一體化建造的系統(tǒng)論推進裝配式建筑高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展！“一體化建造”系列包括系統(tǒng)工程理論、系統(tǒng)設(shè)計理念、技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)設(shè)計方法、“三個一體化”的建造方式。以下詳細說一下這五大“一體化建造”系列：

一、系統(tǒng)工程理論

“系統(tǒng)工程”是實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化的管理工程技術(shù)理論基礎(chǔ)，發(fā)端于二戰(zhàn)之后，是二戰(zhàn)后人類社會若干重大科技突破和革命性變革的基礎(chǔ)性理論支撐和方法論。比如美國研制原子彈的曼哈頓計劃和登月火箭阿波羅計劃就是系統(tǒng)工程的杰作。我國兩彈一星以及運載火箭等重大項目的成功，也是受惠于錢學(xué)森先生將系統(tǒng)工程的理論和方法引入并結(jié)合了我國國情的需要。今天，我們發(fā)展裝配式建筑，就是要向制造業(yè)學(xué)習(xí)，建立起工業(yè)化的系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)和方法，將裝配式建筑作為一個完整的建筑產(chǎn)品來進行研究和實踐，形成以達到總體效果最優(yōu)為目標(biāo)的理論與方法，才能實現(xiàn)裝配式建筑的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展?；谏鲜鲈颍瑧?yīng)該有針對性地將一體化建造方法作為一個系統(tǒng)工程來研究和實踐，并遵循以下原則：

1．一體化建造的系統(tǒng)工程研究應(yīng)采用先決定整體，后進入部分的步驟。即先進行建筑系統(tǒng)的總體設(shè)計，然后再進行各子系統(tǒng)和具體問題的研究。

2．一體化建造的系統(tǒng)工程方法應(yīng)該以整體最佳為目標(biāo)，通過綜合、系統(tǒng)的分析，利用信息化手段來構(gòu)建系統(tǒng)模型，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使之整體最優(yōu)。

3．一體化建造應(yīng)做到近期利益與長遠利益相結(jié)合，社會效益、生態(tài)效益與經(jīng)濟效益相結(jié)合。

4．一體化建造應(yīng)該以“三個一體化”的系統(tǒng)思想為指導(dǎo)，綜合集成各學(xué)科、各領(lǐng)域的理論和方法，實現(xiàn)專業(yè)間不同階段的融合、跨界、集成創(chuàng)新。

5．一體化建造研究強調(diào)多學(xué)科協(xié)同，應(yīng)按照“系統(tǒng)工程”的要求組成一個專業(yè)配套度高，知識結(jié)構(gòu)合理的共同體并采取科學(xué)合理的協(xié)同方式。

6．一體化建造的各類系統(tǒng)問題均可以采用系統(tǒng)工程的方法，本方法具有廣泛的適用性。

7．一體化建造應(yīng)該用數(shù)學(xué)模型和邏輯模型來描述系統(tǒng)，通過模擬反映系統(tǒng)的運行、求得系統(tǒng)的最優(yōu)組合方案和最優(yōu)的運行方案。

二、系統(tǒng)設(shè)計理念

系統(tǒng)工程理論是裝配式建筑設(shè)計的基本理論。在裝配式建筑設(shè)計過程中，必須建立整體性設(shè)計的方法，采用系統(tǒng)集成的設(shè)計理念與工作模式。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

1．要建立一體化、工業(yè)化的系統(tǒng)方法。設(shè)計伊始，首先要進行總體技術(shù)策劃，要先決定整體技術(shù)方案，然后進入具體設(shè)計，即先進行建筑系統(tǒng)的總體設(shè)計，然后再進行各子系統(tǒng)和具體分部設(shè)計。

2．要把建筑作為整體的對象進行一體化設(shè)計。裝配式建筑設(shè)計應(yīng)實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)之間在不同階段的協(xié)同、融合、集成，實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、機電、內(nèi)裝、智能化、造價等各專業(yè)的一體化集成設(shè)計。

3．要以實現(xiàn)工程項目的整體最優(yōu)為目標(biāo)進行設(shè)計。通過綜合各專業(yè)的系統(tǒng)，進行分析優(yōu)化，采用信息化手段來構(gòu)建系統(tǒng)模型，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能質(zhì)量，使之達到整體效率、效益最大化。

4．要采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法，遵循“少規(guī)格、多組合”的原則進行設(shè)計。需要建立建筑部品和單元的標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)模塊、統(tǒng)一的技術(shù)接口和規(guī)則，實現(xiàn)平面標(biāo)準(zhǔn)化、立面標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和部品標(biāo)準(zhǔn)化。

