淺談裝配式建筑設(shè)計與施工

左穎

摘要：隨著社會的快速發(fā)展，我國建筑設(shè)計行業(yè)也帶動著社會的發(fā)展，逐漸向技術(shù)化、節(jié)能化和環(huán)保化的方向發(fā)展，特別是裝配式設(shè)計模式對建筑行業(yè)至關(guān)重要。為此，有必要深入探索裝配式建筑模式，充分發(fā)揮裝配式建筑模式的最大價值， ?推動建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。裝配式建筑模式雖然具有諸多優(yōu)點，但在實際工程應(yīng)用過程中還存在諸多問題。本文以裝配式建筑的設(shè)計要點為切入點，對當(dāng)前裝配式建筑設(shè)計以及存在的問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;設(shè)計要點;問題研究

一、裝配式建筑施工概述

近年來，隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，新的建筑技術(shù)開始逐漸出現(xiàn)，其中，裝配式建筑就是其中的一種技術(shù)。眾所周知，行業(yè)的發(fā)展需要新技術(shù)。因為如果沒有新技術(shù)，就很難推動行業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的建筑技術(shù)成本高，損耗大，人工費高，需要花費更長的時間來建造。因此，既不適應(yīng)當(dāng)前建筑業(yè)的發(fā)展，也有悖于建設(shè)節(jié)約型社會的倡議。

可以看到，傳統(tǒng)的建筑技術(shù)，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展需求，將來會是傳統(tǒng)的建筑技術(shù)被淘汰，組裝式的建筑成為主流。目前，裝配式技術(shù)開始普及的國家，傳統(tǒng)建筑技術(shù)已被取代其位置。該技術(shù)的優(yōu)點在于，可以解決很多建筑工程問題，減少各種建筑材料的浪費。同時，還可以提高建筑工程在建設(shè)過程中所引起的各種生產(chǎn)問題和工程難題，可以大幅削減建設(shè)工程等的成本。

無論是理論角度還是實際工程的中，采用裝配式建筑工程可以解決材料能源節(jié)約的問題，但還能解決的是建設(shè)工程中各種施工技術(shù)的問題，以及企業(yè)的各種建設(shè)和管理的問題。在建設(shè)工程中還要許多其他優(yōu)點，比如可以提高效率和質(zhì)量，對于建筑企業(yè)提高自己的質(zhì)量安全有著不可忽視的作用?，F(xiàn)在的裝配式施工可以充分利用各種技術(shù)節(jié)點進(jìn)行施工，給決策者更多的選擇權(quán)。與此同時，采用裝配式建筑施工技術(shù)可以最大限度地降低企業(yè)運營所需成本，減輕企業(yè)建造壓力，提高企業(yè)經(jīng)營效益。另外，還可以大大降低企業(yè)的運營管理負(fù)擔(dān)。

傳統(tǒng)的建筑施工方法，由于作業(yè)方式單一，很難保證每次施工都不出現(xiàn)質(zhì)量問題。由于根本上是粗放型建筑，很難做到精耕細(xì)作，特別是在傳統(tǒng)建筑中，需要大量使用混凝土和磚塊。如果采用裝配式建筑，就可以減少這種損失。因為在施工過程中可以按照科學(xué)的管理體系來安排施工。這樣可以使施工工作更有序、更精細(xì)，同時提高施工的安全質(zhì)量。

二、意義

總的裝配式建筑工程技術(shù)，利用具有重要的意義，從環(huán)境保護(hù)方面來說，巨大的工程現(xiàn)場施工方式的變化對環(huán)境改善有幫助，產(chǎn)業(yè)的升級方面來說，根據(jù)現(xiàn)有分散工程集成化生產(chǎn)的實施，另外公司通過裝配式施工技術(shù)的應(yīng)用，如BIM技術(shù)等的使用，改變了傳統(tǒng)粗放式的施工方式，滿足了非線性的比較特色的建筑施工要求。通過輕量化、模塊化、集約化設(shè)計，同時也避免了建設(shè)現(xiàn)場的材料浪費和環(huán)境污染問題。

1、提高建筑工程的施工質(zhì)量

工程施工采用組合式，建筑構(gòu)件是工程中被制造的部件，在生產(chǎn)過程中工作場所的濕度、溫度及施工人員的操作技術(shù)對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，工程施工單位在科學(xué)原理的基礎(chǔ)施工質(zhì)量必須確保全面提高。

