預(yù)制裝配整體式建筑平面及造型實(shí)例研究

史學(xué)艷

（廈門(mén)合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司）

1 引言

隨著我國(guó)預(yù)制裝配整體式建筑的發(fā)展，我院成立了專(zhuān)門(mén)的課題研究小組，先后多次考察了深圳、海滄、沈陽(yáng)等地的預(yù)制裝配式建筑項(xiàng)目及高時(shí)石材等企業(yè)，了解預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)上的要點(diǎn)、難點(diǎn)，使后續(xù)的研究工作能夠順利開(kāi)展并實(shí)施良好的設(shè)計(jì)和施工配合。

2 預(yù)制裝配式建筑平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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)建筑預(yù)制和內(nèi)裝部品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，提升工程質(zhì)量，降低建造成本。為保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和合理性，平面設(shè)計(jì)往往采用較為規(guī)整、對(duì)稱(chēng)的平面，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定以及提高模具的重復(fù)利用率[1]。

2.1 柱網(wǎng)的設(shè)置

1）主柱網(wǎng)的設(shè)置

平面柱網(wǎng)的布置滿足外墻模數(shù)的同時(shí)，通過(guò)多種技術(shù)手段，盡量使橫向、縱向各跨度間距分別相同，能有效減少預(yù)制樓板型號(hào)，節(jié)省模板，提高模板使用效率。以 “九龍辦公樓”項(xiàng)目為例，原設(shè)計(jì)采用縱向兩跨，柱網(wǎng)間距分別為7.1m和7.9m，水平均跨，使得預(yù)制樓板中間跨和邊跨各兩種板型共四種規(guī)格板型。為減少板型，充分挖掘原設(shè)計(jì)潛在的空間，該辦公樓(不超過(guò)五層)原設(shè)計(jì)封閉樓梯間可以調(diào)整為敞開(kāi)樓梯間，滿足防火規(guī)范要求，使進(jìn)深的兩跨統(tǒng)一跨度，均為7.5m，即能滿足規(guī)范及安全疏散要求，又能優(yōu)化柱網(wǎng)，使預(yù)制樓板規(guī)格為邊跨和中間跨各一種板型共兩種規(guī)格板型。這種處理方式大大減少了樓板規(guī)格，從而減少了模具型號(hào)，有效節(jié)約了造價(jià)。

2）邊跨與中間跨柱網(wǎng)的設(shè)置

柱網(wǎng)布置盡量協(xié)調(diào)中間跨度和邊跨度的模數(shù)，因邊柱偏軸線和中間柱偏軸線位置不同，會(huì)引起樓板和外掛墻板模數(shù)的變化（見(jiàn)圖1），經(jīng)調(diào)整后如圖2所示，實(shí)現(xiàn)了軸網(wǎng)與邊跨及中間跨外掛墻板協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

外掛墻板與結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的最小間距，主要與二者的連接方式有關(guān)。外掛墻板如果采用濕式連接，即掛板與結(jié)構(gòu)構(gòu)件間采用通過(guò)澆筑混凝土方式連接，期間最小有20mm的間距。如采用干式連接，即掛板與結(jié)構(gòu)構(gòu)件間采用連接件進(jìn)行連接，外掛墻板與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的間距，需根據(jù)項(xiàng)目的具體情況，結(jié)合平面布置、立面效果、建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)想法及業(yè)主意見(jiàn)、施工技術(shù)的熟練程度等多方面因素綜合考慮。

圖1 軸網(wǎng)與邊跨及中間跨外掛墻板存在的差異(設(shè)計(jì)初步階段）

圖2 軸網(wǎng)與邊跨及中間跨外掛墻板協(xié)調(diào)統(tǒng)一(最終確認(rèn)階段）

2.2 裝配整體式建筑的平面布置

裝配整體式建筑的平面布局應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在建筑結(jié)構(gòu)允許的條件下，優(yōu)先選用大開(kāi)間、大進(jìn)深，滿足使用功能需求及其后序可變性。平面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，突出與挑出部分（如陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板等）不宜過(guò)大，如果陽(yáng)臺(tái)等尺寸過(guò)大應(yīng)采用現(xiàn)澆方式。平面體型除應(yīng)符合建筑功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求外，尚應(yīng)符合建筑節(jié)能體形系數(shù)的要求和空間的靈活性、可變性。

裝配整體式建筑墻體的門(mén)窗洞口、端部實(shí)墻的長(zhǎng)度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力的要求。門(mén)窗洞口最好成列布置，不宜采用轉(zhuǎn)角窗。門(mén)窗洞口的平面位置和尺寸應(yīng)滿足預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)要求。

裝配整體式建筑平面設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮設(shè)備管線與構(gòu)造的適應(yīng)性。衛(wèi)生間或廚房平面功能分區(qū)宜合理，符合建筑模數(shù)要求。衛(wèi)生間、廚房上下宜相鄰布置，便于集中設(shè)置豎向管線、豎向通風(fēng)道或機(jī)械通風(fēng)裝置，有利于結(jié)構(gòu)板開(kāi)洞統(tǒng)一。豎向管線的設(shè)置宜相對(duì)集中，水平管線的排布應(yīng)減少交叉，穿預(yù)制構(gòu)件的管線應(yīng)預(yù)留或預(yù)埋套管，穿預(yù)制樓板的管道應(yīng)預(yù)留洞口，所留洞口大小，平面圖上應(yīng)有明確標(biāo)識(shí)，穿預(yù)制梁的管道應(yīng)預(yù)留或預(yù)埋套管。

