預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用

葛蕓

[摘 要]近年來(lái)，隨著我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。作為一種新型的建筑形式，預(yù)制裝配式建筑對(duì)比傳統(tǒng)的建筑形式，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。文章簡(jiǎn)要分析了預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]預(yù)制裝配式；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）22-0372-01

引言

在我國(guó)力求建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的美麗中國(guó)的大背景下，在“低碳經(jīng)濟(jì)”、“綠色建筑”等新興觀(guān)念的引導(dǎo)下，轉(zhuǎn)變住宅的設(shè)計(jì)方法，改革住宅建造方式，大力發(fā)展預(yù)制裝配式住宅，顯然已成為我國(guó)住宅建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)研究背景

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)（Prefabricatedconcrete，簡(jiǎn)稱(chēng)PC）是一種經(jīng)裝配、連接和部分現(xiàn)澆而成的混凝土結(jié)構(gòu)，它的主要構(gòu)件為預(yù)制構(gòu)件。該結(jié)構(gòu)體系在國(guó)外現(xiàn)已發(fā)展并成熟起來(lái)，被大量應(yīng)用于住宅設(shè)計(jì)建設(shè)中，而在我國(guó)國(guó)內(nèi)則剛剛起步，發(fā)展前景和空間都相當(dāng)可觀(guān)，而且在政府積極地政策傾斜下，發(fā)展得也會(huì)越來(lái)越快，技術(shù)發(fā)展也會(huì)更加完善。但是在迅速發(fā)展得同時(shí)也會(huì)面臨一些無(wú)法避免的問(wèn)題，在我國(guó)的住宅建設(shè)中，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系大多被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中。該建筑施工方式雖然技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)成熟，但也普遍存在高成本、高耗能、高污染、高排放、科技含量低、資源利用率低等問(wèn)題。在我國(guó)力求建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的美麗中國(guó)的大背景下，在“低碳經(jīng)濟(jì)”、“綠色建筑”等新興觀(guān)念的引導(dǎo)下，轉(zhuǎn)變住宅的設(shè)計(jì)方法，改革住宅建造方式，大力發(fā)展預(yù)制裝配式住宅，顯然已成為我國(guó)住宅建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

二、預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和流程

2.1 建筑組合設(shè)計(jì)

模塊化的設(shè)計(jì)是“將有特定功能的單元作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)成新的單元，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列組合”，模塊化是系統(tǒng)的方法和工具，模塊化設(shè)計(jì)能夠使產(chǎn)品形成系列，有利于后期衍生開(kāi)發(fā)（系列化）。標(biāo)準(zhǔn)化的組件，使得產(chǎn)品可以進(jìn)入高效率的流水生產(chǎn)，節(jié)省開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本（標(biāo)準(zhǔn)化）。各模塊間存在著特定的數(shù)字關(guān)系（模數(shù)化），可以組合成需要的多種形態(tài)模式（多樣化）。各模塊間具有通用關(guān)系，在不同的情況下可能充當(dāng)不同的角色（通用化）。裝配式建筑空間可以通過(guò)模塊化的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，公共建筑的基本單元模塊一般是指標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)空間。居住建筑則是以套型為基本單元模塊。模塊應(yīng)是可組合、分解和更換的部件組成。

2.2 立面設(shè)計(jì)

裝配式建筑的外墻由各類(lèi)預(yù)制構(gòu)件構(gòu)成。立面設(shè)計(jì)既要體現(xiàn)工廠(chǎng)化生產(chǎn)和裝配式施工的典型特征。也要在堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多樣化，避免“千篇一律”、“千樓一面”。要利用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化的戶(hù)型組合特點(diǎn)，控制好類(lèi)型與數(shù)量。處理好立面設(shè)計(jì)和預(yù)制構(gòu)件的關(guān)系，立面設(shè)計(jì)是總體，預(yù)制構(gòu)件是局部，立面構(gòu)成是總體和局部的集成和統(tǒng)一。實(shí)現(xiàn)立面形式的多樣化，是裝配式建筑設(shè)計(jì)的重要方面。首先是組合的多樣化；通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模塊多樣化組合，實(shí)現(xiàn)了建筑形體和空間的變化。其次，是“層”的變化；立面由預(yù)制外墻、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)及空調(diào)板、預(yù)制女兒墻、預(yù)制屋頂及入口構(gòu)件、外門(mén)窗、護(hù)欄、遮陽(yáng)、空調(diào)欄板等要素構(gòu)成。在設(shè)計(jì)中，將外墻的幾何尺寸視為不變部分，并保持預(yù)制裝配的外墻標(biāo)準(zhǔn)模塊的幾何尺寸不變來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，滿(mǎn)足工廠(chǎng)生產(chǎn)的規(guī)?；枨蟆６A(yù)制構(gòu)件和部件外表面的色彩、質(zhì)感、紋理、凹凸、構(gòu)件組合和前后順序等是可變的。立面設(shè)計(jì)可選用裝飾混凝土、清水混凝土、涂料、面磚或石材反打、不同色彩的外墻飾面等實(shí)現(xiàn)多樣化的立面形式；預(yù)制陽(yáng)臺(tái)和空調(diào)板等可以通過(guò)進(jìn)深、面寬、空間位置等實(shí)現(xiàn)多樣化。預(yù)制掛板、空調(diào)隔板、百葉、門(mén)窗、外墻部件及欄桿等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件及部件，可以更多個(gè)性化手段實(shí)現(xiàn)多樣化目標(biāo)。

