新加坡及工业化设计评价方法简介.doc

新加坡的工业化设计评价方法简介亚洲混凝土协会工业化建筑体系委员会主席 土木工程学博士 陈振基新加坡国独立后经济快速发展，住房问题被放在首位。1961年，河水山的贫民窟发生大火，多达16,000人流离失所。建屋发展局负责建筑政府公屋，廉价提供给民众。直到今天，建屋发展局的主要任务仍然是建造公屋和新镇，全国高达87%的居民居住在公屋里。进入1980年代的新加坡经济发展迅速，政局稳定。失业率低至3%，国内生产总值每年以8%的速率增长。由于国内劳动力匮乏，所以新加坡的劳动力大部分由临近国家输入。半熟练和低成本的外劳导致建筑业生产率过低，工程质量也难以保证，这种情况引起了新加坡政府的重视。为了保持建筑业的竞争力和长期增长，政府决定进行一些根本性的改革，以提高建筑业的效率。原来提高生产率的方法集中在一些较低层次的做法上，包括控制外劳比率和申请外劳的配额，以及征收外劳劳工税等等。这些做法虽然限制了对外劳的需求，但建筑业的发展需要一些更高层次的做法，新加坡的建屋发展局（现在改为建设局，简称BCA）抓住了设计环节，认为建筑设计可以决定是否可以在施工期间使用高效率的方法，也就是要求设计出更容易建造的房屋，这就是推进工业化（或称为预制化）的方法，在工厂内按既定的工艺，把建筑构件预制好，这类构件如同所有工业化产品一样，制造过程划一，通过严格的质量检验，然后运到现场安装。这些预制厂往往设在马来西亚境内，这种情况与香港诸多工业利用大陆廉价劳动力和土地的情况很相似。新加坡政府早在2000年就制定了一份规范，全名是“Code of Practice on Buildable Design”（易建设计规范）。buildable来源于buildability（易建造性）。和constructability （易施工性）一样，是新出现的建筑名词，国内近几年有人开始研究。新加坡将buildability译为易建性，buildable Design译为易建设计，本文作者觉得将buildability译为宜建性较合适，意思是适宜于建造。为尊重新加坡行政当局的译法，本文沿用易建性的译法，是否合适，欢迎同仁指教。易建性设计的概念早在1992年就提出了，通过设计竞赛、交流会、讲座等多种形式推广，有数百家公司通过各种活动得到实际经验，在政府工程中得到了验证和认可。但在私人项目中却进展缓慢。后来政府决定以法规的方法对所有新的建筑项目实行“建筑物易建性评分”规范，并在2001年元月1日起执行。该规范规定建筑面积在5,000m2的项目必须满足最低的计分（score）要求，成为政府审批建筑项目的一项要求。此规范在2002、2004和2005年多次修订，现在执行的是2011年版。马来西亚也仿照新加坡的方法制定了自己的易建设计规范，内容极为接近。新加坡的规范中主要规定了不同建筑物的易建性的最低计分（score）要求，以及送审程序和计分方法。本规范中几个专业术语原文的解释如下：Buildability The extent to which the design of a building facilitates ease of construction. 易建性 一个建筑物容易建造的程度。Buildability ScoreThe score for buildability computed in accordance with Buildable Design Appraisal System as set out in the Code of Practice. 易建性计分 根据本规范易建设计评分体系计算得出的易建性计分。Labour Saving IndexA value given to a particular building system which reflects the relative difference in site labour productivity associated with the various structural and wall systems. A labour saving index is also given for the use of prefabricated reinforcement/cage in cast in-situ components. 劳动力节约指数 为某种建筑体系计算出的数值，反映不同结构体系或墙体体系劳动生产率的相对差异。在现浇构件中使用预制钢筋/钢筋笼也可给予劳动力节约指数。