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为了建筑更加科学完美——访清华大学建筑设计研究院城市装配式建设研究中心主任、首席研究员胡永生教授
2020-04-07 10:48:52来源:中国建设报    作者:宋京平

2020年春节前的一个周末,中国建设报记者与清华大学建筑设计研究院城市装配式建设研究中心(以下简称城市装配式建设研究中心)主任、首席研究员胡永生教授在清华大学吴良镛院士工作室就装配式建筑的相关问题进行了对话。

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清华大学建筑设计研究院城市装配式建设研究中心主任、首席研究员胡永生教授(中)在工地考察时与相关人员交流。 胡永生 供图

中国建设报记者:胡教授,城市装配式建设研究中心是何时成立的?主要工作内容有哪些?

胡永生:城市装配式建设研究中心是2017年成立的。作为清华大学建筑设计研究院钢结构装配式集成建筑全产业链的研究部门,城市装配式建设研究中心汇集了知名的院士、大师、教授、专家、学者,共同进行系统化的研究,旨在向全国的企业提供全面、开放的服务。城市装配式建设研究中心自成立以来,积极研发、推广和普及钢结构装配式集成建筑技术、推动产业升级,构建规划新型现代创新产业集群体系,建立有利于技术创新、成果转化的机制,培育、提高企业自主创新能力,搭建产业与科研之间的桥梁,建立全产业网络管理运营应用系统,开展装配式产业园发展规划和综合城乡建设发展等工作。

目前,城市装配式建设研究中心的主要工作包括以下九个方面:

一是明确产业定位。钢结构装配式建筑是现代产业化、规模化、通用、生态、安全、高效、高质量生产的先进智慧制造业。

二是目标思路梳理。根据钢结构装配式建筑产业集群发展目标定位,理清发展思路,梳理出产业发展脉络。规划产业园布局,服务综合城乡一体化科学完美建设。

三是产业集群整合。构建钢结构装配式全产业链协同运作互动系统,进行产业集群上下游整合,形成集群化、基地化供应链金融协作产业集群模式,实现提高效率、降低成本、减少浪费、资源循环利用,经济、生态、社会效益共赢。

四是规范工艺流程。根据钢结构装配式集成建筑产业结构调整、工厂化制造新特点新需求,组织研发适应产业化的关键共性的急需的通用制造技术,为该行业提供产业化的制造思路、模式、技术、工艺、标准、流程、配套系统及科技成果应用实施化的试验、验证环境。

五是满足市场需求。规划钢结构装配式集成建筑产业发展,适应多样化市场需求,包括国防和军事设施建设需求,开发创新具有普遍适用价值的科技、设计、加工制造的钢结构装配式集成建筑系统。

六是开展国内外的合作交流。对引进技术消化吸收再创新,促进自主创新能力的提高,扩大海外市场占有率。

七是输出科技成果。通过市场机制实现技术转移和扩散,输出钢结构装配式集成建筑先进技术成果,成为科研与产业之间的桥梁和纽带。

八是培养产业人才。着力解决制约钢结构装配式集成建筑产业发展的瓶颈问题,为钢结构装配式集成建筑行业培养工程技术研究与投融资、管理等的高层次人才。

九是产业全程服务。提供钢结构装配式集成建筑技术、产业规划、实验、检测和咨询、论证、课题服务;提供运营管理网络系统;扶持新型高科技钢结构装配式集成建筑制造及配套企业。

中国建设报记者:您作为装配式集成建筑体系的发明人,请介绍一下装配式建筑与钢结构装配式集成建筑有什么区别。

胡永生:目前,有关方面对装配式建筑的定义是:装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑。我认为,装配式建筑是建筑生产方式升级的初级阶段,未来的装配式建筑,需要将系统化全方位思维和各种产业优质资源集成整合,由建造生产方式再升级为智慧制造方式集成生产的高级阶段。

以钢结构装配式集成建筑为例,其是通过设计、选材、生产、制造、仓储、物流、安装、金融、结算、智慧全程管理的集成与整合,是采用安全、通用、智慧、绿色、生态、低碳、节能、环保、高效、艺术、可循环、重复、再生利用的先进原则理念指导,将精准化系统的理念、技术、设计与智慧制造的综合优化集成。它把90%以上零部件,通过精准通用的加工工艺组装成为组合构件,使之成为商品,再通过产品系列化的现代智慧制造方式,以产品满足使用需求功能为交付目标,用制造产品的思维来集成统筹通用、精准、深化、吻合设计,完成交钥匙工程,提供完整配套的产业化智慧制造产品。

