[摘要] Envoy Hotel这个酒店项目采用Girder-Slab梁板系统，即钢结构与预制混凝土混合系统，以及精益建造，仅耗时一年半就高质量地完成。相信对我国的建筑工业化和建造体系的发展也有启示。来看看。
Girder Slab System梁板系统是美国Girder-Slab科技公司开发的Composite Steel and Precast System，即钢结构与预制混凝土混合系统，是钢结构和预制结构的混合体，也是第一个将预制空心混凝土板与整体钢梁结合使用以形成整体板构件的系统。GIRDER-SLAB®系统作为一种高效的钢结构框架系统，获得了美国钢结构协会的背书，主要应用于中高层住宅项目(相当于国内高层住宅)，已经成为了业主和建筑师们的青睐的体系解决方案。
众所周知，中高层住宅建筑通常采用现浇混凝土结构系统，这种结构系统具有楼层间距可控和防火等优点。而中低层住宅建筑也有类似的优点，通常采用承重墙系统来支撑预制空心板。但这些结构系统的施工非常耗时，对气候条件较为敏感，而且劳动强度大。
GIRDER-SLAB®系统则是利用建筑行业长期使用的成熟材料，将钢结构的优势带到了多层住宅建筑中，提供了一个较低的楼板间高度，可替代现浇钢筋混凝土。
GIRDER-SLAB®系统由业主的建筑师和结构工程师结合钢结构框架进行设计。该系统的组成部分--钢结构(包括独特的D-BEAM®梁)和预制预应力空心板，可由总承包商的定制分包商生产和供应，保证业主在建筑上部结构的采购上具有竞争力。
GIRDER-SLAB®系统由内部钢梁(即开腹式非对称梁(或D-BEAM®梁)和预制预应力空心板组成，并通过水泥灌浆料连接。这种轻量级的组件产生了复合作用，使该系统能够承受巨大的荷载。八英寸或十英寸厚的预制空心板提供了较低的楼板与楼板之间的高度，具有防火性，而且板的底面光滑，可用于天花板的装饰。D-BEAM®梁是一个包含在楼板平面内的倒置Tee型组件，消除了标准宽法兰梁在楼板下方的问题。
GIRDER-SLAB®系统是中高层住宅结构的理想选择，如公寓、公寓、酒店、学生公寓和老年公寓等。该系统符合美国保险商实验室Underwriters Laboratories, Inc. K912号楼面天花板设计要求。产品在研发阶段进行了广泛的实验室测试和分析，包括小规模的样品和全尺寸的装配体，以模拟出一个个小规模的样品。每个组件都经过了远高于规范要求的住宅活荷载测试。D-BEAM®梁即使在这些较高的荷载下也没有出现故障。
钢框架平面示意图
为了解决楼板与楼板之间的干涉问题，Girder-Slab Technologies, LLC实施了一项研发计划，将内部结构钢梁放置在预制板单元的平面内，从而生产出一种较薄的楼板结构(类似于平板)，并将楼板到楼板的高度降到最低。
两根D-Beam梁由一根母梁制造而成，没有造成任何浪费，符合了精益建造的理念。
D型梁和预制空心板采用美国钢结构协会规定的Load and Resistance Factor Design (LRFD) 荷载及抵抗应力设计法。
结构节点详图
优 点
1使得其他分包商的工作更加快捷。水电板的取芯工作更容易，并允许在最后进行调整。
2在板坯固定后，灌浆液可以很容易地在D-BEAM®梁的周围流动，通过其腹板开口和350mm的开口进入加固的单元。
3创新性的D-BEAM®梁的设计是为了让预制板放置在其底部法兰的顶部，掩盖了顶部法兰和腹板。不需要搭设模板或护筒
Girder-Slab系统的优势有：楼层与楼层之间的高度较低，尽量减少建筑物的高度;超快的结构和建筑施工速度;减轻建筑结构重量;灵活性的平面图设计;天气影响有限(包括寒冷气候);结构组装是单一来源的单一过程;与下面的混合使用空间很好地融合在一起;符合AISC公差标准;符合UL K912标准的2-3小时防火等级要求;符合要求的声音(STC)评级;有限的现场劳动;减少了现场间接费用;消除/减少窗帘;工厂制造的优质部件。
而位于波士顿的Envoy Hotel就运用了这套体系来进行设计建造，在较为严苛的外部条件下很好地完成了业主的愿景。
项目概况
项目名称：Envoy Hotel Boston
