分析預制裝配式建筑設計

【摘要】我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，極大地促進了建筑行業(yè)的發(fā)展，也使得人們對于建筑施工質(zhì)量提出了更高的要求。在建筑施工中，在預制裝配式結(jié)構(gòu)方面，比較多的設計單位缺乏良好的應對措施。在本文中，首先簡要概述了預制裝配式建筑，基于此，對預制裝配式建筑設計優(yōu)化的措施進行了研究與探討，僅供參考。

【關鍵詞】預制裝配式建筑;設計;優(yōu)化措施

1、引言

作為一種新型的建造形式，預制裝配式建筑相較于傳統(tǒng)建筑形式而言有著更加優(yōu)越的條件，所以在現(xiàn)如今建筑行業(yè)中得到了較為廣泛的應用。為了能夠使預制裝配式建筑得以更好的推廣，需要對其結(jié)構(gòu)體系設計進行進一步優(yōu)化。在設計預制裝配式建筑的時候，需要對其優(yōu)勢進行充分發(fā)揮，在使設計質(zhì)量得以保證的基礎上實現(xiàn)成本的節(jié)約。

2、預制裝配式建筑概述

2.1簡介

所謂預制裝配式建筑，是指建筑構(gòu)件是通過工廠預先加工制成的，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場對其進行直接安裝形成建筑物，其是一種新興的建造形式。與預制構(gòu)件的形式及其施工方式的不同，其能夠分成砌塊建筑、盒式建筑、板材建筑、骨架板材建筑、升板建筑等類型。現(xiàn)階段，預制裝配式建筑比較常見的形式主要是預制裝配式混凝土建筑與預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，這兩種建筑結(jié)構(gòu)所采用的材料都是比較常規(guī)的，建筑構(gòu)件都是在工廠預先制好的，在施工現(xiàn)場直接安裝，使之成為一個整體建筑。裝配式建筑的建設流程與現(xiàn)澆混凝土建筑的流程相比，增加技術(shù)策劃、工廠生產(chǎn)、一體化裝修、維護更新等過程，強調(diào)了各過程的協(xié)同。裝配式建筑的建設流程見下圖1：

2.2裝配式建筑的主要特點

（1）由于裝配式建筑的操作難度明顯高于傳統(tǒng)的建筑施工方式，因此對其從業(yè)人員的專業(yè)技能與綜合素養(yǎng)有著更加嚴格的要求，同時要求操作人員具有較高的技術(shù)管理水平和豐富的實踐經(jīng)驗。（2）由于裝配式建筑施工的重要構(gòu)件都是在工廠進行預制生產(chǎn)，現(xiàn)場使用機械吊裝的方式完成，使得其他專業(yè)操作得以同步進行，因此裝配式建筑施工技術(shù)的整體施工速度較快，且具體施工受季節(jié)的變化影響不太明顯，能有效縮短建筑工程的施工周期。（3）裝配式建筑的構(gòu)件預制普遍采用在定型的模板上進行平面施工的方式操作，故實際所生產(chǎn)的構(gòu)件不僅低成本，高質(zhì)量，且生產(chǎn)效率理想與安全環(huán)保性能較高。（4）一次性成型的工藝操作或者是立模工藝操作都是預制構(gòu)件生產(chǎn)的操作方式，這樣能科學地提升建筑的保溫功能、裝飾功能以及門窗等附件的各項功能，還能明顯降低施工工藝的流程與資源的消耗。

2.3預制裝配式建筑的優(yōu)點

2.3.1施工周期比較短

預制裝配式建筑中，絕大部分的建筑構(gòu)件是提前預制好的，在地基基礎施工期間，就可以預先制作上層的構(gòu)件，如此一來能夠使施工時間得以極大地縮短，并且裝配式建筑很多都是安裝施工，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑施工相比較來說，施工速度比較快。

2.3.2對周邊環(huán)境有著較小的影響

通常來說，預制裝配式建筑施工主要工藝就是安裝，實際施工期間有著比較小的噪音，并且也不會有揚塵污染產(chǎn)生，對于周邊環(huán)境的影響相對較小，因此，其與綠色施工的要求是相符合的。

2.3.3建筑形式綠色環(huán)保

與傳統(tǒng)的建筑形式相比較而言，預制裝配式建筑不僅能夠?qū)崿F(xiàn)材料的節(jié)約，而且能夠降低能耗，并且預制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)件還能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用，與當前可持續(xù)發(fā)展的施工理念相符合，對于我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展而言有著重要的推動作用。