责任主体1，建筑物的业主、建筑师、结构师、承包商和其他介入设计和施工的人员必须熟悉有关易建性计分的法定要求。设计人应熟悉易建设计评价体系（Buildable Design Appraisal System，简写为BDAS），以便在诸多建筑体系和产品中选择以满足易建性最低计分要求。 2，业主有责任聘请有资格的人士做易建设计。从事设计和施工的有资格的人士应保证符合易建性要求。有资格的人士应联合申报设计达到的易建性计分，并保证施工按该设计进行。易建性计分要求易建性设计评价体系可参见本标准原文的附录。一个项目的易建性计分由三部分组成：第一部分 结构体系（最高50分）。根据所用结构体系评分。第二部分 墙体体系（最高40分）。根据所用墙体体系评分。第三部分 其他易建设计特点（最高10分）。根据标准化、模数尺寸和预制构件的使用评分。此外，如果项目中使用了预制的整体卫生间/厨房，或者预制庇护间，第三部分内可以加分。一个项目的得分最高为100分。图注：两种不同的结构体系，左图为框架体系；右图为大板体系图注：预制庇护间。新加坡政府要求每个住户单元内必须设有庇护间，以应急需。这类庇护间在楼面铺好后即整体吊装就位（作者2012年6月摄于新加坡某工地现场）易建性最低计分对于新建和改建/加建的工程，根据建筑物种类不同和建筑面积数，规定了新建工程的易建性最低计分（见下表）。从此表可看出，工业建筑的计分要求最高，原因是这类建筑标准化程度高，易于易建。表1新建工程种类易建性最低分，建筑面积为2,000m25,000m25,000m225,000m225,000m2有地产权的住宅60 (57)65 (59)68 (62)无地产权的住宅67 (64)72 (65)75 (68)商业用房69 (65)74 (72)77 (75)工业用房69 (67)74 (74)77 (77)学校64 (64)69 (69)72 (72)文化用房及其他60 (60)66 (66)69 (69)注：表中数字前者为2011年的要求，括弧中为2005年的要求。必须说明，表1的最低分是逐渐提高的，比如：有地产权的住宅19961998年期间，平均分数只有46。2002年提高到5258，2005年为5762，2011年提高到6068，可见易建性要求在逐步提高。改建/加建的工程易建性最低分可以降低。另外，如果项目是在2005年9月1日至2011年7月14日前送审的，易建性最低分可按2005年的标准执行，2011年7月15日后送审的，则执行新标准。如果建筑物是两种种类综合的，规定可以按加权比例计算。建设局设立了一个申诉委员会，专门受理申请豁免项目，比如老城区的翻新工程、宗教庙宇和专门的公用设施安装项目可以不受本法规的限制。申诉委员会根据具体项目的情况和严格的条款考虑和审批。规范的编制和推广在编制易建设计规范时，建筑业的反馈意见非常重要。新加坡国家发展部组建了两个委员会负责该法规的编制和平稳执行。这两个委员会由新加坡发展商协会、建筑师协会、工程师协会和测量师协会的代表联合组成。建筑业的代表参与十分重要，因为这表明这个规范是建筑业共同协商和努力的结果。在委员会开会前，BCA实际上已经从四个主要行业方面收集了大量的原始初步意见，包括设计师、承建商、预制件和钢结构制造供货商等。这些反馈意见有助于委员会集中解决主要问题和规范开始执行时可能产生的小问题。为了顺利执行易建设计规范，BCA举办了多个培训班，先后有数百名专业人士参加了这种培训班。BCA还主办一系列的讲座和交流会，出版了一本综合性的小册子，作为培训计划的一部分。另外也向房屋购买者推广该项计划，以期望易建型的房屋得到更广泛的认可和接受，特别是预制隔墙。为此，BCA在公共场所如购物中心等地举办展览会，以介绍预制隔墙和其他易建系统和产品。图注：预制空心隔墙板BCA还出版了一些书籍和辅导资料，以帮助建筑业人士熟悉易建设计规范，这些出版物包括：1， 预制混凝土和预制钢筋建筑指导2， 预制钢筋手册3， 结构预制混凝土手册4， 尺寸标准化指导。在公共房屋项目上得到成功后，BCA在私人住宅项目上也推广建筑预制件。报告表明，使用预制混凝土件并不会限制和影响建筑的外形和色彩设计。早期用预制件的建筑外墙相对单调，没有特色。随着预制技术的发展，建筑师在表面装饰方面有了很多选择。许多技术例如喷砂、酸洗、抛光、琢毛等可以造成所需的建筑效果。今天的预制装配式建筑比过去的更加有色彩和生气。图注：立面丰富的政府建公屋（作者2011年摄于新加坡）BCA的另一个报告是对三个新加坡住宅样板工程的调查报告。