淺談裝配式建筑設計及發(fā)展

田 珊

(新疆四方建筑設計院有限公司 新疆 830042)

淺談裝配式建筑設計及發(fā)展

田 珊

(新疆四方建筑設計院有限公司 新疆 830042)

在去年底召開的全國住房城鄉(xiāng)建設工作會議上，住房城鄉(xiāng)建設部指出，要推動裝配式建筑取得突破性進展，并在充分調研的基礎上，制定出行動計劃，在全國全面推廣裝配式建筑。轉型大勢已定。作為建筑產業(yè)化重要載體的裝配式建筑將全面進入新的發(fā)展機遇期。裝配式建筑不僅體現了多工種協(xié)調合作的工業(yè)化協(xié)同趨勢。同時也代表了建筑設計逐漸向建筑業(yè)全過程滲透，掌控全局的建筑設計發(fā)展方向。

裝配式建筑推廣；綠色建筑；節(jié)能；全產業(yè)鏈

一、裝配式建筑的發(fā)展前景

裝配式建筑及建筑產業(yè)化的發(fā)展得到了各級政府的高度重視。據不完全統(tǒng)計，目前全國已有30多個省市出臺了專門的指導意見和相關配套措施，不少地方更是對建筑產業(yè)化的發(fā)展提出了明確要求。比如，深圳市率先提出，2015年起全市新出讓住宅用地項目和政府投資建設的保障房項目全部使用產業(yè)化方式建造，并對存量土地符合要求的項目則給予3%的建筑面積獎勵和放寬預售要求等優(yōu)惠政策。上海也要求，2016年上海外環(huán)線以內符合條件的新建民用建筑原則上全部采用裝配式建筑，同時對裝配式住宅項目的預售進度以及分層、分階段驗收提出了明確的意見等，均被認為是里程碑式的新規(guī)。

二、裝配式建筑的概念及優(yōu)點

裝配式建筑指的是構件在加工廠或施工現場預制,通過機械吊裝和一定的連接手段,把零散的預制構件連接成為一個整體而建造起來的房屋。裝配式建筑提供了一個在工廠制造建筑的建設新模式。傳統(tǒng)的建設模式在建筑體系、結構體系的設計、施工營造等方面自成體系,各自獨立,手工操作。裝配式建筑采用產業(yè)化方式在工廠里制造各種建筑通用部品,采用各種新的工業(yè)化施工技術在建筑工地組裝建筑,整個過程機械化操作,施工干作業(yè)。它要求建筑設計、結構設計、施工、管理及科學研究等各個方面都逐步向綜合性和現代化方向發(fā)展。裝配式建筑對建筑設計、結構設計以及設備電氣設計方面，均提出了更高的要求。

裝配式建筑的優(yōu)點：大量建筑部品由車間生產加工完成，構件種類主要有：外墻板，內墻板，疊合板，陽臺，空調板，樓梯，預制梁，預制柱等?，F場采用裝配作業(yè)，原始現澆作業(yè)大大減少。采用建筑、裝修一體化設計、施工，理想狀態(tài)是裝修可隨主體施工同步進行。設計的標準化和管理的信息化，構件越標準，生產效率越高，相應的構件成本就會下降，配合工廠的數字化管理，整個裝配式建筑的性價比會越來越高。符合綠色建筑的要求，由于采用工廠化生產，是的施工現場的建筑垃圾大量減少，因為更環(huán)保。

三、裝配式建筑在設計上的要求

實現裝配式建筑發(fā)展，需要從設計開始。目前，國內相關技術標準正在進一步完善。2015年6月，住房城鄉(xiāng)建設部委托中國建筑標準設計研究院完成的我國首個建筑產業(yè)現代化國家建筑標準設計體系出臺，意味著我國推行產業(yè)化建筑首次有了國家標準設計體系。該體系完整而系統(tǒng)地構建了適合于我國發(fā)展模式的建筑產業(yè)現代化國家建筑標準體系，完善了頂層設計，為我國建筑產業(yè)化發(fā)展提供了有力的技術支撐。而從今年1月1日起，由住房城鄉(xiāng)建設部住宅產業(yè)化促進中心主要負責編制的另一部業(yè)內重要標準——《工業(yè)化建筑評價標準》也已正式實施。

設計體系及標準的確定，對裝配式建筑設計提供了平臺基礎。而在項目的設計階段，預制構件的科學拆分、節(jié)點處理的標準化及BIM協(xié)同配合是項目順利實現建造方式轉變的三大關鍵。

