裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法工程應(yīng)用研究

郭菲菲 徐子茗 青島市建筑設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司

裝配式建筑結(jié)構(gòu)的研發(fā)與應(yīng)用，在一定程度上，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。其所呈現(xiàn)出的操控簡(jiǎn)便、制備工藝簡(jiǎn)化的特性，加快了整體建筑效率，有效規(guī)避因外界環(huán)境因素所造成的施工延期問題。但裝配式建筑結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在一定的問題，主要是不同建筑構(gòu)件裝配契合過程中存在縫隙問題，將導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滲水、漏水的問題，降低內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，縮減建筑項(xiàng)目的使用周期。對(duì)于此，必須針對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行防水設(shè)計(jì)來提升內(nèi)部結(jié)構(gòu)的防滲性與整體性，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

一、新時(shí)期裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)重要性概述

基于裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)層面來看，其主要是基于各類部品部件預(yù)制。對(duì)各類建筑工程施工建設(shè)現(xiàn)狀集中整合，將其作為不同載體實(shí)施部品裝配，這樣能全面提升建筑工程項(xiàng)目工業(yè)化以及信息化發(fā)展要求。全面實(shí)現(xiàn)建筑工程節(jié)能減排目標(biāo)，提升項(xiàng)目綜合設(shè)計(jì)成效，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)成本有效控制，有利于縮短項(xiàng)目建設(shè)工期。裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中，是建筑項(xiàng)目趨向于工業(yè)化建設(shè)的重要內(nèi)容。相關(guān)設(shè)計(jì)人員注重發(fā)揮空間協(xié)調(diào)、模數(shù)控制等方式來促進(jìn)裝配式建筑施工建設(shè)。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，對(duì)冗余施工環(huán)節(jié)集中優(yōu)化。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)中能全面提升各類部件綜合生產(chǎn)效率，對(duì)項(xiàng)目施工壓力有效優(yōu)化。通過對(duì)裝配式建筑實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，能全面整合項(xiàng)目建設(shè)中建筑、裝修、機(jī)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備等組成要素，通過一體化表現(xiàn)形式全面構(gòu)建設(shè)計(jì)、裝配、加工系統(tǒng)，能保障裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)安全性全面提升。

二、裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法工程應(yīng)用研究

（一）行政管理部門管理對(duì)策

（1）完善法律法規(guī)體系建設(shè)。加快完善相關(guān)法律法規(guī)建設(shè)，為裝配式建筑發(fā)展提供引導(dǎo)和支撐，國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)形成合力。同時(shí)，充分考慮部品部件的供應(yīng)資源、技術(shù)條件的成熟度和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異，以滿足建筑功能和需求為基礎(chǔ)，堅(jiān)持統(tǒng)籌發(fā)展和安全基礎(chǔ)，靈活運(yùn)用裝配率指標(biāo)的權(quán)重和內(nèi)容，循序漸進(jìn)地推動(dòng)裝配式目標(biāo)和指標(biāo)體系建立，保障裝配式建筑健康有序發(fā)展。（2）改革創(chuàng)新監(jiān)管機(jī)制?，F(xiàn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)相互割裂的管理模式無法適應(yīng)裝配式建筑的要求。行政管理部門人員應(yīng)加強(qiáng)裝配式建筑學(xué)習(xí)。重點(diǎn)強(qiáng)化公共安全和重要使用功能的風(fēng)險(xiǎn)管理，必要時(shí)可采用政府購(gòu)買方式，委托有能力的單位進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。監(jiān)督節(jié)點(diǎn)應(yīng)注重時(shí)效，減少后置檢查對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)、施工變更的影響。從管理模式、檢測(cè)檢驗(yàn)、后評(píng)價(jià)體系等方面完善監(jiān)管機(jī)制。（3）強(qiáng)化示范引導(dǎo)作用。鼓勵(lì)和支持成熟的技術(shù)體系和管理經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用，做好行業(yè)示范引導(dǎo)工作。做好多方位、多層次的培訓(xùn)工作，提升整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平。

（二）連接設(shè)計(jì)

