香港在模块化建筑领域的发展与应用

以下文章来源于预制建筑网   ，作者唐耀南

专家介绍

 唐耀南

唐耀南（Thomas） 作为香港建造业议会行业发展，创新及科技发展总经理，他将自己的技术专长运用到装配式模块化建筑上，通过建造业工业化和数码化以促进和推动建造业现代化技术。他的团队为建造行业建立了网络研讨会平台，并继续改善网络知识共享设施，以鼓励互动和跨行业交流；网络研讨会平台亦加强了内地及香港业界人士的学术交流，以寻求更多合作空间。他还与香港建造学院和建造专业进修院校合作，提供专业培训，以作技能装备及推动建造业现代化的发展。

在加入建造业议会之前， Thomas曾参与在英国和香港的项目，从构思到竣工的各种项目设计方面都具有丰富的模块化/装配式创新的建筑设计经验，包括商业办公室、基础设施、音乐会剧院、赌场、酒店和高端住宅高层建筑。 他参与了项目管理和与多个工程技术咨询团队的协调。他与客户、著名建筑师和其他设计团队成员在标志性建筑的项目上紧密合作，以寻求最佳建筑方案。他曾担任国际建筑工程顾问公司的结构部门的技术总监，并为该公司国际技术小组的代表之一。 Thomas 曾担任首席工程师，参与香港首个 MiC 模块化钢结构高层建筑项目，并协助国内和国外的模块化建筑供应商成功取得屋宇署的“原则上认可”(IPA)，为香港工程供应MiC模块。

他曾参与的项目获得2011年The Concrete Society可持续发展奖、2012年入选IStructE结构奖、2013年获得IStructE Derrington建筑奖、2015年获得Steel Construction 设计奖和2020年香港工程师学会创新奖证书以表彰其在项目中执行的结构工程设计和创新方法的卓越表现。

     

演讲主题

香港在模块化建筑领域的发展与应用

     

内容分享

2020年8月14-15日，由江苏省建筑产业现代化创新联盟指导，预制建筑网、苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司联合举办的“第二届国际模块化集成房屋（建筑） 技术及应用研讨会”在江苏苏州尼盛万丽酒店成功举办！

8月14日论坛当天，与会领导与专家们从政府政策、行业环境、技术节点、商业模式等多角度进行探讨分享，激荡智慧，分享传播经验，与300多位参会者分享了宝贵的观点和经验，为模块化集成房屋（建筑）行业的快速健康发展提供指引和借鉴作用。

香港建造业议会成立于2007年，作为政府及业界的沟通桥梁，向政府反映建造业的需求。唐总通过视频介绍了香港建筑业目前面临的挑战：工地安全、建筑废物、环境破坏、质量监控、建造业工人老化。为鼓励建造业广泛採用创新的建筑方法和技术，以提高生产力、提升建筑质量、改善工地安全和改善环境质素，因此，香港特区政府促进领先採用MiC技术（组装合成法）。

「组装合成」建筑法是一种创新的建筑方法。 透过「先装后嵌」的概念，「组装合成」建筑法有助纾缓本地建造业当前面对的一些挑战。 将现场建筑工序转移至较易控制的厂房进行，在厂房中制造独立的「组装合成」组件（包括装饰工程、固定装置和屋宇设施），楼宇在组件送达工地前已大致上完成，从而减省现场施工工序，减少建筑过程受天气条件、劳动力资源和施工场地限制影响，同时有 利管理施工质素、提升建造业的生产力、安全性及可持续性。

模块建筑的特点

模块建筑的特点归纳起来有三个主要的特征。

1）建筑空间模块化。 建筑设计中，可以将建筑物按照模块的特点进行空间模块化的拆分，相比于预制混凝土结构里的预制构件拆分，模块建筑的模块化拆分需要考虑的问题更多，或者说进行建筑一体化和集成化设计的需求更高。在做空间模块化拆分时，不仅要考虑建筑功能，还要考虑设备系统设置、运输条件限值、现场吊装的场地限制、吊装顺序、吊装装置、防水抗渗措施等多种因素。空间模块化在设计中是非常重要的环节，对后期的建造速度、成本节约都有着较大的影响。

2）生产工艺的标准化。 模块建筑大部分的构件和部品都是在生产线上生产的，所以工艺的标准化对成本和效率都有较大的影响。同时，因为大部分的主体结构加工、装修和部品安装等都是在流水线上采用工业制造的手段生产出来的，建筑质量的均好性就能得到充分的保证。

3）建筑施工的装配化。 模块建筑的优势就在于速度，因此现场的装配化施工是非常重要的，其中最核心的就是连接。模块建筑的连接涉及两个方面。一个是模块与现场工程之间的连接，因为一般情况模块建筑的地下室和交通核是在现场完成的，所以模块如何与现场的结构体系进行连接，现场的精度如何满足模块的安装精度，这个是需要整体考虑和解决的。另一方面就是模块与模块之间的连接，这个连接的受力性能对结构体系的抗震性能有较大的影响，同时其便捷性与精度要求又对建筑体系的建造速度和建造质量有较大的影响，另外连接构造还需要考虑后期的维修检查的便捷性甚至是可更换、拆除的问题。

