關(guān)于裝配式建筑設(shè)計(jì)路線的探索

張凱 于明星

【摘要】近年來，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，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)。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;設(shè)計(jì)路線

一般意義來講，裝配式建筑是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)的主要部分采用預(yù)制部品部件集成的建筑。其主要特征是形成以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為中心的裝配式建筑產(chǎn)品的工業(yè)化建造體系。為此，就標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)理念基礎(chǔ)上的裝配式建筑設(shè)計(jì)路線作以探討。

1、預(yù)制裝配建筑概述及特點(diǎn)分析

從建筑學(xué)角度來講，預(yù)制裝配建筑不是最好的建筑結(jié)構(gòu)及組織架構(gòu)，但從實(shí)際應(yīng)用與價(jià)值體現(xiàn)的角度來講，預(yù)制裝配建筑具有無法代替的主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。預(yù)制裝配建筑主要是指通過將建筑施工材料、組織架構(gòu)、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)工藝等進(jìn)行集成體現(xiàn)，并經(jīng)過科學(xué)、合理的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，以最低成本投入、最短時(shí)間建成、最佳質(zhì)量保障的快速裝配型建筑，也稱其為“組裝建筑”。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息整理發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下世界諸多國(guó)家都對(duì)預(yù)制裝配建筑較為認(rèn)同，我國(guó)也不斷加大對(duì)預(yù)制裝配建筑的研究實(shí)踐。認(rèn)為該建筑方式的最大關(guān)鍵點(diǎn)在于其設(shè)計(jì)。裝配式建筑設(shè)計(jì)不是單一、片面的簡(jiǎn)單流程，而是更為科學(xué)、合理的系統(tǒng)布局。裝配式建筑設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)如下：第一、該建筑設(shè)計(jì)具有輕量化特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中無需進(jìn)行復(fù)雜、繁瑣考慮，相對(duì)于大型建筑工程設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。例如：設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)化了施工技術(shù)工藝、人力物力投入、材料類型考量、資金成本注入等。第二、該建筑設(shè)計(jì)具有模塊化特點(diǎn)，模塊化特征是預(yù)制裝配建筑設(shè)計(jì)更加立體性、務(wù)實(shí)性，主要包括模塊數(shù)量、模塊種類、模塊組織架構(gòu)等。模塊化特點(diǎn)也對(duì)其施工環(huán)境起到積極優(yōu)化作用，降低了傳統(tǒng)建筑工程施工對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成的波及影響。第三、該建筑設(shè)計(jì)無需高技術(shù)支持，裝配式建筑設(shè)計(jì)的最大好處就是其“低技術(shù)”保障，在設(shè)計(jì)過程中無需高端技術(shù)支持及投入，在建筑施工效率與進(jìn)度等方面提升速度較快。

2、裝配式建筑設(shè)計(jì)路線的探索

2.1鋼筋連接設(shè)計(jì)

鋼筋是裝配式建筑工程施工應(yīng)用最廣的材料，在進(jìn)行剪力墻的鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)具體技術(shù)如下：第一，要求合理設(shè)計(jì)鋼筋配筋以及配筋率，這是為了滿足裝配式建筑抗震性能的要求，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做好墻體軸線控制，使結(jié)構(gòu)受力完全可以滿足墻體截面要求，可通過暗柱設(shè)置來提升整體結(jié)構(gòu)的抗震性能和連接的合理性。第二，合理設(shè)計(jì)剪力墻配筋水平分布，要求豎向和水平向上均勻分配配筋率都在0.25%之上，剪力墻結(jié)構(gòu)墻體部分的配筋率不可小于0.3%。第三，在進(jìn)行鋼筋焊接搭接設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)控制搭接的距離，選擇合適的焊接和連接方式。因?yàn)楸竟こ淌歉邔咏ㄖ?，其剪力墻施工必然?huì)需要大量鋼筋，可能出現(xiàn)密集梁柱節(jié)點(diǎn)，為此需要合理控制梁柱節(jié)點(diǎn)位置和施工順序，避免位置和順序問題而影響工程質(zhì)量。第四，在鋼筋安裝施工時(shí)必須充分考慮對(duì)整個(gè)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的影響，明確鋼筋的規(guī)格、確定準(zhǔn)確的焊接位置。

2.2明確設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)

在裝配式建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該以設(shè)計(jì)方案為主，通過對(duì)該建筑項(xiàng)目的信息了解與特點(diǎn)分析進(jìn)行全面考量，不同的行業(yè)領(lǐng)域的裝配式建筑有其不同的差異特征。在設(shè)計(jì)過程中要對(duì)裝配式建筑的應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行明確，例如：化工廠、電廠、污處理水廠等。這三個(gè)裝配式建筑功能就截然不同。只有對(duì)其功能進(jìn)行了解掌握，才能在設(shè)計(jì)過程中融入功能特點(diǎn)與特色元素，提升該建筑項(xiàng)目的實(shí)用性。同時(shí)，在進(jìn)行初期設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注重一體化、統(tǒng)一性。這也是其重要的設(shè)計(jì)原則。在初步設(shè)計(jì)中要保障各預(yù)制構(gòu)件的順利組合與有效銜接，即組合設(shè)計(jì)。并將構(gòu)件的利用性、價(jià)值性進(jìn)行發(fā)揮。