裝配式建筑的連接方式十分復(fù)雜，如在框架結(jié)構(gòu)中就包括了剛性連接、非剛性連接。而且，在裝配式框架結(jié)構(gòu)中的水平方向、垂直方向之間的位置，通常需要采用套筒灌漿連接。因此，在實(shí)際的連接設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，一方面，要注重接頭質(zhì)量的控制。另一方面，則需要對(duì)鋼筋接頭的混凝土灌注厚度進(jìn)行有效控制。例如，在預(yù)制剪力墻方面，該厚度應(yīng)該控制在不小于15mm的范圍。套筒間的凈距離尺寸，應(yīng)該以不小于25mm為宜。鋼筋接頭位置的保護(hù)層厚度應(yīng)該控制在不小于20mm的范圍。再如，在預(yù)制梁端面位置，要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的鍵槽（以粗糙面為準(zhǔn)），此時(shí)，應(yīng)該注重對(duì)其規(guī)格、數(shù)量的精準(zhǔn)控制。對(duì)于后澆混凝土、預(yù)制剪力墻結(jié)合部位的，應(yīng)該注意對(duì)不同面的區(qū)分。嚴(yán)格按照側(cè)面設(shè)置鍵槽、底面與頂面設(shè)置粗糙面的方案進(jìn)行細(xì)致設(shè)計(jì)。按照常規(guī)的施工經(jīng)驗(yàn)值與設(shè)計(jì)值情況看，需要將結(jié)合面中的粗糙面面積，控制在總面積的80%以上。另外，由于粗糙面中要按照凹凸形狀進(jìn)行設(shè)置。因而，在預(yù)制板、預(yù)制梁端、預(yù)制墻端，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際施工需求，將三者粗糙面中的凹凸深度設(shè)計(jì)值分別控制在不小于 4mm、6mm。

（三）設(shè)計(jì)與施工一體化

在傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目中，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)環(huán)節(jié)之前欠缺有效的信息交流與共享，這導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施存在很多問題。近年來，建筑項(xiàng)目正在朝著規(guī)?；约笆┕?fù)雜化的方向在發(fā)展，設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)環(huán)節(jié)之間有著越來越密切的聯(lián)系，若一味地采用傳統(tǒng)理念將建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工分離開來，勢(shì)必會(huì)引起嚴(yán)重的信息分離狀況，難以避免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息。此外，先設(shè)計(jì)后施工的建造方式導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)人員與施工人員不能及時(shí)與有效交流各自的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)方案很難在施工階段得到有效落實(shí)，雙方之間信息的脫節(jié)造成產(chǎn)品類型復(fù)雜多變、建造周期長(zhǎng)等諸多情況的出現(xiàn)。精益建造的整合思想最初應(yīng)用于制造業(yè)中，在經(jīng)過學(xué)者大量的研究以及實(shí)踐的證實(shí)之后才逐漸在建筑業(yè)得到相應(yīng)的應(yīng)用。以精益建造為指導(dǎo)的裝配式建筑項(xiàng)目在對(duì)設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)進(jìn)行整合之后，可以明顯提升信息溝通上的便捷性以及信息傳遞上的靈活性與準(zhǔn)確性，對(duì)設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)環(huán)節(jié)信息偏離的問題進(jìn)行有效解決，各個(gè)相關(guān)方從項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初便參與到具體的工作之中，不僅有利于各方之間相互信任感的增強(qiáng)，對(duì)于團(tuán)隊(duì)合作同樣有積極意義。另外，設(shè)計(jì)方與施工方之間信息的自由交換，還有利于資源最優(yōu)配置目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（四）混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，其設(shè)計(jì)效果直接影響到建筑物的施工質(zhì)量以及后期使用安全性，也就需要設(shè)計(jì)人員能夠做好對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。在實(shí)踐設(shè)計(jì)過程中首先需要進(jìn)行施工材料的合理選擇，做好所有材料質(zhì)量的檢驗(yàn)和控制工作。此外要加強(qiáng)對(duì)澆筑攪拌時(shí)間的控制，避免水泥水化反應(yīng)不充分所導(dǎo)致的混凝土性能發(fā)揮不足問題出現(xiàn)，從而保障混凝土構(gòu)件的使用性能。為了促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)一步提升，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要通過鋼筋在混凝土中的界面提升減少混凝土施工中對(duì)于構(gòu)件所造成的磨損度。除了做好混凝土材料質(zhì)量的管理之外，還要做好各種混合材料配制比以及配制時(shí)間的合理設(shè)計(jì)。要求所有配置的混合材料均能夠滿足建筑工程的實(shí)際施工需求。在施工結(jié)束之后要做好混凝土構(gòu)件的保養(yǎng)與維護(hù)工作，安排專人負(fù)責(zé)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)表面的溫度以及裂縫等問題做好日常巡查工作，還要通過針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)策略來保障混凝土澆筑施工效果，促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑工程的整體施工效果得到進(jìn)一步提升。