▲　集成模块陆运与海运

模块建筑的优势通过上述内容的介绍，可以总结出模块建筑的优势——质量优、速度快、绿色环保。1）质量优。因为建筑体系的大部分工序是在工厂完成的，因此质量可以有很好的保证。而且因为在工厂，可以把很多在现场施工难度很大的工作转变成简单的工作流程，比如现场的人工焊接可以变成工厂的机器人焊接，现场的吊顶设备安装可以变成工厂的平面作业等等，既方便了施工，又提高了质量。2）速度快。在速度方面，因为模块部分可以在工厂与现场施工同步开展制造，将传统的现场交叉作业转变为同步、独立进行，一般情况模块的吊装可以实现1-2天一层的速度。3）绿色环保。模块建筑在绿色环保方面的优势，不仅仅体现在材料的节约和现场的干净整洁上。由于质量可控，模块建筑可以很容易的实现各种低能耗、密闭性、环保性等绿色性能指标。同时模块建筑还可以实现模块单元的可拆除、异地重建、重复再利用等。

模块建筑的国内发展与应用

2008年，中国建筑设计研究院在国内最早开始针对高层模块建筑在国内的应用开展可行性研究以及试验研发工作，并相继与威信广厦模块住宅工业有限公司、中集模块化建筑投资有限公司、上海迅铸建筑科技有限公司等企业合作，已完成 镇江港南路公租房项目，雄安市民服务中心企业临时办公区、景德镇圣莫妮卡国际学校、深圳市第三人民医院二期工程应急院区医护人员公寓 等项目，并完成 《钢骨架集成模块建筑技术规程》（T/CECS 535-2018）、《箱式钢结构集成模块建筑技术规程》（T/CECS 641-2019） 等技术标准的编制工作，进一步促进了模块建筑在国内的应用推广。

建筑的产品概念

提到建筑设计与建筑工业化，我们首先需要厘清一个认识，即在建筑工业化的概念基础之上，建筑是否应该被视作一个工业产品。中国正处于工业化和城镇化的高峰期，一方面我们的生活充满工业制品，另一方面我们仍然居住在质量与性能不尽如人意的建筑中。我们在关注建筑形态的时候，极少关注部品间的逻辑关系与系统性能的关联；我们在关注建设成本的时候，极少关注子系统的匹配与全周期的成本关系；我们在关注建设量的时候，极少关注使用效果与精神层面的满足感。而模块建筑由于具有极高的工厂化生产和集成度，使得我们很自然地就可以将建筑视作为产品来思考，来建立与工业制造领域融合的建筑产业逻辑，同时更加深入地挖掘建筑智能制造的可行性与潜力。

建筑设计的产业统筹作用

在工业设计中，产品设计涵盖了企业形象、用户需求挖掘、用户体验分析、未来流行趋势等几个重要方面，以及制造生产、包装运输、品牌推广等各个环节。汽车设计、服装设计、家具设计都属于工业产品设计。但是作为经济体系中重要的支柱产业的建筑业，其建筑设计与工业设计在理念范畴与工作流程方面却存在较大的差异和距离。

现象一：业主主导的建筑设计。

有很多建筑行业的产品设计往往是业主主导的，所谓的设计师仅仅是制图者。这样一种状态带来的是一种恶性循环，业主的逐利思维、设计师的能力缺失、实施者的低价中标，无一不使得我们越来越远离产品设计的概念。

现象二：设计师的主导能力缺失。

现有的市场模式、管理体制、教育体制产生的建筑师，往往在建设过程中缺乏主导权，进而导致在理念确立、技术创新、体系优化、产品升级、成本与性能控制等方面的能力缺失。很多新技术的推进过程中，都缺乏设计师的身影。因此，我们急需在建筑行业建立设计的产业统筹概念，而模块建筑由于其高集成度和工厂化的特点，进一步加速了我们这种思维转型的速度。在建筑设计中，设计师需要建立系统化的顶层设计理念，将建筑看作一个系统工程，考虑实施的逻辑和技术体系的关联；在关注技术体系的同时，尤其重视接口技术实施的可行性，并确保制造理念在设计与管理中贯穿始终；在设计的方案之初，开展产业化技术选型的工作，将产业链条中的设计、制造、施工、运维等环节的技术体系在前期统一进行顶层设计，制定技术方案。良好的系统化思维和顶层设计可以为后期的项目实施节约大量的成本，避免不必要的工作反复带来的资源浪费和时间浪费。

智能建造的可能随着技术的发展、市场的需求、以及政策的指引，智能建造已经成为建筑领域开始探索和尝试的热点。

智能建造指在建造过程中充分利用智能技术和相关技术，通过应用智能化系统，提高建造过程的智能化水平，减少对人的依赖，达到安全建造的目的，提高建筑的性价比和可靠性。其包含的智能测绘、智能设计，智能施工、智能运维管理等内容也已经在众多企业中开展不同层面的研发创新工作。模块建筑也在此背景下得到更多跨领域从业者和投资者的青睐。模块建筑相比其他建筑体系，具有更高效的制造型生产系统，将在智能建造领域的实践探索中带来更早的实现可能以及更多的创造空间。据国外资料，模块建筑比传统的现场施工系统快20-50％，通过使用模块化库可节省近15％的设计时间。同时，由于大部分的建筑体是在封闭和可控的工厂环境中实现的，使得通过优化建筑体系的构造和工艺来提高生产线自动化水平，进而提高建筑质量降低建造成本，变得更具有可行性。因此，以建筑产业的设计统筹为前提，基于制造业的自动化生产条件，结合智能设计的技术发展与应用，模块建筑在未来的智能建造发展中将发挥更积极的引领作用，给使用者和建设者带来更多的惊喜。

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