2、有利于節(jié)能環(huán)保

建筑業(yè)的消費量很大，占全國能源消費量的三分之一，施工過程中會對周邊環(huán)境造成污染。在這種情況下，預(yù)制裝配式施工的應(yīng)用不僅可以使材料使用量降到最低，而且可以節(jié)約模板和腳手架作業(yè)，為我國森林資源提供有效的保護(hù)。建筑施工采用預(yù)制裝配式施工方法，噪聲污染少，現(xiàn)場作業(yè)少，實現(xiàn)了建筑保溫和節(jié)能，為中國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。

3、實現(xiàn)建筑行業(yè)生產(chǎn)方式的有效轉(zhuǎn)變

裝配式建筑采用組裝式施工，是節(jié)約能源，環(huán)境指標(biāo)、施工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益高的生產(chǎn)方式，適用于建筑工程中，構(gòu)件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的水平，可以提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)換起到有效的作用，對中國的建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有所幫助。

4、使用性能好

裝配式建筑與傳統(tǒng)的混凝土建筑相比，不僅強(qiáng)度高、安全性高，而且由于施工人員使用保溫材料，保溫效果和密封效果都很好。此外，鋼筋混凝土作為裝配式建筑的主構(gòu)件，具有較強(qiáng)的韌性、硬度、強(qiáng)度以及較強(qiáng)的熱脹冷縮適應(yīng)性，大大增加了工程使用壽命。

三、裝配式建筑要點

1、懸掛設(shè)備配置的要點

在裝配式建筑設(shè)計過程中，所有預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合建筑工程的相關(guān)要求，如房屋的采光性、通風(fēng)性以及建筑物之間的間距等。目前比較常用的方法是模塊拼裝，設(shè)計師在拼裝過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守拼裝工藝，以保證房屋建筑的安全性，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。為此，施工單位應(yīng)注意優(yōu)化施工組織流程，有序開展各環(huán)節(jié)施工作業(yè)，從而提高整體施工效率。

2、構(gòu)筑設(shè)計要點

組裝式建筑構(gòu)件的設(shè)計中，設(shè)計人員要嚴(yán)格遵守設(shè)計要點原則。在預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計中，施工中需要下架或異形板時，對于這些復(fù)雜的板，應(yīng)采用現(xiàn)澆工藝。此外，工程設(shè)計者明確了所有預(yù)制構(gòu)件的尺寸，并考慮了工廠的加工能力和運輸車輛等諸多因素。為保證人民生命財產(chǎn)安全不受侵犯，設(shè)計者在設(shè)計構(gòu)件時應(yīng)充分考慮耐火耐久性，建筑工程質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一般建筑工程的非承重墻主要選擇高強(qiáng)度隔板，其主要原因是這種隔板的安裝和拆卸都比較方便，并且各種應(yīng)用性能比較良好。此外，應(yīng)該注意裝配式建筑要在方案設(shè)計階段考慮建筑與結(jié)構(gòu)尺寸的密切配合，運用產(chǎn)業(yè)化思維對整個項目進(jìn)行設(shè)計，形成戶型的標(biāo)準(zhǔn)化，保證各功能房間具有相同開間、相同進(jìn)深，從而提升預(yù)制樓板重復(fù)利用率，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

3、配置節(jié)點設(shè)計的要點

除了上述的兩個點以外，在組裝式建筑的墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，還要保證施工材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，施工設(shè)計師還要考慮力學(xué)、耐久性等有關(guān)方面。根據(jù)施工方案設(shè)計需求綜合考慮各接縫部位，確保所有節(jié)點設(shè)計符合相關(guān)要求。對外墻板的垂直縫合，施工人員應(yīng)使用結(jié)構(gòu)防水與防水相結(jié)合的方法。用于承重的剪力墻需要預(yù)留連續(xù)水平鋼筋作為邊緣構(gòu)件，并通過釘接接縫法進(jìn)行最優(yōu)化處理。非承重垂直接縫采用平口接縫的方法，施工人員在設(shè)計時應(yīng)充分考慮地震等外部因素的影響。