（五）部品設(shè)計(jì)與方案設(shè)計(jì)

在裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，在部品設(shè)計(jì)以及整體方案設(shè)計(jì)中要明晰各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能。設(shè)計(jì)人員要對(duì)各類部品功能性實(shí)施有效分析，能有效判定多項(xiàng)參數(shù)，保障部品中多項(xiàng)參數(shù)規(guī)范化控制，最大程度滿足戶型基本設(shè)計(jì)要求。當(dāng)前對(duì)部品規(guī)范化布置，在部品設(shè)計(jì)中關(guān)系到諸多單元。比如在建筑主體廚房空間中，設(shè)計(jì)單元中涉及儲(chǔ)物柜、烹飪單元、洗碗池等，此類要素均要實(shí)施全面分析，對(duì)各類生活中常用物品實(shí)施規(guī)范化擺放。在方案設(shè)計(jì)優(yōu)化中，要注重對(duì)建筑特征深入剖析，判定建筑功能。目前要注重對(duì)項(xiàng)目建設(shè)周期進(jìn)行分析，全面提升施工質(zhì)量，選取最合理的施工材料。還要注重對(duì)選取各類物品參數(shù)合理判定，注重對(duì)預(yù)埋構(gòu)件合理設(shè)定。在裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化方案設(shè)計(jì)中，要注重突出隔音以及防火作用，對(duì)各類構(gòu)件實(shí)施有效規(guī)劃，對(duì)構(gòu)件整體數(shù)量進(jìn)行控制。目前裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法在諸多項(xiàng)目施工建設(shè)中運(yùn)用，主要涉及四類戶型。在各類戶型設(shè)計(jì)中，要注重選取標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方式，能對(duì)各類型戶型排列方式合理控制，優(yōu)化戶型基本種類。相關(guān)設(shè)計(jì)部門要注重?cái)M定總平面規(guī)劃計(jì)劃，能保障空間內(nèi)多重組合形態(tài)有效設(shè)計(jì)，確保裝配式標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)能高效化落實(shí)，全面提升設(shè)計(jì)適應(yīng)力。在門窗以及預(yù)制外墻板設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要注重遵循組合調(diào)整模式，對(duì)組合調(diào)整靈活性合理控制，保障設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中工業(yè)化建筑特征能集中顯現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)模式運(yùn)用中，要注重全面遵循組合理念，確保各類構(gòu)件可復(fù)制性，這樣能全面提升裝配式建筑設(shè)計(jì)成效。

（六）裝配式建筑的防水密封設(shè)計(jì)

裝配式建筑的防水設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到建筑的整體質(zhì)量，在后期投入使用后對(duì)其使用壽命及使用效果都有非常重要的影響。裝配式建筑本質(zhì)上是根據(jù)規(guī)定的流程與標(biāo)準(zhǔn)將預(yù)制建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件合理拼接組裝在一起的一種建筑類型。但在拼接組裝的過程中無法保證節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)密性，因此，各預(yù)制構(gòu)件之間的連接點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，由于后期修復(fù)漏水問題的難度較大，設(shè)計(jì)人員需在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到建筑防水問題，以盡量減少建筑漏水現(xiàn)象的發(fā)生?，F(xiàn)階段，我國(guó)在建筑行業(yè)中使用最多的是防水密封技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用原理比較簡(jiǎn)單，其主要是對(duì)構(gòu)件連接處進(jìn)行密封處理，將構(gòu)件接縫填補(bǔ)上，以達(dá)到防水的目的。另外，影響建筑漏水的因素還有建筑的抗震性和建筑外墻的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在保證成本的前提下，應(yīng)選擇抗震性與穩(wěn)定性較好的施工原材料，以此來加強(qiáng)建筑整體性能，從而保障建筑良好的防水效果。此外，設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑外側(cè)防水層的設(shè)計(jì)也要加以重視，并設(shè)計(jì)合理的排水管道和路徑，這樣在后期使用過程中可有效引導(dǎo)水流排出，保障室內(nèi)墻壁、地面等方面不受影響。