项目地点：美国马萨诸塞州波士顿
项目规模：9290平方米酒店客房区域、371.6平方米一层零售区域、6103.7平方米预制空心板
项目总览
这座六层楼高的建筑拥有136间客房，一层零售空间以及一个372平方米的屋顶平台，带有观景平台和酒吧，可欣赏到壮丽的海滨，港口和城市景观。另外一家酒店餐厅名为Outlook Kitchen and Bar，位于海港步道长廊上。其他的酒店的设施包括最先进的健身室以及位于大堂的工作空间和打印设备。
这个占地9290平方米的项目是使用带有集成式预制混凝土板系统的钢结构框架建造的。该结构包括带有十字撑杆的钢板桩，并使用了124个预制混凝土桩。外立面则由玻璃和金属幕墙组成。
建筑的钢框架结构利用梁板系统支撑20厘米厚的预制空心混凝土板，而板的宽度为8'-0”，长度从6.7米到7.9米不等。预制板可提供安装的稳定性，使施工人员可以快速连续放置钢框架和混凝土预制板。使用预制混凝土板-钢框架以及梁板系统的优势在于降低了楼板之间的高度，从而降低了幕墙成本并提高了施工速度
该系统消除了沿预制混凝土板非承重边缘的周边钢梁的需求。中空混凝土板在此方向上支撑柱，并创建将横向载荷传递到钢支撑框架所需的隔板。板筋和焊接板的设计可承受额外的拉应力。剪切力通过嵌入式焊接板从预制板传递到简支梁。
梁板D型梁的底部法兰延伸至可以将木板放置到位的位置。嵌入式板被焊接，空心板的所有接缝处都通过钢筋和灌浆填充。Precaster J.P. Carrara生产并在施工现场灌浆了所有预制混凝土板的连接处。
预制规模
1、建筑面积(平方米)：9290(住宅)，371.6(一层零售空间)，6103.7(预制空心板)。
2、楼层：6层
3、建筑面积(平方米)：345件预制混凝土空心桩(厚0.2米，宽2.4米，长6.7米到7.9米)。总共6103.7平方米的空心板，11520平方米的预制混凝土桩。
Lean Construction精益建造
值得一提的是，这个酒店项目在建造过程中实施了精益建造的方法以确保质量控制，成本效益和项目的及时交付。项目的挑战包括一个交通状况较差且项目进度计划要求严格的小型建筑工地。精益建造概念旨在通过利用协作的“拉动规划”会议和调度研讨会来改善设计团队与分包商之间的协调，从而克服项目中的问题。
精益建造理念非常适合用来进行预制混凝土施工的管理，高效的调度以及快速或加速的施工要求。工厂内质量控制系统可保持预制混凝土构件的质量并减少缺陷。预制构件是在异地制造的，从而最大程度地减少了对施工现场的干扰，并使其他工作可以更快地开始。开挖，基坑支护和基础工程通常可以在制造预制构件时进行建造。
预制混凝土产品到达施工现场即可进行安装，可以轻松地按时按交付计划，并且不需要较大的装卸区或不受天气影响，特别是在占地面积较小的工作环境中，这是一个好处。预制构件的使用大大减少了工地建筑废料的产生。最终，预制构件可以快速地安装，通常只需要起重机和少量的操作人员。此外，几乎在任何天气下都可以安装预制混凝土，因此几乎不存在天气延迟。最后，预制构件的使用大大减少了工地的浪费。小编在这里借此项目案例，将其主要概念和理论向大家呈现，希望能有所启发。
精益建造是从制造业巨头丰田的“精益生产(Lean Production)”理念中延伸出来的。1992年，丹麦学者Lauri Koskela向建筑行业的“时间-成本-质量”三角制衡模型提出挑战，概念模型和实际上大量未能“按时、按预算、按质量”交付的项目的不匹配凸显了现有的建筑管理体系缺乏稳健性，需要一种新的理念来填补管理中的漏洞。
随后，Koskela利用丰田生产系统中所体现的理想生产系统，提出了一个更为全面的生产管理范式，即以项目为基础的生产系统，将生产概念化为三种互补的方式，即转化Transformation(T)、流Flow(F)和价值生成Value Generation(V)。
其中，转化Transformation(T)是指将投入转化为产出的生产。流Flow(F)被定义为 “顺畅无阻的运动，如'一个班组的工作流向下一个班组'或客户拉动的价值流。”价值是指 "客户实际为项目生产和安装所付出的代价。"