以瀧澄項(xiàng)目為例，本棟樓因6層和7層設(shè)計(jì)為宿舍，2層～5層為辦公，2層局部為廚房、餐廳，1層為展示空間，功能比較復(fù)雜，尤其6層和7層宿舍的給、排水管對(duì)下部各層的影響比較大；1層～5層設(shè)置了中央空調(diào)，為不影響立面效果，空調(diào)外機(jī)統(tǒng)一放置于屋頂，需設(shè)從屋頂通至各層的冷媒管井。如此復(fù)雜的功能和管線布置，對(duì)豎向管井進(jìn)行模塊化設(shè)置就非常必要了。平面管井的設(shè)置，既要滿足使用功能，又要考慮提高裝配整體式疊合樓板預(yù)制時(shí)的使用率，于是把管井的布置直接在各模塊中統(tǒng)一。

3 預(yù)制裝配整體式建筑立面造型研究

預(yù)制裝配式建筑的立面設(shè)計(jì)應(yīng)利用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的組合特點(diǎn)。預(yù)制外墻板可采用不同的飾面材料展現(xiàn)不同的肌理與色彩的變化，通過(guò)不同外墻構(gòu)件的靈活組合，實(shí)現(xiàn)富有工業(yè)化建筑特征的立面效果。預(yù)制裝配式建筑外墻構(gòu)件主要包括裝配式混凝土外墻板、門(mén)窗、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板和外墻裝飾構(gòu)件等，可以充分發(fā)揮裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)外墻構(gòu)件的裝飾作用，進(jìn)行立面多樣化設(shè)計(jì)。例如瀧澄和智欣項(xiàng)目在施工圖初始階段，均采用底層外墻局部現(xiàn)澆。一層層高扣除現(xiàn)澆部分高度后與上部各層層高一致的外墻板采用預(yù)制，以減少模板樣式，大大提高了模板的使用效率。

預(yù)制外墻板宜采用工廠預(yù)涂刷涂料、裝飾材料反打、肌理混凝土等一體化的生產(chǎn)工藝。外墻門(mén)窗在滿足通風(fēng)采光的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)節(jié)門(mén)窗尺寸、虛實(shí)比例以及窗框分隔形式等設(shè)計(jì)手法形成一定的靈活性?？赏ㄟ^(guò)改變陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板的位置和形狀，使立面具有較大的可變性。通過(guò)裝飾構(gòu)件的自由變化可實(shí)現(xiàn)多樣化立面設(shè)計(jì)效果，滿足建筑立面風(fēng)格差異的要求。除了在外墻構(gòu)件上做有韻律的變化外，立面裝飾材料也可以起到很好的點(diǎn)綴和裝飾作用。使用外墻裝飾材料時(shí)需注意：當(dāng)為外墻涂料時(shí)，外掛墻板的粗糙程度會(huì)影響外墻涂料的粉刷效果。

瀧澄辦公綜合樓立面設(shè)計(jì)造型由原方正的預(yù)制外墻板，一角經(jīng)拉伸后，采用水平和豎向分別鏡像、再旋轉(zhuǎn)等方式，保持高度、寬度不變，根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力和配筋要求，形成二種形式的外掛墻板。將二種形式的構(gòu)件模塊通過(guò)變化組合，協(xié)調(diào)層高，形成豐富的立面造型，減少了構(gòu)件的類(lèi)型，大大提高了構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度（見(jiàn)圖3）。

圖3 瀧澄辦公綜合樓立面效果

4 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)

4.1 關(guān)于外掛墻板與主體之間的連接方式

以瀧澄項(xiàng)目為例，外掛墻板與主體之間采用連接鍵連接，致使主體與外掛墻板間有150mm寬的安裝縫隙，安裝后連接鍵末端至掛板內(nèi)側(cè)距離大約330mm。又因外墻造型的需要，窗臺(tái)處有較大的空間無(wú)法應(yīng)用，大大縮小了室內(nèi)有效空間。根據(jù)實(shí)際情況，把原圖設(shè)計(jì)的欄桿進(jìn)行內(nèi)移并隨著外墻造型凹入，這樣可節(jié)省出室內(nèi)空間加以利用。因此這種連接方式會(huì)影響室內(nèi)空間的有效利用，尋找出更適合的方法，還需和結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)進(jìn)一步探究。

4.2 關(guān)于外立面造型對(duì)室內(nèi)空間的影響

外立面的整體造型及外掛墻板的拼接形式，會(huì)對(duì)室內(nèi)空間有一定影響。以瀧澄項(xiàng)目為例，因外掛墻板的形式及二者間的連接方式，對(duì)6層和7層宿舍的視線造成了較大的干擾，現(xiàn)場(chǎng)情況如圖4所示。

圖4 外掛墻板連接對(duì)宿舍室內(nèi)空間的影響

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，在方案初始階段，外掛墻板除了滿足構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的特點(diǎn)外，盡量避免外立面造型對(duì)室內(nèi)空間的影響和使用，做到外掛墻板形式既能滿足立面造型需要，同時(shí)亦應(yīng)滿足室內(nèi)使用空間功能和用效果。

5 結(jié)語(yǔ)

在裝配整體式建筑的項(xiàng)目實(shí)踐中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，學(xué)習(xí)其他企業(yè)的先進(jìn)理念和設(shè)計(jì)，提高了裝配整體式建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量。作為一線的設(shè)計(jì)人員，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，要逐步積累經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)教訓(xùn)，更好地促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展。