装配现实宇宙，打造“元装楼”
2022.07.22
Metaverse and Yuan Building
1. 元宇宙与元装楼
2021年被称为 元宇宙元年，在这个新兴的“虚实相融的互联网应用和社会形态的虚拟宇宙”中，一度被称为夕阳产业的地产行业也不断探索着新的迸发点，短短两年时间，数字经营、虚拟地产这些新概念不断冲进人们的视野中。
虚拟现实固然玄幻，不过人终究是真实存活在社会中的实体，虚拟世界的纷纷扰扰总归绕不开人作为生物而存在的基本需求--吃上更好的美食，穿上更合身的衣衫，以及 住上更理想的房子。
不同于在虚拟宇宙中盖楼仅需要充满想象力地“圈地”与“扩张”，在已经具备成熟的秩序与规则的现实社会中，要想竖起一座新的高楼需要平衡更多复杂的需求与利益：业主对房住品质的需求日益增长，政府部门对施工作业带来的垃圾与噪声管控日益严格，开发商对生产提效与工期缩减的需求日益迫切……为更好地适应市场，从设计层面解决上述问题，我司倾力打造的系列新型产品 “元装楼” 应用而生。
Definition of " Yuan "
2. “元” 的释义
2.1 标准元
之于结构，他叫 “有限元”。将复杂的结构体通过离散-组装的单元化思想简化分析，正是结构分析的有效工具。宏观构件之间连接，演绎在微观单元之间的边界条件中，这种已经相当成熟的计算模拟形式给予了“元”装建筑最可靠的安全保障！
之于建筑，他叫 “标准化”。将复杂的建筑元素化繁为简，将其中相近的内容归纳合并为一个“元”，并减少种类数量，提高相同对象占比，这正是推动装配式建筑正向设计的核心要素！
建筑的 标准元 可按照设计流程分为以下五类：楼座元，户型元，厨卫元，卧室元，构件元。分别代表：同一小区内同种楼座的不同组合，楼座内同种户型的不同组合，一个户型内同种厨卫，卧室的不同组合，一个楼座有相同构件的不同组合。
以我司所设计的实际案例来说明：
顺义临河某项目地上建筑面积共计73,127平米，21个楼栋，如图所示仅使用A与B两种户型落实设计标准化，以户型的三联拼、双拼、混拼以及不同的建筑高度来区分建筑的个性化。
两种户型对称拼接为一个单元，两种核心筒，两种厨房标准元，三种卫生间标准元。
2.2 信息元
“元” 其二，取自新型建造模式所衍生出的扩展释义：信息元 (meta) 装配。随着扎克伯格高调提出“元宇宙 (metaverse) ”的新概念，致力于将现实世界信息数字化，虚拟化，与人类世界映射交互，我们建筑行业的“元世界”，却已经悄然成为助推装配式发展的新平台 -- BIM (building information model)。
“装配式”不止于结构构件的装配，BIM元世界有机的整合建筑模数化设计、设备管综集成设计、以及结构构件设计，“元装”技术 有序的进行着智能化建造与产业化协同推进。在BIM元世界中有序的发展智能建造，不仅是促进建筑业转型升级、实现双碳目标的必然要求，也是推进新型城市建设，拉动内需构件新发展格局的重要举措，更是抢占科技竞争制高点、提升建筑业国际竞争力的有力抓手！
我司设计的三一云谷嘉苑项目，利用三一筑工和北京构力共同研发的PKPM+SPCS装配式只能深化设计软件，全面搭载基于完全自主研发的国产化BIMBase平台，做到了将土建以及设备电气相关设计资料三维立体呈现，完成单元化构件拆分和详图设计，并将信息以数字驱动形式与工厂、工地对接，数字化打通构件设计、生产、交付全流程，实现全周期、全角色、全要素在线协同，构件产业链融合的新型智能建造场景。实现了以数字化的“信息元”打通设计、生产、施工、运维四大环节，推动装配式智造驱动建筑产业现代化的升级。
数字化的构件生产全流水线，保证了部品的精度以及安装的有序与完整。
正是：
钢作骨，砼铸血，骨血成元，
标准搭建，组之广厦矗百年！
