裝配式建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)及相關(guān)應(yīng)用研究

張文斌

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002）

0 導(dǎo)言

伴隨著我國(guó)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與推進(jìn)，各類(lèi)新型技術(shù)被廣泛應(yīng)用到整個(gè)建筑領(lǐng)域中，在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)建筑業(yè)的快速發(fā)展，而裝配式建筑成為建筑業(yè)主要的發(fā)展趨勢(shì)之一。對(duì)比傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)施工，裝配式建筑設(shè)計(jì)有著很大的優(yōu)勢(shì)。而前期設(shè)計(jì)階段對(duì)整個(gè)裝配式建筑后期應(yīng)用質(zhì)量有著很大影響，所以，我們需要針對(duì)裝配式建筑工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及有關(guān)應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 裝配式建筑概況

近年來(lái)，我國(guó)裝配式建筑不斷發(fā)展，其發(fā)展前景十分廣闊。但因?yàn)槲覈?guó)在裝配式建筑項(xiàng)目的發(fā)展起步比較晚，所以其施工技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大差距。由于對(duì)比傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑自身具備很大特點(diǎn)，主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：在車(chē)間生產(chǎn)其大部分的構(gòu)件；要在施工現(xiàn)場(chǎng)裝配完成各類(lèi)構(gòu)件，不但節(jié)省部分現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，還利于節(jié)省時(shí)間；施工與設(shè)計(jì)是整個(gè)裝配式建筑施工的核心和主導(dǎo)，可以同步進(jìn)行裝飾裝修作業(yè)；裝配式建筑工程最為典型的施工特點(diǎn)就是標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)模式，而信息化管理技術(shù)可以得到充分的發(fā)揮與利用，有助于項(xiàng)目造價(jià)的控制；具備一定的節(jié)能環(huán)保，利用預(yù)制方式可以起到節(jié)能施工的效果，還可以預(yù)防返工問(wèn)題，控制建筑材料的合理應(yīng)用，拓寬其選擇空間，因此，在該過(guò)程應(yīng)用綠色節(jié)能環(huán)保材料，可以全方位地提高其應(yīng)用需求。

2 裝配式建筑技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 顯著的經(jīng)濟(jì)效益

預(yù)制裝配式工程施工涉及內(nèi)容和工序相對(duì)較少，但其在材料、設(shè)備等方面投入減少，依照相關(guān)分析我們不難發(fā)現(xiàn)，裝配式項(xiàng)目結(jié)構(gòu)施工在裝飾和采暖項(xiàng)目等方面產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)續(xù)效益，其每平方米存在明顯的差價(jià)，其具體分析如表1 所示。

表1 工程每平方米價(jià)位

依照表1 我們可知：與傳統(tǒng)建筑施工進(jìn)行對(duì)比，裝配式施工可更好地降低造價(jià)，有著很可觀的經(jīng)濟(jì)效益，其主要表現(xiàn)在采暖和裝飾等幾項(xiàng)工程過(guò)程中，但相比傳統(tǒng)的混凝土施工，運(yùn)用預(yù)制構(gòu)件，能降低施工的難度，保證成品質(zhì)量水平，特別針對(duì)外墻施工中預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用，可以更好地減少外墻產(chǎn)生滲水問(wèn)題，所以整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)增加。

2.2 減少能源消耗

裝配式建筑工程需要選取合理的結(jié)構(gòu)形式，我們以外墻為例，在施工中不需利用電動(dòng)吊籃，而木模板整體用量也比較少，從而避免以往建筑方式下產(chǎn)生的能源消耗問(wèn)題，在工程建設(shè)環(huán)節(jié)其節(jié)能效果可減低15%，另外，此效益還可以延伸到整個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)，同時(shí)外墻還可選取夾心保暖的基本方式，確保整個(gè)項(xiàng)目保溫和隔熱性，業(yè)主在保溫或是隔熱過(guò)程減少能源消耗，其幅度一般可控制在25%～35%，同時(shí)我們從水資源角度分析來(lái)看，其減幅度可滿足36%，甚至更高。