该报告讨论了将这三个工程从现浇混凝土转为预制混凝土的可能。报告显示，对发展商和购物者来说，预制设计和施工都是可行的方案。但发展商和设计师认为，没有必要选用全预制建筑系统。在许多情况下，最好的方案可能是综合了预制和现浇技术的设计方案。这个经验对刚刚起步踏上预制技术的国家或地区也是值得参考的。易建设计评分体系易建设计评分体系是BCA提出的，用来考核建筑设计对劳动力使用的影响。评分体系反映在易建性计分值上。易建性计分值越高，施工时消耗的劳动力越少。低于最低计分值的设计，建设局不会批准图则。建设局指出，易建性设计评分的目的是为了节省劳动力和提高施工质量，也提倡设计的多样化和创造性。实际上有许多例子证明，独特而有特色的设计一样可以得到较高的易建性设计计分。易建性设计评分体系的目的也并非单纯地推行预制化，固然预制化的易建计分值较高，但现浇结构可能也会得到较好的计分。这是新加坡推行这套评分体系必须解释的，以防止有人挑战这个制度。该局提出，易建设计最重要的考虑是所采用的建筑体系，可归纳为3S原则，即Standardization标准化、Simplicity简单化和Single integrated elements集成化。标准化就是结构构件、尺寸和节点的重复性。简单化是把结构体系设计得简单，避免使用复杂的模板，减少人工用量，提高劳动生产率。集成化就是把几种有关的功能组成一个构件，比如预制PC外墙板、整体卫生间就是很好的例子。易建性设计评分可分三部分进行：第一部分 结构体系Ss值，根据体系种类评分。 表2结构体系种类分类劳动力节约指标Ss预制混凝土体系全预制1.00预制柱/墙和预制楼板，无圈梁0.95预制柱/墙和预制楼板，有圈梁（高600mm）0.85预制梁和预制板0.90预制梁和预制柱/墙0.90预制柱/墙和预制板0.90仅用预制楼板0.70仅用预制柱/墙0.70钢结构体系钢柱和钢梁（无外包混凝土）0.95钢柱和钢梁（外包混凝土）0.85现浇体系无圈梁楼板0.90有圈梁（高600mm）楼板0.80密梁楼板0.85单向梁0.70双向梁0.45屋面体系中译文从略注：预制墙仅指承重墙如在现浇混凝土楼板、梁或柱中使用预制的钢筋笼/网，此部分的评分可以加0.03。第二部分 墙体体系Sw值，根据采用的体系种类评分。表3墙体体系种类劳动力节约指标Sw幕墙/全高的玻璃隔断墙/干墙板/预制框架1.00干墙板表面需贴石饰面或瓷砖0.90预制混凝土墙板表面只需刮腻子0.90表面需抹灰或贴石饰面或瓷砖0.60PC模板表面只需刮腻子0.75表面需抹灰或贴石饰面或瓷砖0.40现浇钢筋混凝土墙表面只需刮腻子0.70表面需抹灰或贴石饰面或瓷砖0.40精制砌块内墙表面只需刮腻子0.40表面需抹灰或贴石饰面或瓷砖0.10砖墙/砌块墙0.05注： 包括复合墙板、带龙骨的覆面板和可拆卸的墙板。 包括普通重量混凝土墙板、轻混凝土墙板和加气混凝土墙板。 在05版本中，没有精制砌块加抹灰这项；而砖墙和砌块墙的Sw值是0.30。图注：预制墙板在吊装中（作者摄于2012年新加坡某工地现场）第三部分 其他易建设计特点表4易建特点模数使用单位N值使用率70%90%90%以上1. 标准化1.1柱（三个最常用的尺寸）0.5M个数2.001.2梁（三个最常用的尺寸）0.5M个数2.001.3门洞宽(三个最常用的尺寸)0.5M个数1.001.4 窗洞宽(三个最常用的尺寸)1M个数1.002. 结构布置2.1a6层以上楼层高度重复0.5M个数1.502.002.1b6层以下楼层高度重复0.5M个数0.751.002.2a6层以上平面布置重复面积1.502.002.2b6层以下平面布置重复面积0.751.003. 其他3.1预制柱个数2.003.2预制楼梯或预装配金属楼梯个数2.003.3预制仪表间个数1.503.4预制垃圾竖井个数1.503.5预制上下水井个数1.003.6地面无需找平层面积3.00A. 集成化构件（加分点）A.1预制整体卫生间/厨房装好管线个数3.004.00A.2预制庇护间个数2.003.00A.3a标准化楼层高度为2.8m、3.15m、3.5m、4.2m或4.55m，楼梯踏步高175mm，宽250或275mm个数2.00A.3b标准化楼层高度为3.15m或4.2m，楼梯踏步高150mm，宽300mm个数2.00图注：吊装中的预制楼梯段图注：预制整体卫生间（作者2012年6月摄于马来西亚工业化展览中心）计算易建性计分的公式为易建性计分值BS = 50 (AsSs) + 4