拟于数，显为字，数字化元，
弹指挥间，作骨铸血千万篇！
Assembly of Standard Yuan
3. 标准元的组装
历经上世纪50年代咱们国家较为初步的装配式尝试，东拼西凑的“拼装”建筑并不具备可靠的安全系数，因此整体性更好的现浇混凝土才大行其道。“元装”不是“拼装”，构件与整体的连接形式更合理，不是原装却胜似原装，这就是装配式建筑 “等同现浇” 的设计概念。强节点弱构件的理念指导下，“元装楼”所基于的整体装配式混凝土结构体系，质量保证完全不会弱于整体现浇楼栋！
“等同现浇”指的是，即使结构体由预制单元与非预制区（现浇区）两部分构成，但是由于连接处保证了与现浇体系完全相同的钢筋连接方式，使得结构整体性能与现浇无异。目前较为常见的墙体连接方式为套筒灌浆连接。
但“装”的方式不仅仅如此，我司产业化技术中心不断实践和探索新型装配体系。
① 双面叠合墙体系（SPCS体系）
SPCS体系为全部或部分抗侧力构件采用钢筋焊接网叠合剪力墙、叠合柱的装配整体式混凝土结构，简称叠合结构。叠合构件在满足承载力设计的同时，起到了模板的作用，最终同样是由混凝土灌入墙板空腔内保证结构整体的 “元装” 性。
三一筑工云谷项目SPCS体系
【项目地点】湖南省长沙市【建筑面积】230,000㎡
【产品特点】高品质住宅
【设计特点】新型双面叠合墙体系住宅；智能建造；多轮装配式方案比对分析；
② 纵肋叠合剪力墙
纵肋叠合剪力墙体系，特点是墙体构件下半部有一个大空腔，墙体上下连接时，位于下部的墙体竖向钢筋伸入上部墙体的空腔内，最终由混凝土注入空腔保证构件之间的“元装”连接。
通州某住宅项目纵肋叠合体系
【项目地点】北京市通州区【建筑面积】125,000㎡
【产品特点】高层住宅
③ 多孔板体系
空心板剪力墙结构体系，特点是预制混凝土墙体设置一定间距的通孔，通孔内分别配置有钢筋笼及钢筋网片，最终由混凝土注入通孔保证构件之间的连接，形成“元装整体”。
通州区宋庄某项目多孔墙板体系
地上建筑面积：17.7257万平米，最高八层，55个楼栋。
④ 多层不出筋墙板体系
多层不出筋体系，特点是竖向依然使用常规套筒灌浆连接，而水平向并非由钢筋伸出连接，而是采用间距较大的软锚环，形成“弱连接”体系，弱连接段最终依旧由混凝土浇筑形成完整的“元装”体。
石景山某项目不出筋墙板体系
我们不断探索和实践装配式新型体系-多层不出筋墙板体系。7层以下洋房类产品采用锚环等新型连接方式，加快了施工速度，提高了生产效率，解决了出筋问题。
⑤ 快建框架体系
快建框架体系，特点是以框架为主导的结构主体构件均为全预制，构件之间依靠螺栓连接以及焊接连接，真正意义上最接近“乐高搭积木”式的建造！
顺义高丽营某项目快建框架体系
【项目地点】北京市顺义区高丽营镇于庄地区
【建筑面积】402,200平方米
【项目特点】针对低密住宅的装配式设计，践行了快建框架新型体系。
新体系的探索远不止于上述五种类型，在国家大力推动之下，装配式体系百花齐放，我们也在不断给 元装楼 注入新鲜的血液：大直筋波纹管通高连接的新型模式对于剪力墙体系概念都是一种革新，新型钢结构装配式住宅从节点技术入手克服了防火、防腐的痛点同时提高舒适感以及空间感……
作为 “元装楼” 的 打造者，住宅产品的引领者，全面住宅产业化的践行者，维拓产业化技术中心 以标准化数字化、智能化升级为动力，不断研究和实践新型产业化体系，打造了诸多装配式精品工程。同时推动产品升级和产业链延伸，联合众多上下游优秀的战略合作伙伴提供咨询、研发、设计、生产一体化综合服务。
围绕打造“元装楼”这一核心理念，我们不仅可以提供装配式全专业咨询服务，装配式建筑产品研发，还可以进行装配式详图设计，以及装配式全产业链整合服务。
（作者：冷冬梅、刘亦亨）