3 裝配式建筑的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 總圖設(shè)計(jì)

在裝配式項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，總圖設(shè)計(jì)是最重要的內(nèi)容之一。有效開(kāi)展進(jìn)行總圖設(shè)計(jì)，不但可以提高工作效率，還可以減少各類(lèi)矛盾，從而加快整個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)度。而總圖設(shè)計(jì)就是對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及概述進(jìn)行詳細(xì)和具體的分析在該環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重點(diǎn)考慮各類(lèi)問(wèn)題，如預(yù)制件運(yùn)輸和存放，及安裝等諸多問(wèn)題，其在具體的設(shè)計(jì)中，還需要對(duì)預(yù)制構(gòu)件安裝順序進(jìn)行相應(yīng)的分析，還應(yīng)對(duì)建設(shè)期間各環(huán)節(jié)的安全性進(jìn)行分析。在裝配式建筑工程總圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)對(duì)后面的進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，所有施工和設(shè)計(jì)人員都應(yīng)詳細(xì)了解短期和長(zhǎng)期施工計(jì)劃和步驟，確保裝配式建筑工程后續(xù)施工能順利進(jìn)行。

3.2 明確設(shè)計(jì)流程

裝配式建筑設(shè)計(jì)流程對(duì)比以往常規(guī)設(shè)計(jì)的區(qū)別性主要體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)方案和圖紙，以及結(jié)構(gòu)選擇和實(shí)際的操作等各個(gè)方面。在開(kāi)展裝配式建筑設(shè)計(jì)方案時(shí)，我們需要了解設(shè)計(jì)工作的深化性、全面性，其重點(diǎn)就是要滿足建筑結(jié)構(gòu)施工模式所適應(yīng)的環(huán)境需求。同時(shí)裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要將項(xiàng)目規(guī)模和功能需求作為整個(gè)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。而成本管控對(duì)建筑項(xiàng)目整個(gè)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的保證也具有一定的價(jià)值。此外，裝配式建筑在結(jié)構(gòu)選擇方面還應(yīng)滿足實(shí)際抗震規(guī)范設(shè)計(jì)和框架柱的設(shè)計(jì)可行性作為重點(diǎn)，明確預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范和工程標(biāo)準(zhǔn)需求。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)

近年來(lái)，裝配式建筑的快速發(fā)展使各類(lèi)建筑形式呈現(xiàn)多樣化的基本特點(diǎn)，而建筑結(jié)構(gòu)所使用的條件和項(xiàng)目建設(shè)施工環(huán)境則具有一定的差異性。所以，建筑工程設(shè)計(jì)部門(mén)在建筑結(jié)構(gòu)確定時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化與施工建設(shè)部門(mén)之間的溝通與交流，從而實(shí)現(xiàn)裝配式建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容與施工流程認(rèn)知上的一致性，并為后續(xù)施工進(jìn)展的有序性創(chuàng)造一定的條件。以往常規(guī)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)為設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性和全方位性，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和運(yùn)輸中存在很多不可控的各類(lèi)因素，對(duì)設(shè)計(jì)方案和施工生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有一定的作用和意義，所以，提高各環(huán)節(jié)之間的配合度是提高建筑工程經(jīng)濟(jì)效益的主要內(nèi)容。要確保預(yù)制構(gòu)件的使用效果，同時(shí)，裝配式建筑設(shè)計(jì)基本原則還應(yīng)集中表現(xiàn)在項(xiàng)目施工具體操作的便捷性和結(jié)構(gòu)受力等方面，還應(yīng)發(fā)揮專(zhuān)業(yè)設(shè)備應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，高效處理不同管線預(yù)埋作為重點(diǎn)內(nèi)容。

3.3 預(yù)制構(gòu)件連接設(shè)計(jì)

