裝配式建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

龔海麗

（廣西南都建筑設(shè)計(jì)有限公司第十分公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

在國內(nèi)的建筑行業(yè)中，預(yù)制裝配式建筑是未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)工作是預(yù)制裝配式建筑的基礎(chǔ)與前提，會直接影響預(yù)制裝配式建筑物的安全與質(zhì)量，因此，提升裝配式建筑物的研究力度與水平，能提高我國建筑行業(yè)的品質(zhì)。

1 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)具體為：首先是流程相對精細(xì)，在對預(yù)制裝配式建筑體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，施工流程更為精細(xì)和全面，這使得建筑設(shè)計(jì)工作逐漸朝著精細(xì)化這一方向發(fā)展；其次是成本相對精細(xì)，在對預(yù)制裝配式建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要將設(shè)計(jì)的成果視為生產(chǎn)的主要依據(jù)，通常情況下，預(yù)制構(gòu)件的拆分方案存在一定的差異，所以，科學(xué)合理的建筑設(shè)計(jì)方案能夠?qū)Τ杀具M(jìn)行精細(xì)化的控制；同時，需要進(jìn)行一體化配合工作，預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)工作需要對設(shè)計(jì)成果予以優(yōu)化處理，這項(xiàng)工作的進(jìn)行需要建立在不同專業(yè)與廠家配合的基礎(chǔ)上，從而實(shí)現(xiàn)一體化管理的效果。此外，需要進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)工作，需要對不同的建筑元素進(jìn)行統(tǒng)一，對建筑參數(shù)予以控制，使得建筑模塊能夠建立起合作的關(guān)系，使得建筑設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化水平提升。在新的時代背景下，需要積極運(yùn)用信息技術(shù)，在預(yù)制裝配式建筑（圖1）當(dāng)中，需要積極使用BIM技術(shù)，使得建筑物的功能與結(jié)構(gòu)能夠以模型的形式呈現(xiàn)，從而對建筑活動進(jìn)行全周期管理[1]。

圖1 裝配式建筑

2 預(yù)制裝配式建筑技術(shù)難點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)理論與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一致的，其中的差異為：剪力墻、樓板等屬于一個整體，在裝配式建筑當(dāng)中，受到運(yùn)輸與吊裝等因素的限制，需要將整體進(jìn)行拆分，使其成為便于進(jìn)行運(yùn)輸以及吊裝的小型構(gòu)件，同時在施工的現(xiàn)場成為整體構(gòu)件，對設(shè)計(jì)的受力要求予以滿足，這對預(yù)制裝配式建筑而言是非常關(guān)鍵的步驟，也是設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。

就目前的工程實(shí)踐狀況而言，預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)工作進(jìn)行過程中依然存在諸多的難點(diǎn)，具體如下。

首先，平面不規(guī)則以及構(gòu)件數(shù)量的限制之間存在一定的矛盾，對預(yù)制建筑形成了一定的影響。建筑平面是結(jié)合地形、功能等要求進(jìn)行明確的，平面的形狀存在一定的差異性，若是結(jié)合具體的平面形狀對相應(yīng)的生產(chǎn)模具進(jìn)行制定，就會產(chǎn)生比較多的費(fèi)用，這在一定程度上會限制預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展，對此，需要結(jié)合不同建筑的特征，對于不規(guī)則部分，可以在現(xiàn)場進(jìn)行混凝土施工作業(yè)，也可以運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)這一形式開展施工作業(yè)。其次，對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行防水處理，在裝配式建筑物當(dāng)中，接縫與節(jié)點(diǎn)的位置是建筑的薄弱環(huán)節(jié)，若是處理的效果不佳，就會使得建筑物結(jié)構(gòu)安全受到一定的負(fù)面影響，通常情況下，會借助焊接的形式對拆分的構(gòu)件進(jìn)行連接，再進(jìn)行澆筑以及振搗處理。大量工程實(shí)踐結(jié)果顯示，這樣的設(shè)計(jì)工作往往會導(dǎo)致構(gòu)件組裝質(zhì)量呈現(xiàn)出離散性的特征，適當(dāng)加大拆分構(gòu)件的預(yù)留連接鋼筋。同時，需要預(yù)防構(gòu)件在運(yùn)輸以及吊裝過程中可能出現(xiàn)的開裂問題，在對構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合吊裝與運(yùn)輸?shù)囊?，對整個過程中的受力狀況予以模擬，若是實(shí)際受力狀況與模擬相似，那么在運(yùn)輸與吊裝的過程中就不會出現(xiàn)構(gòu)件破損的問題，因?yàn)榈跹b與運(yùn)輸工作存在比較多的不確定因素，為了預(yù)防構(gòu)件在吊裝與運(yùn)輸過程中出現(xiàn)開裂的問題，通常是加大處理被拆分的構(gòu)件中的構(gòu)造鋼筋。需要注意的是，對抗震性要求比較高的構(gòu)件，可采用現(xiàn)澆混凝土施工方案，這樣相對可靠和穩(wěn)妥[2]。