5．要充分考慮生產(chǎn)、施工的可行性和經(jīng)濟性。設(shè)計要充分考慮構(gòu)件部品生產(chǎn)和施工的可行性因素，通過整體的技術(shù)優(yōu)化，進而保證建筑設(shè)計、生產(chǎn)運輸、施工裝配、運營維護等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)一體化建造。

三、技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成

對于建筑技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成，按照系統(tǒng)工程理論，可將建筑看作一個由若干子系統(tǒng)“集成”的復(fù)雜“系統(tǒng)”，主要包括主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、內(nèi)裝修系統(tǒng)、機電設(shè)備系統(tǒng)四大系統(tǒng)，如圖1-1所示。其中：

1.主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)按照建筑材料的不同，可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)建筑和各種組合結(jié)構(gòu)。其中，混凝土結(jié)構(gòu)是建筑中應(yīng)用量最大、涉及建筑類型最多的結(jié)構(gòu)體系，包括：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-現(xiàn)澆剪力墻(核心筒)結(jié)構(gòu)體系等。

2.外圍護系統(tǒng)

外圍護系統(tǒng)由屋面系統(tǒng)、外墻系統(tǒng)、外門窗系統(tǒng)等組成。其中，外墻系統(tǒng)按照材料與構(gòu)造的不同，可分為幕墻類、外墻掛板類、組合鋼（木）骨架類等多種裝配式外墻圍護系統(tǒng)。

3.內(nèi)裝修系統(tǒng)

內(nèi)裝修系統(tǒng)主要由集成樓地面系統(tǒng)、隔墻系統(tǒng)、吊頂系統(tǒng)、廚房、衛(wèi)生間、收納系統(tǒng)、門窗系統(tǒng)和內(nèi)裝管線系統(tǒng)8個子系統(tǒng)組成。

4.機電設(shè)備系統(tǒng)

機電設(shè)備系統(tǒng)包括給排水系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、強電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和其它系統(tǒng)等。

四、系統(tǒng)設(shè)計方法

1標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是裝配式建筑工作中的核心部分。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是提高裝配式建筑的質(zhì)量、效率、效益的重要手段；是建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工、管理之間技術(shù)協(xié)同的橋梁；是裝配式建筑在生產(chǎn)活動中能夠高效率運行的保障。因此，發(fā)展裝配式建筑必須以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為基礎(chǔ)。

發(fā)展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是以標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的工業(yè)化生產(chǎn)方式代替粗放的半手工、半機械建造方式。裝配式建筑通過計標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、建造裝配化，實現(xiàn)建造全過程程工業(yè)化，優(yōu)化整合產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)項目整體效益最大化。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法的建立，是實現(xiàn)建筑標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和集約化的開始，有利于建筑技術(shù)產(chǎn)品的集成，實現(xiàn)從設(shè)計到建造，從主體到內(nèi)裝，從圍護系統(tǒng)到設(shè)備管線全系統(tǒng)、全過程的工業(yè)化。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是實現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的基礎(chǔ)，專業(yè)化、協(xié)作化必須要在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的前提下才能實現(xiàn)。裝配式建筑是以房屋建筑為最終產(chǎn)品，其生產(chǎn)、建造過程必須實行多專業(yè)的協(xié)作，并由不同的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)協(xié)作完成，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的基礎(chǔ)就是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計；同時，部品部件的生產(chǎn)、制作也必須標(biāo)準(zhǔn)化，才有可能達到較高的精細化程度。因此，只有建立以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為基礎(chǔ)的工作方法，裝配式建筑的工程建設(shè)才能更好地實現(xiàn)專業(yè)化、協(xié)作化和集約化，這是實現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的前提。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計有助于解決裝配式建筑的建造技術(shù)與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)之間的不協(xié)調(diào)、不匹配、甚至相互矛盾的問題；有助于統(tǒng)一科研、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、施工和管理等各個方面的認識，明確目標(biāo)，協(xié)調(diào)行動，進而推動裝配式建筑的持續(xù)、健康發(fā)展。

2一體化設(shè)計

一體化設(shè)計，也叫做集成設(shè)計，是指以設(shè)計的房屋建筑為完整的建筑產(chǎn)品對象，通過建筑、結(jié)構(gòu)、機電、內(nèi)裝、幕墻、經(jīng)濟等各專業(yè)實現(xiàn)一體化協(xié)同設(shè)計，并統(tǒng)籌建筑設(shè)計、部品生產(chǎn)、施工建造、運營維護等各個階段，充分考慮建筑全壽命周期的問題。