首先，預制構件的科學拆分。建筑產業(yè)化的核心是生產工業(yè)化，生產工業(yè)化的關鍵是設計標準化，最核心的環(huán)節(jié)是建立一整套具有適應性的模數以及模數協(xié)調原則。設計中據此優(yōu)化各功能模塊的尺寸種類，使建筑部品實現通用性和互換性，保證房屋在建設過程中，在功能、質量、技術和經濟等方面獲得最優(yōu)的方案，促進建造方式從粗放型向集約型轉變。實現標準化的關鍵點則是體現在對構件的科學拆分上。預制構件科學拆分對建筑功能、建筑平立面、結構受力狀況、預制構件承載能力、工程造價等都會產生影響。構件主要分為垂直構件、水平構件及非受力構件。垂直構件主要是預制剪力墻等。水平構件主要包括預制樓板、預制陽臺空調板、預制樓梯等。非受力構件包括PCF外墻板及豐富建筑外立面、提升建筑整體美觀性的裝飾構件等。

對構件的拆分主要考慮五個因素：一是受力合理；二是制作、運輸和吊裝的要求；三是預制構件配筋構造的要求；四是連接和安裝施工的要求；五是預制構件標準化設計的要求，最終達到“少規(guī)格、多組合”的目的。

第二,連接節(jié)點的處理。連接節(jié)點的設計與施工是裝配式結構的重點和難點。保證連接節(jié)點的性能是保證裝配式結構性能的關鍵。裝配式結構連接節(jié)點在施工現場完成是最容易出現質量問題的環(huán)節(jié)，而連接節(jié)點的施工質量又是整個結構施工質量的核心。因此，所采用的節(jié)點形式應便于施工，并能保證施工質量。

通過我國科研技術人員大量的理論、試驗分析，證明了“預制構件豎向受力鋼筋的連接方式”該技術的安全可靠性，并納入我國行業(yè)標準《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》。灌漿套筒連接技術是通過向內外套筒間的環(huán)形間隙填充水泥基等灌漿料的方式連接上下兩根鋼筋，實現傳力合理、明確，使計算分析與節(jié)點實際受力情況相符合。

從建筑專業(yè)的角度來講，節(jié)點處理的重點包括外保溫及防水措施。“三明治”式的夾芯外墻板，內側是混凝土受力層、中間是保溫層、外側是混凝土保護層，通過連接件將內外層混凝土連接成整體，既保證了外墻穩(wěn)定的保溫性能傳熱系數，也提高了防火等級。防水主要體現在板縫交接處，豎向板縫采用結構防水與材料防水結合的兩道防水構造，水平板縫采用構造防水與材料防水結合的兩道防水構造。

四、BIM全產業(yè)鏈應用

再者，就是BIM全產業(yè)鏈應用。將BIM與裝配式建筑體系結合，既能提升項目的精細化管理和集約化經營，又能提高資源使用效率、降低成本、提升工程設計與施工質量水平。俗話說：設計、施工不分家，在整個項目中一個專業(yè)、具有可行性的施工方案是不可或缺的。BIM軟件可全面檢測管線之間與土建之間的所有碰撞問題，并提供給各專業(yè)設計人員進行調整，理論上可消除所有管線碰撞問題。

設計院應具備在產業(yè)化項目中進行全產業(yè)鏈、全生命周期的BIM應用策劃能力，確定BIM信息化應用目標與各階段BIM應用標準和移交接口，建立BIM信息化技術應用協(xié)同平臺并進行維護更新，在產業(yè)化項目的前期策劃階段、設計階段、構件生產階段、施工階段、拆除階段實現全生命周期運用BIM技術，幫助業(yè)主實現對項目的質量、進度和成本的全方位、實時控制。

傳統(tǒng)項目在方案設計階段一般僅涉及規(guī)劃設計，建筑單體設計等階段；而裝配式建筑項目由于構件工廠生產、現場裝配的要求及內裝裝配化的要求必須將設計向全過程延伸。從設計的初始階段即開始考慮構件的拆分及精細化設計的要求，并在設計過程與結構、設備、電氣、內裝專業(yè)緊密溝通，實現全專業(yè)全過程的一體化設計。

五、結束語

裝配式建筑設計的預期目標除傳統(tǒng)建筑的關注點外，更關注質量、成本、工期、效果與環(huán)保的綜合評價。這是一個更全面的綜合評判過程，工業(yè)化的裝配式手段使得產品質量更有保障，形象效果更容易掌控；計算機輔助手段的大量應用和工廠加工的特征也使得項目的成本和工期更好預期。裝配式的發(fā)展值得期待。

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1007-6344（2017）05-0099-01