3 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

在對預(yù)制裝配式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，工作的要點(diǎn)涵蓋立面設(shè)計(jì)、吊裝設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)等內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提升裝配式建筑的設(shè)計(jì)品質(zhì)。

3.1 立面的設(shè)計(jì)

在裝配式建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，外墻結(jié)構(gòu)是由不同的預(yù)制構(gòu)件構(gòu)成的。在進(jìn)行立面設(shè)計(jì)工作時，不僅需要保障預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)突出，也需要避免結(jié)構(gòu)單一化所產(chǎn)生的視覺疲勞問題。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時，需要保證工作的標(biāo)準(zhǔn)與模塊化，使得立面（圖2）與不同構(gòu)件間的連接效果得以彰顯，設(shè)計(jì)工作合理性得以全面提高。

圖2 立面的設(shè)計(jì)

為了展現(xiàn)多元化設(shè)計(jì)效果，主要是運(yùn)用3 種方式。①組合呈現(xiàn)出多元化的特征，在進(jìn)行立面設(shè)計(jì)工作時，借助不同模塊的排列與組合使得建筑形體以及空間呈現(xiàn)出一定的變化，彰顯其獨(dú)特性。②層次的變化，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時，需要在保障不同結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)整工作，從而滿足生產(chǎn)需求。③在進(jìn)行立面設(shè)計(jì)工作時，可以運(yùn)用對構(gòu)件表面顏色、紋理與組裝的順序等進(jìn)行改變的形式來表現(xiàn)立面多元化特征，在選擇材料的過程中也需要對整體效果的凸顯進(jìn)行考量。對于預(yù)制的陽臺、空調(diào)板等，可以借助調(diào)整進(jìn)深、面寬等參數(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的多樣化特征。對于其中非結(jié)構(gòu)性的預(yù)制構(gòu)件，設(shè)計(jì)形式相對多樣，可以結(jié)合實(shí)際需求展開有效組合與調(diào)配工作，從而對多樣化立面設(shè)計(jì)需求予以滿足。

3.2 施工的吊裝設(shè)計(jì)

在對預(yù)制裝配式建筑進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)的過程中，需要對采光、通風(fēng)、距離等不同的因素予以考量，從而保障建筑物的合理與安全性，使得不同環(huán)節(jié)能夠有效銜接。通常情況下，可以借助套型模塊組合的形式對預(yù)制裝配式建筑的空間進(jìn)行設(shè)計(jì)。在開展吊裝工作前，需要將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)降跹b區(qū)域。此外，為了使得吊裝工作能夠順利進(jìn)行，相關(guān)的工作人員需要根據(jù)平面設(shè)計(jì)狀況合理規(guī)劃相應(yīng)的運(yùn)輸通道，避免出現(xiàn)品質(zhì)的問題。在此基礎(chǔ)上，還需要合理選擇塔吊位置與噸位，從而提升構(gòu)件整體的利用率，避免出現(xiàn)安全事故。