钢结构装配式集成建设技术体系整合集成了各个产业经济中各个阶段或领域的技术发展成果,进行多学科的交叉研究与整合集成,形成设计、选材、结构、围护墙体加工、装饰、幕墙、门窗、家具、电器、景观、新能源生产(水、电、气)、空气净化、智能化设施设备、新能源、部品和精密配件、污水垃圾源头智慧分类资源化回收循环再生利用等与建筑一体化的钢结构装配式集成建筑技术体系模式。

中国建设报记者:您曾说:“当建筑结构与围护墙体的应力变形系数相互不匹配(都强)时,难免出现墙体裂缝、渗漏等质量问题?结构和围护墙体应该有主有次,这样,对建筑更加完美。”您这样讲,是基于什么样的原理?

胡永生:是的。我确实在多个场合讲过:“结构和围护墙体应该有主、有次,这样,对建筑科学来说更加完美。”

在建筑设计与选材时,不能只考虑单一材料的强度和质量,更要考虑全部材料使用的主次关系和应力变形系数的匹配,因为,装配式建筑是结构与围护体系等相互连接组合协调作用的完整系统。我认为,装配式建筑应以结构安全为主、围护系统为辅并满足适应结构的变形系数要求,再满足围护墙体各项功能需要。

中国建设报记者:您有很多社会兼职,譬如,清华大学深圳研究生院职业博士导师、辽宁大学书画研究院副院长、沈阳师范大学特聘教授、世界华人建筑师协会低碳生态环境委员会主任等,这些社会兼职对建筑设计和科研有哪些帮助?

胡永生:我认为,不同的学科都是融会贯通的,涉足不同的领域对我的学习、工作帮助都非常大,这也是我熟悉社会、学习知识、感知需求、充实智慧的重要途径。

建筑不仅是美学的创作和遮风避雨的表达与实现,更是以人为本并且满足人的安全、舒适、方便、健康、高效、行为、文化需要的实用载体空间,不仅仅体现在设计上,也更需要创新的高质量的科研成果集成。建筑设计需要灵感、责任感和社会各个专业学科的知识与养分,多参与社会活动有益于了解社会和人对理想建筑的各种需求,可以丰富阅历、激发灵感,并归纳出个性与共性需求,让我能够以不同的角度不同的层次审视和理解需求,发现问题并解决问题,可以打开我的所有感知系统,收集设计和科研所需要的一切信息,进行归纳、整合、优化集成。做到真正以人为本地进行建筑设计和精准研究,实现钢结构装配式集成建筑的科学、美学、经济、环保、智慧、节能、安全、舒适、高效等要求,以不同场景、不同功能需求去设计和研发出符合各行业和人们需要的钢结构装配式集成建筑设计及科研成果。

中国建设报记者:清华大学为什么要做《中国装配式集成建筑产业发展规划报告》课题?请介绍一下该课题。

胡永生:近年来,我国积极探索发展装配式建筑,但大多仍以部分预制部分现场浇筑混凝土建造方式为主,真正意义上的装配式集成建筑的预制、安全、高效、经济造价的比例和通用化、规模化、产业化制造程度比较低,与发展绿色、优质、高效、安全建筑的要求以及先进制造方式相比还有很大差距。此外,我们认为,当前,对装配式建筑存在概念模糊、界限不清、标准不一、不正当竞争、产业化优势不明显等问题。基于装配式建筑的钢结构、混凝土结构、木结构三种结构并存的现状,需进行系统的对比和分析,我们选择出最优化的可全面推广的规模化、产业化、可循环利用资源、持续、优质、科学、安全发展的钢结构装配式集成建筑全产业链解决方案。

清华大学作为历史悠久的世界一流大学,具有深厚广博的学术、科研和众多学科教学资源,学术研究、科技成果转化和规划与设计水平在国内名列前茅,具备雄厚的科研、规划、设计实力与丰富的实践经验队伍。进行《中国装配式集成建筑产业发展规划报告》课题研究,是为了贯彻、落实国家关于大力推广装配式建筑的指示精神,践行中国科学院和中国工程院院士吴良镛教授等提出并倡导的现代人居和符合公共安全建设理念,促进我国钢结构装配式集成建筑产业健康发展,在学术上奠定理论基础,在技术上研发编制相关标准,在产业化实践上组织构建落地全产业网络运营管理体系。

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