精益施工是在设计和施工中结合运营研究和实践发展，将精益生产原则和实践调整到端到端的设计和施工过程。与制造业不同，建筑施工是一个以项目为基础的生产过程。精益建设关注的是在建筑和自然环境的各个层面上对同步和整体追求同步和持续改进：设计、施工、激活、维护、抢救和回收。这种方法试图通过考虑客户的需求，以最小的成本和最大的价值来管理和改进施工过程，同时它有助于实现和保持整个建筑供应链中的地球、人和利润这三个维度的可持续发展目标。
目前传统建筑管理方法是以工程活动为中心的方法，主要流程和核心内容如下：
(Howell 1999)
注：买断是项目的预建设和建设阶段之间的过渡时间。在买断期间，将发出采购订单和分包合同。施工中的大多数文件都涉及估算或项目管理，但忽略了买断时间框架。
于是在传统的建造管理中都有着一些无法避免的问题：在每一项生产活动中都要保持紧张的压力，假设每个步骤的成本和工期的减少是改善项目表现的关键。注重工程活动本身，忽视工作流和价值的考虑。
(Howell 1999, Koskela1992, Koskela and Huovila 1997)
而与现行项目控制相比，精益建造的生产控制致力于更好地满足客户的需求，同时减少在建造过程中使用所有的东西，以生产管理原则为基础，特别适用于复杂、不确定、快速建造的项目。
精益建造在一定程度上遵循了丰田的生产体系，即：识别并为客户提供价值；消除废物(任何不能为项目增加价值的东西)；将生产组织成一个连续可靠的流程，包含：中止线、调取库存、分配信息和决策权、追求完美。
丰田的生产体系消除了项目中的：Mura(可变性Variability)：引发浪费；Muri(过载Overburden)：更聪明地工作，而不是更努力；Muda(废物Waste)：活动、运输、等待、库存、返工、未使用的人才、加工过度。
其实我们可以将精益的概念总结为一句话——基于稳定运营的废物消除。
精益建造体系所使用的工具有很多：Last Planner系统->时间管理；价值流图->设计/施工过程改进；标准化工作->质量管理； 及时->采购管理；5S->场地布局规划；基于活动的成本核算->成本管理；大型房间->通讯管理。
而项目案例中所提及的“拉动规划Pull Planning”就是精益建造中最重要的一环——Last Planner系统中的阶段规划Phase Planning，旨在明确所移交的工作。其规划原则为：只做释放给上游人员的工作：消除了通常已经完成但没有增加价值的工作;团队计划包含在此阶段中工作的所有组织的代表：通常涉及总承包商和分包商;可能是利益相关者，例如设计师，客户和监管机构。拉动规划的一个关键点是要有意识地公开生成、量化和分配计划应急(浮动/缓冲区)。使用50%的概率工期(不要垫上活动工期)。
精益项目交付系统
(Ballard，2000 and 2006)
精益项目交付系统基本功能：项目作为价值创造过程进行组织和管理;下游利益相关者通过跨职能团队参与前端规划和设计;项目控制以执行任务为目标，而不依赖事实后检测的差异;优化工作的重点是使工作流程可靠，而不是提高生产力;拉动技术用于通过合作专家网络控制物料和信息的流动;容量和库存缓冲区用于吸收可变性;反馈回路集成在每个级别，专门用于快速进行系统调整。比如学习。
Last Planner系统规划范例
(Hamzehet al. 2012)
总结
Girder-Slab梁板系统和精益建造使得Envoy Hotel这个酒店项目在严苛的条件下仅耗时一年半就高质量地完成了。尽管其梁板系统建造体系在国内还不符合相关规范，精益建造理念尚未应用于实践，但我们相信随着我国建筑工业化的发展，未来将会有具有我国特色的具有竞争力的建造体系浮现出来，且建筑项目管理体系也能更上一层楼。
Envoy Hotel这个酒店项目采用Girder-Slab梁板系统和精益建造，仅耗时一年半就高质量地完成。相信对我国的建筑工业化和建造体系的发展也有启示。建筑界建筑施工频道分享更多像Envoy Hotel酒店项目Girder-Slab梁板系统这样的优秀设计建筑案例，寻找建筑之美，探索建筑之路，欢迎关注我们~