4、圖紙設(shè)計的要點

只有完整的裝配式設(shè)計圖紙，才能保障工程的順利進(jìn)行。施工圖紙是其中的重要內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的主要形式，內(nèi)部裝飾和材料設(shè)備能夠為建筑工程的進(jìn)行提供相應(yīng)的依據(jù)。且施工圖紙設(shè)計的優(yōu)與劣，還會對于施工工藝，工序，施工質(zhì)量等方面產(chǎn)生決定性的作用，所以在進(jìn)行設(shè)計時，務(wù)必要針對裝配式建筑施工的實際要求，來有效開展隔漏、隔聲及防火等諸多層面的工作，以保障裝配式建筑工程的相應(yīng)功能均可獲得有效保障，從而總體性地提高裝配式建筑工程的設(shè)計水平。

5.、立面與平面設(shè)計要點

立面與平面設(shè)計為裝配式建筑設(shè)計的一項重要基礎(chǔ)內(nèi)容，在進(jìn)行平面設(shè)計時，則更為強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的尺寸和造型模塊，針對裝配式建筑結(jié)構(gòu)的主要形式，對于裝配式建筑內(nèi)部空間實施合理性布局以及有效地選擇，確保管井和承重墻的良好布置，盡可能滿足于人們對此的需求，同時也利于凸顯出裝配式建筑內(nèi)部相應(yīng)功能的作用，強(qiáng)化立面和平面設(shè)計間的有效配合，使得裝配式建筑工程不但能夠具備美觀性，還能夠具備實用性。

四、裝配式建筑設(shè)計存在的問題

在實際發(fā)展過程中，許多裝配式建工廠在技術(shù)崗位上仍然存在諸多問題，并且存在較大的局限性。尤其裝配式建筑設(shè)計、預(yù)制構(gòu)件材料使用情況以及質(zhì)量等方面都無法達(dá)到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在施工工程中嚴(yán)重影響整體施工效率。另外，裝配式建筑要想得到良好發(fā)展，就要降低資金成本。然而，我國裝配式建筑成本較高，在應(yīng)用過程中存在諸多問題，沒有一套較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在產(chǎn)品研發(fā)初期階段，材料選購以及培訓(xùn)等方面成本消耗較多，導(dǎo)致后期施工階段無法從中獲取利潤，無形中提升整體生產(chǎn)成本。裝配式建筑一般是用工廠化的模式，在運輸構(gòu)件時也存在著諸多風(fēng)險性因素，易于受到外界環(huán)境的干擾與影響而出現(xiàn)構(gòu)件質(zhì)量較差等方面的問題，因運輸構(gòu)件的工作量相對較大，所以在運輸期間構(gòu)件受損情況是難以避免的，這也會致使裝配式建筑難以符合相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而也會影響到工程的有效性開展。再者，構(gòu)件吊裝也為一項關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，若未能夠確保吊裝設(shè)計的科學(xué)性與合理性，那么則易于產(chǎn)生柱傾斜或是梁傾斜等情況，進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)件受損。相較于以往的建筑設(shè)計，對于裝配式建筑設(shè)計則更具要求，因裝配式構(gòu)件均是在工廠之中生產(chǎn)，所以對于構(gòu)件的尺寸具有極高的要求，而在開展裝配式建筑設(shè)計工作的過程中，不但要綜合分析生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的影響，也應(yīng)充分了解各項施工技術(shù)。對此，一方面以尺寸來分析，該尺寸過小或是過大，均會消極影響到裝配施工的效果，而相較于以往的建筑施工而言，此方面的問題也更為棘手。另一方面在現(xiàn)場中也應(yīng)融合剪力墻和疊合板，就算縫隙較小，也會致使施工結(jié)構(gòu)產(chǎn)生質(zhì)量層面的問題。

五、裝配式建筑設(shè)計優(yōu)化策略

1、完善設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)質(zhì)量規(guī)范

目前我國還沒有比較完善的裝配式建筑設(shè)計管理標(biāo)準(zhǔn)體系，使得設(shè)計人員在工程設(shè)計和規(guī)劃時過于隨意，存在很多安全隱患。針對這些情況，我國可以借鑒國外的相關(guān)經(jīng)驗，根據(jù)我國建設(shè)的實際情況，建立和完善裝配式建筑的規(guī)章制度，確保整個過程能夠得到優(yōu)化控制。在裝配式建筑設(shè)計過程中，為了保證建設(shè)項目的順利實施，設(shè)計單位應(yīng)完善標(biāo)準(zhǔn)體系，并在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)而促進(jìn)裝配式建筑設(shè)計行業(yè)的良好穩(wěn)定發(fā)展，確保裝配式建筑的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.培養(yǎng)專業(yè)人才，整合建筑發(fā)展