3、基于裝配式建筑設計的優(yōu)化措施

3.1拓展設計內(nèi)容

傳統(tǒng)設計的內(nèi)容中往往僅包含對施工企劃的設計，不僅缺乏了對施工環(huán)境中各因素、數(shù)據(jù)等的科學分析，也較易因設計與構(gòu)筑體系、構(gòu)筑思路等的不切合，導致設計成效較差、設計不切實際問題。故現(xiàn)階段設計人員應當注重對設計工作的拓展，在設計時應當對項目的指導定位與結(jié)構(gòu)布局等進行一定了解，并通過對建筑功用、構(gòu)件加工與施工裝配等各方面的考慮，由此實現(xiàn)對預制裝配式建筑的一體化、標準化設計，進而達成建筑立面造型的實用性設計。并且設計人員還應認知到建筑種類與部位的定義，再加上預制構(gòu)件的規(guī)格、組合與一定的成本控制工作，實現(xiàn)高質(zhì)量的設計工作，為預制裝配式建筑打下一個堅實基礎。然后在上述基礎上，相關設計人員還可進行深入拓展與優(yōu)化，如結(jié)合現(xiàn)代一體化的建設理念，將建筑結(jié)構(gòu)的各項技術(shù)參數(shù)、構(gòu)件數(shù)據(jù)等進行測算與協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)對構(gòu)件種類、規(guī)格等的適應性調(diào)整。并可根據(jù)相關管線在模板中的設計規(guī)劃，對管道線路的預埋形式、配置環(huán)節(jié)、預設位置等進行整合，再經(jīng)由對管線設備中技術(shù)要點、應用要點等的整合梳理，配以管線設備中經(jīng)濟成本的設計估算，真正實現(xiàn)對設計內(nèi)容的拓展，并由此保障設計工作的有效性。此外，現(xiàn)代設計工作還應涵蓋有建筑整體構(gòu)建、建筑內(nèi)部裝修、相關的設備工程與各類建筑構(gòu)件，并通過設計出施工圖與構(gòu)件加工圖，保證預制裝配式建筑的建設質(zhì)量。另外設計單位應充分考慮項目定位、建設規(guī)模、裝配化目標、成本限額以及各種外部條件影響因素，制定合理的建筑設計方案，提高預制構(gòu)件的標準化程度，并與建設單位共同確定技術(shù)實施方案，為后續(xù)的設計工作提供設計依據(jù)。技術(shù)策劃階段設計要點見下圖2：

3.2應用BIM技術(shù)

現(xiàn)階段各類設計技術(shù)不斷發(fā)展，以保障建筑設計的質(zhì)量為目的，相關設計人員也應當重視起對新型設計技術(shù)的應用。BIM技術(shù)便是新型技術(shù)中較為優(yōu)良的一種，該技術(shù)稱為建筑信息模型，主要是通過各類信息化手段進行建筑設計中的結(jié)構(gòu)拆分與精準定位。經(jīng)由BIM技術(shù)不僅能夠大大提升預制裝配式建筑的設計效率與設計質(zhì)量，更能建立起建筑設計中的構(gòu)件數(shù)據(jù)庫，由此在實現(xiàn)模型化、標準化、規(guī)范化的建筑設計后，還能便于施工、裝修、改造等過程中相關人員對設計企劃加以理解，并且構(gòu)件數(shù)據(jù)庫還有著為相關施工階段打下數(shù)據(jù)基礎的作用。同時，在BIM技術(shù)所建立起的構(gòu)件數(shù)據(jù)庫中，還能夠?qū)崿F(xiàn)對各類建筑構(gòu)件的實時優(yōu)化，由此在施工企劃更新、修改、變更等情況時，能夠重復利用相關構(gòu)件，從而節(jié)省設計時間，以保障施工效率。并且BIM技術(shù)中最重要的一項功能便是將相關設計、構(gòu)造進行可視化的模擬，由此不僅能夠讓設計人員找出自身設計的不足與漏洞，還能便于施工人員的理解，從而為高質(zhì)量預制裝配式建筑打下堅實基礎。

3.3預制構(gòu)件的運輸方面與存放方面

（1）運輸環(huán)節(jié)的要點。在外界因素的影響下會使得預制構(gòu)件在運輸過程中容易出現(xiàn)構(gòu)件與運輸工具間的碰撞現(xiàn)象，從而給預制構(gòu)件造成不同程度的損壞。通常情況下預制構(gòu)件的生產(chǎn)廠家與實際安裝存在一定的距離，要有效降低運輸環(huán)節(jié)對預制構(gòu)件的影響，則需要提前了解實際運輸線路的綜合情況，例如線路概況、地質(zhì)情況以及天氣情況等，確保選擇線路的最佳性，降低運輸過程對預制構(gòu)件造成的破損程度。（2）PC剪力墻的存放要點。堆放架是剪力墻堆放儲藏的基本配置，因此在預制堆放架的過程中，要確保堆放架的實際承載力。由于PC墻板的外墻側(cè)面度過低，因此不能將其作為建筑的有效支撐面，為此則需要重點防護預制構(gòu)件的易損部位，并對其進行科學的存放，提升PC剪力墻的質(zhì)量。

3.4管線預埋的設計

管線預埋位置的預留是預制裝配式建筑施工圖紙設計時必須予以充分重視的問題，設計人員在設計預制裝配式建筑時，必須做好接地線路、排水管道、電力管線等安裝位置的預留工作，避免因為管線預留位置不合理，影響預制裝配式建筑的施工。這就要求，設計人員在設計管線施工方案時，必須先確定管線安裝的具體位置，然后再設計預留管線的施工圖紙，最后再按照預制裝配式建筑施工的實際情況，檢查預留管線位置的合理性。在檢查過程中，必須確保各個預留管線之間不能出現(xiàn)交叉平行或者垂直碰撞的現(xiàn)象，確保預留位置設計合理性，為預制裝配式建筑施工的順利進行奠定良好的基礎。

結(jié)語：

總而言之，在對預制裝配式建筑優(yōu)化與設計進行探索期間，需要對現(xiàn)代建筑發(fā)展方向進行充分尊重，使預制裝配式建筑設計的科學性得以提高，使其能夠?qū)ΜF(xiàn)今建筑發(fā)展的趨勢相適應，實現(xiàn)建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

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作者簡介：

李春常（1982-），男，漢族，江蘇省贛榆縣人，本科，建筑學工程師，主要從事建筑設計等工作。