（七）技術(shù)設(shè)計(jì)與構(gòu)件設(shè)計(jì)

在裝配式建筑中強(qiáng)化技術(shù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，相關(guān)設(shè)計(jì)部門要提高重視度。在技術(shù)設(shè)計(jì)之前要注重對(duì)項(xiàng)目建設(shè)外部環(huán)境、成本預(yù)算以及整體設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行分析，保障建筑預(yù)制構(gòu)件能一次成型，確保構(gòu)件運(yùn)用中能滿足科學(xué)化設(shè)計(jì)要求。相關(guān)設(shè)計(jì)部門要注重與施工單位要擬定規(guī)范化的技術(shù)設(shè)計(jì)要求，保障設(shè)計(jì)方案在實(shí)踐中可執(zhí)行性全面提升，為裝配式建筑補(bǔ)充更多參考方案。在全面提升建筑項(xiàng)目功能基礎(chǔ)上，要對(duì)建筑設(shè)計(jì)平面以及立體層面實(shí)施全面設(shè)計(jì)優(yōu)化。在立面構(gòu)件設(shè)計(jì)中，要注重?cái)M定多樣化的構(gòu)件設(shè)計(jì)組合方式，突出實(shí)用性與多樣化要求。

（八）構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也是預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在該設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于外墻板接縫以及門窗洞口等一些防水性能薄弱的位置，要根據(jù)符合建筑物物理性能和力學(xué)性能等要求，進(jìn)行構(gòu)造節(jié)點(diǎn)和材料的合理選擇。在對(duì)各類接縫的施工設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)建筑工程實(shí)際情況與氣候條件，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)。對(duì)外墻板垂直縫進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，要實(shí)現(xiàn)材料防水與構(gòu)造防水兩者的有機(jī)結(jié)合，對(duì)于承重構(gòu)件的鋼筋混凝土，通過預(yù)留鋼筋焊接縫的方式進(jìn)行工程施工，隨后利用防滲混凝土進(jìn)行接縫的現(xiàn)澆處理。針對(duì)部分非承重墻垂直縫，可以通過槽口縫以及平口縫等形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)外墻板的水平縫，可以通過高低縫或者企口縫的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保外墻板水平縫的防水性能。

（九）立面多樣化設(shè)計(jì)

當(dāng)前，我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展需要對(duì)傳統(tǒng)的單一性設(shè)計(jì)模式進(jìn)行全面優(yōu)化，形成多元化的設(shè)計(jì)模式。建筑工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中，不僅要充分滿足構(gòu)件的屬性，還要符合大眾的審美要求。因此，在城市建設(shè)過程中，需要考慮公共空間的實(shí)際特點(diǎn)，建筑工程項(xiàng)目能很好地滿足設(shè)計(jì)師與城市居民雙方的情感價(jià)值。在對(duì)多樣化的裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要是建筑體系能很好地符合較強(qiáng)的多樣化設(shè)計(jì)需求，同時(shí)，又能使建筑的建造方式具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，使產(chǎn)品能充分滿足個(gè)性化需求。各配件之間既要體現(xiàn)共性，又要體現(xiàn)個(gè)性，從而使建筑呈現(xiàn)較強(qiáng)的設(shè)計(jì)豐富性，同時(shí)，又體現(xiàn)相應(yīng)的藝術(shù)特色。

三、結(jié)語

裝配式建筑的特點(diǎn)是可提前大批量生產(chǎn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，實(shí)際施工時(shí)再由工廠運(yùn)送至施工場(chǎng)地進(jìn)行組裝。裝配式建筑的應(yīng)用有效減少了對(duì)環(huán)境的污染，人力的需求量，并縮短了工期，使得施工人員有更多的時(shí)間和精力進(jìn)行精細(xì)化組裝施工，在一定程度上保障了工程的整體施工質(zhì)量。裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有較多的關(guān)鍵點(diǎn)需要注意，設(shè)計(jì)人員要在綜合考量各個(gè)方面后再進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。