2.3 平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析

預(yù)制裝配式建筑平面設(shè)計(jì)應(yīng)遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，優(yōu)化套型模塊的尺寸和種類(lèi)，實(shí)現(xiàn)住宅預(yù)制構(gòu)件和內(nèi)裝部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，完善住宅產(chǎn)業(yè)化配套應(yīng)用技術(shù)，提升工程質(zhì)量，降低建造成本。本住宅建筑在方案設(shè)計(jì)階段對(duì)其空間按照不同的使用功能進(jìn)行合理劃分，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范、項(xiàng)目定位及產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)等要求確定套型模塊及其組合形式。平面設(shè)計(jì)通過(guò)研究本項(xiàng)目裝配式結(jié)構(gòu)特性的模數(shù)系列，形成標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊，再結(jié)合實(shí)際的定位要求等形成適合工業(yè)化建造的套型模塊，由套型模塊再組合形成最終的單元模塊。建筑平面宜選用大空間的平面布局方式，合理布置承重墻及管井位置，實(shí)現(xiàn)住宅空間的靈活性、可變性。套內(nèi)各功能空間分區(qū)明確、布局合理。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)選型，減少套內(nèi)承重墻體的出現(xiàn)，使用工業(yè)化生產(chǎn)的易于拆改的內(nèi)隔墻劃分套內(nèi)功能空間。

2.4 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化原則。應(yīng)盡量減少構(gòu)件類(lèi)型，提高構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度，降低工程造價(jià)。對(duì)于開(kāi)洞多、異形、降板等復(fù)雜部位可考慮現(xiàn)澆的方式。注意預(yù)制構(gòu)件重量及尺寸，綜合考慮項(xiàng)目所在地區(qū)構(gòu)件加工生產(chǎn)能力及運(yùn)輸、吊裝等條件。同時(shí)預(yù)制構(gòu)件具有較高的耐久性、耐火性。預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮生產(chǎn)的便利性、可行性以及成品保護(hù)的安全性。當(dāng)構(gòu)件尺寸較大時(shí)，應(yīng)增加構(gòu)件脫模及吊裝用的預(yù)埋吊點(diǎn)的數(shù)量。預(yù)制外墻板應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的保溫隔熱要求選擇適宜的構(gòu)造，同時(shí)考慮空調(diào)留洞及散熱器安裝預(yù)埋件等安裝要求。對(duì)于非承重的內(nèi)墻宜選用自重輕、易于安裝、拆卸且隔聲性能良好的隔墻板等?？筛鶕?jù)使用功能靈活分隔室內(nèi)空間，非承重內(nèi)墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)安全可靠，滿(mǎn)足抗震及使用要求。用于廚房及衛(wèi)生間等潮濕空間的墻體應(yīng)具有防水、易清潔的性能。內(nèi)隔墻板與設(shè)備管線(xiàn)、衛(wèi)生潔具、空調(diào)設(shè)備及其他構(gòu)配件的安裝連接應(yīng)牢固可靠。

預(yù)制裝配式建筑的樓蓋宜采用疊合樓板，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開(kāi)間較大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層宜采用現(xiàn)澆樓蓋。樓板與樓板、樓板與墻體間的接縫應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體性。疊合樓板應(yīng)考慮設(shè)備管線(xiàn)、吊頂、燈具安裝點(diǎn)位的預(yù)留、預(yù)埋，滿(mǎn)足設(shè)備專(zhuān)業(yè)要求。

空調(diào)室外機(jī)擱板宜與預(yù)制陽(yáng)臺(tái)組合設(shè)置。陽(yáng)臺(tái)應(yīng)確定欄桿留洞、預(yù)埋線(xiàn)盒、立管留洞、地漏等的準(zhǔn)確位置.預(yù)制樓梯應(yīng)確定扶手欄桿的留洞及預(yù)埋，樓梯踏面的防滑構(gòu)造應(yīng)在工廠(chǎng)預(yù)制時(shí)一次成型，且采取成品保護(hù)措施。

2.5 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)是裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。預(yù)制外墻板的接縫、門(mén)窗洞口等防水薄弱部位的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)與材料選用應(yīng)滿(mǎn)足建筑的物理性能、力學(xué)性能、耐久性能及裝飾性能的要求。各類(lèi)接縫應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況和所在氣候區(qū)等，合理進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足防水及節(jié)能要求。預(yù)制外墻板垂直縫宜采用材料防水和構(gòu)造防水相結(jié)合的做法，對(duì)承重構(gòu)件鋼筋混凝土剪力墻采用預(yù)留鋼筋焊接后再用防滲混凝土現(xiàn)澆接縫；對(duì)非承重墻垂直縫可采用槽口縫或平口縫，預(yù)制外墻板水平縫采用構(gòu)造防水時(shí)宜采用企口縫或高低縫。接縫寬度應(yīng)考慮熱脹冷縮及風(fēng)荷載、地震作用等外界環(huán)境的影響。

外墻板連接節(jié)點(diǎn)的密封膠應(yīng)具有與混凝土的相容性以及規(guī)定的抗剪切和伸縮變形能力，尚應(yīng)具有防霉、防水、防火、耐候性等材料性能。

三、結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)住宅建筑行業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景中， 國(guó)內(nèi)住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化為其提供了有利的契機(jī)， 因此發(fā)展預(yù)制裝配式住宅已然成為今后發(fā)展的趨勢(shì)。從社會(huì)綜合效益分析來(lái)看，改善住宅品質(zhì)、提高安全生產(chǎn)水平，維護(hù)人民的社會(huì)利益也顯得越來(lái)越重要， 因此發(fā)展預(yù)制裝配式建筑技術(shù)將是我國(guó)住宅建設(shè)發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

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