一體化協(xié)同設(shè)計采用建筑信息模型（BIM）技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各專業(yè)之間的高效協(xié)同與配合。一方面，一組協(xié)同的BIM模型可被各個專業(yè)共同使用，能夠完整地描述工程設(shè)計對象，真實反映建筑產(chǎn)品的信息。BIM技術(shù)為建筑工程提供了一種基于計算機模擬的可視化建筑模型，幫助各專業(yè)改進和優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計、施工和運維的質(zhì)量，減少浪費，創(chuàng)造價值。另一方面，BIM技術(shù)可以作為溝通協(xié)同的工作方式，為建筑產(chǎn)品提供了多方可以在同一個平臺上協(xié)作的工作平臺，創(chuàng)造了一種新型的項目管理和協(xié)作模式。

一體化設(shè)計在工程項目的各個設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮裝配式建筑的設(shè)計流程特點及項目技術(shù)經(jīng)濟條件，對建筑、結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備及室內(nèi)裝修進行統(tǒng)一考慮，保證室內(nèi)裝修設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備及管線、生產(chǎn)、施工形成有機結(jié)合的完整系統(tǒng)，實現(xiàn)裝配式建筑的各項技術(shù)系統(tǒng)得到協(xié)同和優(yōu)化。

3系列化設(shè)計

系列化設(shè)計是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的延展。通過分析同類建筑的規(guī)律，分析其功能、需求、構(gòu)成要素和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，歸納總結(jié)出結(jié)構(gòu)基本型式、空間組合關(guān)系、立面構(gòu)成邏輯、機電設(shè)備選型和內(nèi)裝部品組合，并做出合理的選擇、定型、歸類和規(guī)劃，這一過程即為系列化設(shè)計。系列化設(shè)計包括模數(shù)協(xié)調(diào)系列、建筑標(biāo)準(zhǔn)系列，以及系列設(shè)計等內(nèi)容。

裝配式建筑的系列化設(shè)計與工業(yè)產(chǎn)品的系列化設(shè)計相比，內(nèi)容更加寬泛，既可以是整體的系列化方式，也可以是部分的系列化方式。比如，保障性住房基于面積劃分的套型系列，既包括住宅面積、空間、配套等的系列化，也包括機電設(shè)備、裝飾裝修等的系列化。許多房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)會界定不同的投資標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和售價標(biāo)準(zhǔn)，制定不同的產(chǎn)品系列。

建筑系列化首先需要選擇對建設(shè)對象起到主導(dǎo)作用的參數(shù)，如造價、性能、配置等，然后對這些參數(shù)進行分檔、分級，確定合理的規(guī)格、形制和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足建設(shè)和使用的需要，并為指導(dǎo)用戶選擇提供依據(jù)，并用于指導(dǎo)設(shè)計、生產(chǎn)、施工和銷售。系列化設(shè)計就是實現(xiàn)建筑系列化的設(shè)計過程。

四、多樣化設(shè)計

縱觀建筑發(fā)展史，建筑多樣化是人類的不同種群在多樣化的自然環(huán)境中發(fā)展演變而形成。最早的“巢居”、“穴居”、“棚屋”、“干欄式房屋”等作為庇護所的建筑，均是人類的祖先利用其現(xiàn)有的生存條件，因地制宜發(fā)展起來的。人類生存環(huán)境的多樣化，造就了古代建筑的多樣化。以古希臘、古羅馬、古代中國等為代表的經(jīng)典建筑，就是這些地區(qū)受到氣候、水文、地理、建材、資源環(huán)境等物理條件和種族、宗教、戰(zhàn)爭、災(zāi)害等歷史條件的影響而產(chǎn)生的建筑多樣化典范。

近現(xiàn)代以來，隨著人類社會的發(fā)展進步，在工業(yè)化、信息化和互聯(lián)網(wǎng)等的沖擊下，以地球村為特點的全球化浪潮，削弱了人類文化的多樣性。在此背景下，日益活躍的全球化建筑活動，形成了“國際式”、“千城一面”、“千篇一律”等與建筑多樣化相對立的建筑現(xiàn)象。因此，建筑創(chuàng)作需要更加關(guān)注地域性、歷史性、民族性、人文性的元素，在全球化浪潮中保持建筑的本土性和多樣化。