在模塊化設(shè)計發(fā)展的行業(yè)中，設(shè)計單位應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)計師的技術(shù)培訓(xùn)，并與高校相結(jié)合，通過高校之間的合作模式，控制裝配式建筑設(shè)計專業(yè)人員，為了提高裝配式建筑設(shè)計的專業(yè)素質(zhì)，使裝配式建筑設(shè)計的專業(yè)人才在發(fā)展的驅(qū)動下得到進(jìn)一步的優(yōu)化。此外，裝配式建筑設(shè)計需要在很多方面加以控制，施工單位從最初的設(shè)計到后來的設(shè)計完成都要形成一個整體。施工單位的管理人員應(yīng)根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，對建筑設(shè)計師的指揮作出科學(xué)合理的安排，從而提高整體施工速度。因此，施工單位可以利用BIM技術(shù)，從設(shè)計、加工、吊裝、維護(hù)等方面建立一體化的管理措施，從而促進(jìn)裝配式建筑施工的長期穩(wěn)定發(fā)展。

3、完善裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計制作

對于裝配式建筑的設(shè)計，首先要遵循裝配式建筑設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化。簡單地說，標(biāo)準(zhǔn)化是指制定規(guī)則，在一定范圍內(nèi)可重復(fù)使用潛在的或存在的問題。標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)遵循模塊化、通用化、系列化、簡潔化和統(tǒng)一化的原則。例如，對于風(fēng)口的簡化來說，應(yīng)該按照不同的結(jié)構(gòu)、尺寸和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，并按照一定的規(guī)則進(jìn)行簡化，作為最合適的選項。對于其長度和寬度，應(yīng)采用優(yōu)先級數(shù)的比例，其級數(shù)通常為1.00、1.60、4.00、11.00;所說的統(tǒng)一化與通用化是相似的。它是指在裝配式建筑的設(shè)計過程中，為了達(dá)到節(jié)約成本和裝配式構(gòu)件可以共用模具的目的，構(gòu)件的形式應(yīng)該是統(tǒng)一的，包括旋轉(zhuǎn)和復(fù)制。但對于鏡像來說，使用了不同的組件。在傳統(tǒng)的項目規(guī)劃過程中，鏡像建筑相互協(xié)調(diào)是常見的現(xiàn)象，而在預(yù)制建筑中，應(yīng)注意采用平移關(guān)系。

4.發(fā)揮政府部門作用。

在中國建筑領(lǐng)域，裝配式建筑是建筑的一種創(chuàng)新體現(xiàn)。由于裝配式建筑的優(yōu)點，裝配式建筑受到了建筑界人士的高度重視和重視。對于中國政府部門來說，他們也應(yīng)該發(fā)揮自己的作用，對這項工作的發(fā)展給予良好的支持，從而促進(jìn)中國裝配建筑領(lǐng)域更好的發(fā)展。在具體的方式上，可以按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)裝配式建筑的主要特點。

5.裝配式建筑設(shè)計規(guī)范化發(fā)展

要想保證裝配式建筑設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化，就必須保證構(gòu)件的精度和可實施性，從而保證裝配式施工的有效開展。裝配式施工具有節(jié)能減排、便捷性高、工期短等諸多優(yōu)點，且對技術(shù)水平的要求不高，要想提升裝配式施工的整體效果，還需要將重點內(nèi)容放在建筑設(shè)計上，對于發(fā)展裝配式建筑施工安裝指導(dǎo)，保證裝配式建筑設(shè)計效果，以及保證施工質(zhì)量等方面都具有重要的價值。

結(jié)論

綜上所述，裝配式建筑構(gòu)件的出現(xiàn)為未來建筑的發(fā)展指明了方向，也為建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了新的思路。在實際施工中應(yīng)用拼裝式建筑構(gòu)件可以縮短施工周期，保證施工質(zhì)量，還能有效減少施工環(huán)境所造成的污染和破壞，節(jié)約施工成本和材料成本，提高建筑的整體穩(wěn)定性和抗震性能，起到促進(jìn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的作用。

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