3.3 平面設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

在預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)時，需要遵守協(xié)調(diào)性的基礎(chǔ)原則，合理地調(diào)整模塊，從根本上提高設(shè)計(jì)工作的合理程度，彰顯預(yù)制構(gòu)件的典型特點(diǎn)，提高工程的建設(shè)質(zhì)量，控制成本的損耗。在前期進(jìn)行建筑物的設(shè)計(jì)工作時，施工人員所需站在合理的角度上就功能性建筑予以規(guī)劃，使得模塊類型以及組合形式得以明確。在設(shè)計(jì)模塊的過程中，需要根據(jù)工程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊。同時結(jié)合定位的要求對套型模塊進(jìn)行制作，從而使得工業(yè)化的生產(chǎn)要求被滿足。之后，對套型模塊予以合并，使其成為需要的單元模塊，對建筑物進(jìn)行構(gòu)造。在進(jìn)行平面布局的過程中，需要運(yùn)用大空間布局的形式，從而使得承重墻與管井的位置具備合理化更強(qiáng)的特征，使得空間呈現(xiàn)出更強(qiáng)的靈活多變性。在進(jìn)行功能劃分時，需要根據(jù)實(shí)際需求來開展合理有效的功能設(shè)計(jì)工作，使布局工作合理化程度更強(qiáng)，這樣的布局形式使空間內(nèi)所設(shè)置的承重墻數(shù)量得以控制，從而使得內(nèi)墻隔板能夠隨時拆卸。

3.4 預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

預(yù)制裝配式的建筑中所設(shè)計(jì)的構(gòu)件種類與規(guī)格相對比較多，為了能夠提升預(yù)制裝配式建筑物結(jié)構(gòu)安裝工作的合理程度。在設(shè)計(jì)構(gòu)件的過程中，需要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)與模塊的具體設(shè)計(jì)要求對構(gòu)件種類和規(guī)格進(jìn)行合理化的控制，使構(gòu)件安裝帶來的麻煩得到有效控制，對安裝的流程進(jìn)行簡化。此外，需要有效控制成本的消耗，對工程安裝品質(zhì)進(jìn)行提升。對于復(fù)雜程度比較高的建筑結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行混凝土的澆筑處理工作，使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度得以強(qiáng)化。在制作構(gòu)件的過程中，需要嚴(yán)格把控構(gòu)件數(shù)量與尺寸等，從而使結(jié)構(gòu)重量得以降低，對運(yùn)輸與吊裝設(shè)備進(jìn)行合理地規(guī)劃，避免出現(xiàn)破損等問題。在制作預(yù)制構(gòu)件的過程中，工作人員最關(guān)注的問題是構(gòu)件性能。預(yù)制構(gòu)件需要表現(xiàn)出強(qiáng)耐久、耐火性，對后期安裝工作的便利與可行性予以考量。若是在進(jìn)行施工作業(yè)時發(fā)現(xiàn)了構(gòu)件的尺寸較大，工作人員便需要有效控制吊裝預(yù)埋點(diǎn)的數(shù)量，使安裝品質(zhì)得以有效保障[3]。非承重內(nèi)墻具有安裝便捷、易于拆卸、隔音效果優(yōu)良的墻板，需要對墻板與主體結(jié)構(gòu)間銜接的緊密程度進(jìn)行提升，使結(jié)構(gòu)整體的抗震等級得以明確。