在裝配式建筑發(fā)展中，“多樣化”與“標(biāo)準(zhǔn)化”是對立統(tǒng)一的矛盾體，既要堅持建筑標(biāo)準(zhǔn)化，又要做到建筑多樣化，的確不易。梁思成先生在《千篇一律與千變?nèi)f化》一文中的論述，比較清楚地說明了標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的辯證關(guān)系，“在藝術(shù)創(chuàng)作中，往往有一個重復(fù)和變化的問題，只有重復(fù)而無變化，作品就必然單調(diào)枯燥；只有變化而無重復(fù)，就容易陷于散漫零亂”。在建筑創(chuàng)作中，標(biāo)準(zhǔn)化就像七個音符和各種音調(diào)，多樣化就像用這些音符和音調(diào)譜成的樂章，既有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)律，又能做到千變?nèi)f化。建筑標(biāo)準(zhǔn)化包括建筑功能多樣化、空間多樣化、風(fēng)格多樣化、平面多樣化、組合多樣化和布局多樣化等。

五、“三個一體化”的建造方式

按照系統(tǒng)工程理論方法，裝配式建筑需要遵循“建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化，設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化，技術(shù)、管理、市場一體化”（簡稱三個一體化）的建造方式。主要解決三個制約裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵問題：一是建筑、結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、裝飾裝修各專業(yè)之間缺乏協(xié)同設(shè)計，只重視結(jié)構(gòu)的裝配化，不注重建筑圍護系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)和機電設(shè)備系統(tǒng)的集成和配合，影響裝配式建筑技術(shù)持續(xù)發(fā)展的問題；二是建筑設(shè)計、加工制造、裝配施工各自分隔，設(shè)計不能滿足工廠加工生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配施工的需要的問題；三是傳統(tǒng)的施工組織管理模式下，產(chǎn)業(yè)鏈碎片化割裂嚴重，生產(chǎn)關(guān)系不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需要，沒有實現(xiàn)技術(shù)、管理、市場的有效整合問題。

1.建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化

從系統(tǒng)化設(shè)計角度，建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修一體化主要解決工程設(shè)計層面的專業(yè)協(xié)同問題。在工程設(shè)計過程中，通過建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修等各專業(yè)的一體化設(shè)計，主要是解決各專業(yè)技術(shù)之間的協(xié)同配合，設(shè)計出完整的最終產(chǎn)品（建筑）。在設(shè)計過程中通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的模數(shù)、模塊，形成統(tǒng)一的技術(shù)接口和規(guī)則，實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修之間的專業(yè)協(xié)同；在實施路徑上，通過采用BIM信息化手段，確保各個專業(yè)在同一個虛擬模型上統(tǒng)一設(shè)計，實現(xiàn)“建筑結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備和裝飾裝修的一體化，最終形成完整的高質(zhì)量的設(shè)計產(chǎn)品。

2.設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化

從工程建設(shè)角度，設(shè)計、生產(chǎn)、施工一體化主要解決工程建造全過程的協(xié)調(diào)配合問題。在工程建設(shè)中，需要各主要環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)配合，解決技術(shù)鏈之間的有效銜接，形成高度的組織化管理，向管理要效率和效益。通過切實可行的高效管理方法，解決設(shè)計、制作、施工之間相互脫節(jié)，各分包企業(yè)之間相互“扯皮”的問題，并將會有效地消解工廠化、裝配化帶來的增量成本，減少過程中的浪費，大幅度地提升工程建設(shè)的效率和效益。

3.技術(shù)、管理、市場一體化

從產(chǎn)業(yè)化發(fā)展角度，技術(shù)、管理、市場一體化主要解決以包代管的傳統(tǒng)模式下，產(chǎn)業(yè)鏈碎片化割裂嚴重，生產(chǎn)關(guān)系不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需要，沒有實現(xiàn)技術(shù)、管理、市場的有效整合問題。一直以來，我國建筑企業(yè)的技術(shù)與管理“兩層皮”，技術(shù)是技術(shù)，管理是管理，技術(shù)研究缺乏與管理體系的融合，缺乏市場的需求研究，造成技術(shù)成果難以轉(zhuǎn)化，技術(shù)成果和管理體系形成了束之高閣，可持續(xù)發(fā)展的能力不強。要提高企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展的能力，解決管理和運行機制不適合技術(shù)發(fā)展和市場需求的問題，需要實現(xiàn)“管理、技術(shù)和市場的一體化”。

一體化建造是發(fā)展觀的深刻變革。一體化建造方式具有工業(yè)制造的特征，所以需要建立以建筑為最終產(chǎn)品的系統(tǒng)工程理念，用工業(yè)化的設(shè)計思維和方法來建造房屋。一體化的建造過程是一個產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)流程，要通過建筑師對建造全過程的控制，進而實現(xiàn)工程建造的標(biāo)準(zhǔn)化、一體化、工業(yè)化和高度組織化。毫無疑問，倡導(dǎo)一體化建造既是一場建造方式的大變革，也是生產(chǎn)方式的革新，更是實現(xiàn)我國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新發(fā)展的必由之路。