在預(yù)制構(gòu)件具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注重預(yù)制構(gòu)件連接設(shè)計(jì)質(zhì)量。在對(duì)預(yù)制件連接設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)確保連接技術(shù)和方法，以及誤差值滿足精準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而后續(xù)裝配式建筑連接提供一定的參考。同時(shí)在連接設(shè)計(jì)中，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)體系對(duì)預(yù)制構(gòu)件連接受力開(kāi)展仿真模擬，并分析構(gòu)件連接設(shè)計(jì)后整體的受力情況，確保各個(gè)連接點(diǎn)能夠有效連接，并保證預(yù)制件連接受力分布情況應(yīng)符合項(xiàng)目建設(shè)需求，從而確保后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性。此外，在構(gòu)件連接設(shè)計(jì)中，還應(yīng)依照裝配式建筑工程開(kāi)發(fā)需求，編制有關(guān)連接技術(shù)手冊(cè)，確保后續(xù)工程質(zhì)量安全，并為其提供一定的基礎(chǔ)參考。

3.4 預(yù)制構(gòu)件的防水設(shè)計(jì)

建筑在投入應(yīng)用時(shí)，常會(huì)收到來(lái)自生活用水或是各類(lèi)環(huán)境因素的影響，在一定程度上影響建筑總體質(zhì)量，因此在施工中應(yīng)保證混凝土等材料的防水性。由于裝配式建筑和外界因素接觸較多的位置為預(yù)制漏報(bào)與外墻，在兩者之間進(jìn)行連接的問(wèn)題，需要重點(diǎn)進(jìn)行防水工作。例如一些項(xiàng)目選用三明治外墻板，其在封閉類(lèi)型設(shè)計(jì)中對(duì)提高防水設(shè)計(jì)尤其重要，主要利用三道措施開(kāi)展防水密封施工：第一道防護(hù)就是通過(guò)灌注砂漿的基本方式進(jìn)行全方位額封堵；第二道則是利用好減壓空間，并運(yùn)用防水橡膠條對(duì)整個(gè)表面做好壓緊處理；第三道防護(hù)促使就是利用高彈力聚氨酯密封膠或是泡沫棒做好密封，從而達(dá)到防水保護(hù)的最終效果。

3.5 裝配建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

裝配式建筑結(jié)構(gòu)主要是一項(xiàng)預(yù)制構(gòu)件安裝的主要模式，預(yù)制構(gòu)件安裝難免會(huì)遇到一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，所以，有關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要針對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，要注重預(yù)制構(gòu)件平面設(shè)計(jì)，在平面進(jìn)行設(shè)計(jì)中要保證合理的平面布局，將門(mén)窗與平面設(shè)計(jì)進(jìn)行吻合，門(mén)窗可以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，采用上下對(duì)齊或是成列分布的設(shè)計(jì)方案。有關(guān)人員還應(yīng)對(duì)細(xì)部結(jié)構(gòu)開(kāi)展深戶設(shè)計(jì)，還需要注重預(yù)制件間縫隙的防水設(shè)計(jì)，確保預(yù)制件整體的耐久性和應(yīng)用效果。同時(shí)在對(duì)不分特殊位置節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行精確考量，在接縫位置組好防水和防風(fēng)等方面的設(shè)計(jì)工作，確保室內(nèi)保溫的良好性能。并在外墻和立面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)滿足美觀、整潔和經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)計(jì)基本需求。另外，墻體之間的鏈接處還應(yīng)做好相應(yīng)的加固，從而確保裝配式建筑墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以滿足隔音和保溫等性能要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著現(xiàn)階段裝配式建筑數(shù)量的不斷增加，人們對(duì)建筑項(xiàng)目質(zhì)量要求也不斷提高。想要滿足人們對(duì)建筑的需求，有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷完善和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般情況下，我們應(yīng)從設(shè)計(jì)體系和流程，以及計(jì)算方式等多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，并利用監(jiān)督管理工作保證有效性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，促使裝配式建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的全方位提高。