2.3裝配式建筑設(shè)計(jì)原則

裝配式混凝土建筑的平面設(shè)計(jì)在滿足平面功能的基礎(chǔ)上需考慮裝配式建筑建造的相關(guān)要求，同時(shí)需符合建筑模數(shù)，遵循“少規(guī)格、多組合”的設(shè)計(jì)原則，建筑平面應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、定型化設(shè)計(jì)，建立標(biāo)準(zhǔn)化部件模塊、功能模塊與空間模塊，實(shí)現(xiàn)模塊多組合應(yīng)用，提高基本模塊、構(gòu)件和部品重復(fù)使用率，有利提升建筑品質(zhì)、提高建造效率及控制建設(shè)成本，并滿足制作及運(yùn)輸能力、交通法規(guī)和施工設(shè)備的要求。預(yù)制構(gòu)件在單體建筑中重復(fù)使用量最多的三個(gè)構(gòu)件的總個(gè)數(shù)占同類構(gòu)件總個(gè)數(shù)的比例均不低于50%。平面設(shè)計(jì)建議采用大開間形式、平面布局靈活分隔，平面的凸凹變化不要過大。外立面設(shè)計(jì)應(yīng)以簡(jiǎn)潔為原則，不宜有過多的外裝飾構(gòu)件及線腳。同時(shí)在簡(jiǎn)潔中追求完善，在統(tǒng)一中創(chuàng)造多樣的美學(xué)要求，打造個(gè)性化高品質(zhì)的建筑作品。外圍護(hù)構(gòu)件飾面可采用藝術(shù)造型面彩色混凝土、清水混凝土、露骨料混凝土、圖案混凝土，也可采用涂料、面磚、石材等不同飾面材料展現(xiàn)不同肌理與色彩變化，體現(xiàn)裝配式建筑的立面特征，外飾面宜采用一次反打成型工藝。門窗采用標(biāo)準(zhǔn)化部件，門窗框宜采用預(yù)裝法。預(yù)制外墻板的接縫設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)、熱工、防水、防火及建筑裝飾等要求，預(yù)制外墻板需考慮防雷接地并應(yīng)預(yù)埋好有效接地導(dǎo)體，確保防雷效果。要預(yù)先確定預(yù)埋窗及扶手欄桿的相關(guān)資料。應(yīng)協(xié)調(diào)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、制備各方之間的關(guān)系，并應(yīng)加強(qiáng)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝修等各專業(yè)之間的配合，土建及內(nèi)裝需一體化設(shè)計(jì)。裝配式建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)制作、產(chǎn)品保護(hù)、存放、運(yùn)輸及施工提出明確的技術(shù)要求。

2.4專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)要點(diǎn)

裝配式建筑規(guī)模、布局和建設(shè)應(yīng)符合抗震設(shè)計(jì)的要求和原則。為達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則包括多種組合、方便施工、簡(jiǎn)化連接、減少規(guī)格等受力原則。建筑的柱、承重墻等垂直構(gòu)件的連接應(yīng)該直上直下，門窗洞應(yīng)該從上到下對(duì)齊排成一列，轉(zhuǎn)角窗則不宜采用。裝配式建筑應(yīng)該考慮公共區(qū)域垂直管井的空間位置、大小和共享的實(shí)際性，盡可能地在容易檢修的位置設(shè)置垂直管井，橫向管線的設(shè)置應(yīng)該相對(duì)集中減少交叉，盡量進(jìn)行水平布置。在公共區(qū)域的管井內(nèi)設(shè)置供暖系統(tǒng)控制閥和其他控制部件，室內(nèi)采暖管道應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的循環(huán)。使用分體型空調(diào)設(shè)備的臥室、客廳需預(yù)留安裝位置，設(shè)置預(yù)埋件，并確定空調(diào)設(shè)備和空氣管的位置和方向，住宅廚房和衛(wèi)生間排風(fēng)管道應(yīng)確定的位置和大小，確定配電箱位置，暗轉(zhuǎn)的電氣設(shè)備若位于分戶墻兩側(cè)時(shí)不應(yīng)設(shè)置連接，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮電話和有線電視接口、網(wǎng)絡(luò)接口、插座、燈具等安裝位置，電開關(guān)、插座、接線盒、連接線路在預(yù)制墻體上應(yīng)進(jìn)行預(yù)埋預(yù)留。

結(jié)語：

裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)思想和方法要貫穿于設(shè)計(jì)全過程，堅(jiān)持“少規(guī)格、多組合”的基本原則，以模數(shù)化為基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化為核心，集成化設(shè)計(jì)為方向，精準(zhǔn)高效地實(shí)現(xiàn)完備的建筑功能和系統(tǒng)性建造指標(biāo)，為裝配式建筑建造工業(yè)化發(fā)展提供可靠保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T51231-2016[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.

[2]葉明.裝配式建筑概論[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.

[3]裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T51129-2017[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.