在選擇隔板的過程中，需要保證結(jié)構(gòu)的靈活程度，使空間結(jié)構(gòu)能夠得以有效調(diào)整，這樣能夠滿足人們自身的生活需求。廚衛(wèi)區(qū)域內(nèi)的墻體材料需要具備優(yōu)良的防水與防潮性能，便于進(jìn)行清理，在進(jìn)行安裝工作時，需要對構(gòu)件的連接牢固程度進(jìn)行檢查，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)固效果。除此之外，需要根據(jù)樓板性能來對疊合與現(xiàn)澆的樓板性能予以合理設(shè)計(jì)，使不同墻體的連接緊密程度得以提升，避免產(chǎn)生過多的縫隙。此外，在對疊合樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對管線排列、吊頂?shù)葍?nèi)容予以充分考量，結(jié)合相關(guān)的要求對孔洞進(jìn)行預(yù)留，使安裝效果得以改善。通常情況下，空調(diào)機(jī)需要安裝在陽臺結(jié)構(gòu)之外，對兩者予以統(tǒng)一設(shè)置，同時保障孔洞、地漏等不同位置設(shè)立的合理性。樓梯扶手以及防滑的構(gòu)件需要在工廠當(dāng)中直接進(jìn)行生產(chǎn)，同時保證能夠一次成型。

3.5 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作的合理性與否直接關(guān)系到裝配式建筑結(jié)構(gòu)的品質(zhì)水平。針對防水的性能相對薄弱的區(qū)域，例如在對墻板的接縫、門窗的洞口等進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要綜合考量其耐久與裝飾性能，從而保障材料選擇與節(jié)點(diǎn)設(shè)置的合理有效性。此外，在對接縫進(jìn)行操作的過程中，需要結(jié)合施工區(qū)域的天氣狀況進(jìn)行綜合性的分析工作，使節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作的有效程度得以有效提高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與防水的目標(biāo)。在預(yù)制的外墻板垂直縫設(shè)計(jì)的過程中，需要完善相應(yīng)的防水舉措，盡可能使用防水性能水平比較高的材料。通常情況下，是運(yùn)用預(yù)留鋼筋焊接與混凝土現(xiàn)場澆筑的形式來使墻體垂直縫防水效果得以強(qiáng)化的。在外墻的連接點(diǎn)位置處，使用的密封膠需要具備防水、抗變形等特征。在門窗構(gòu)件進(jìn)行安裝的過程中，需要提升外墻與門窗之間連接的安全性與密封性。同時，在對剪力墻架構(gòu)予以設(shè)計(jì)的過程中，需要運(yùn)用合適的保溫材料，使外墻保溫效果得以提升，避免出現(xiàn)室內(nèi)能源流失的問題，對建筑的節(jié)能效果予以改善和提升[4]。

3.6 管線設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在預(yù)制裝配式建筑的管線設(shè)計(jì)工作中，由于管線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作相對比較復(fù)雜，必須要和其他的相關(guān)單位以及工作人員之間進(jìn)行有效的信息溝通和配合。在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，需要結(jié)合建筑體的管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)位置、管線走向規(guī)劃以及預(yù)留管線的排布形式等相關(guān)條件來加以開展。比如，電氣工程當(dāng)中的系統(tǒng)接地、電線電纜的輻射形式以及排水管道系統(tǒng)的具體排列形式等都需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在管線的預(yù)留設(shè)計(jì)工作中，需要對各類管線的分布區(qū)域以及管線的施工位置加以確認(rèn)，設(shè)計(jì)管線的預(yù)留施工方案需要依照裝配式建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作要求，保證管線設(shè)計(jì)位置的科學(xué)性與合理性，防止管線線路設(shè)計(jì)不合理，對其他的建筑功能產(chǎn)生不良的影響。在實(shí)際的工作過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員可以通過BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，有效分析進(jìn)駐管線的具體分布是否存在碰撞點(diǎn)或者是交叉點(diǎn)，避免不同管道線路之間存在交叉沖突，影響到其他管道線路的正常工作。

4 結(jié)語

在設(shè)計(jì)預(yù)制裝配式建筑物的過程中，不僅需要遵守基本的施工原則，還需要認(rèn)真研究與分析建筑物的結(jié)構(gòu)特征。同時需要結(jié)合之前的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對資源進(jìn)行合理有效的配置，提升建筑的設(shè)計(jì)品質(zhì)，促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑物的進(jìn)一步發(fā)展，這也是促使國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。