當代裝配式建筑設計策略研究

鄒琳琳

摘 要：將數(shù)字工業(yè)化方式應用于全過程的裝配式建筑技術，必將帶來新的設計美學、建造理念和建筑價值觀?；诖?，研究BIM協(xié)同平臺下的各方協(xié)同設計的基本流程，深入探討標準化設計、整體設計、協(xié)同設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理和智能化等在裝配式建筑中的應用。

關鍵詞：標準化設計；整體設計；協(xié)同設計；信息化管理；智能化應用

中圖分類號：TU758.12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）02-0122-03

1研究背景

在的各方協(xié)同設計的基本流程，可以解決裝配式建筑施工中構件設計不合理等問題，實現(xiàn)構件的空間優(yōu)化，減少構件的生產(chǎn)差錯，降低施工階段時設計變更對施工計劃的影響[1]。裝配式建筑中每個板塊均有自成體系的設計，各板塊的整體設計、協(xié)同設計，容易造成孤立與割裂，從而造成設計無效或設計多次變更。

將整體設計、協(xié)同設計貫穿于裝配式建筑項目建設的全過程，可以使項目建設工程各時期的工作內容有效銜接，充分協(xié)調溝通，有效減少成本，提高效率，縮短工期，保證質量，實現(xiàn)建筑業(yè)綠色、可持續(xù)、智慧化、高質量發(fā)展。

2研究目的

分析裝配式建筑的優(yōu)勢契合新時代背景下對建筑業(yè)的新要求，裝配式建筑運用新管理理念，將設計標準、整體設計、協(xié)同設計運用到建筑項目建設和管理中，認識到BIM和EPC一體化管理的重要性。標準化設計、整體設計、協(xié)同設計是裝配式建筑要統(tǒng)一推進、協(xié)調推進，要盡量避免單個板塊的設計，將設計有效融合，使設計更優(yōu)質高效。

3裝配式建筑設計概述

工業(yè)化設計理念和集成一體化設計思維是工業(yè)化建筑的起點，以標準化、信息化、工業(yè)化、部品化生產(chǎn)和減少現(xiàn)場作業(yè)、減少現(xiàn)場人工和工作量、減少建筑垃圾為要求。裝配式建筑是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要方式，也是提高效率、降低成本、減少污染、節(jié)約能源，促進建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)轉型升級與技術提升的關鍵力量[2]。

建造方式變革是裝配式建筑的切入點，實現(xiàn)了由“設計-施工現(xiàn)場”模式向“設計-構件-安裝”模式的轉變，是集合標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智慧化應用的“六化一體”的系統(tǒng)工程。裝配式建筑標準化設計、協(xié)同設計和整體設計，關乎建筑項目的全專業(yè)與全過程協(xié)同和統(tǒng)一，是提高建筑技術水平和工程質量的關鍵。

3.1 標準化設計的應用要點

設計是所有建筑工作的源頭、建造活動的起點，也是后續(xù)工作的依據(jù)和信息數(shù)據(jù)的來源。為了提高建造活動的效率，提升建筑產(chǎn)品和建筑物的質量，提高建筑項目的經(jīng)濟效益，滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求，裝配式建筑必須進行標準化設計，即以少量規(guī)格的部品部件，通過排列組合，以模數(shù)化、集成化、模塊化的方式，形成多樣化、適應性強的建筑功能和建筑形態(tài)，以滿足成本、功能和審美的需求[3]。

3.1.1 堅持“少規(guī)格、多組合”的原則

“少規(guī)格”能夠減少工程的復雜程度，減少模具數(shù)量和成本，降低管理難度，最大限度地提高生產(chǎn)效率，為各企業(yè)之間的協(xié)作提供較好的基礎?！岸嘟M合”是指組合多樣化，由少量的部品部件組合而成，能夠滿足不同的使用需求。

3.1.2 全產(chǎn)業(yè)鏈、全專業(yè)一體化協(xié)同設計

方案設計工作常常被切割成多個不同的任務，由各專業(yè)單位自行分別負責，往往造成各專業(yè)設計工作的脫節(jié)。此時如果建設項目管理者的組織和協(xié)調能力足夠強，則能夠對建筑項目進行很好的把控和推進。實際上很多建設項目的管理團隊，并不具備足夠的項目建設和管理能力，在項目推進的過程中，各種“碎片化”的專業(yè)和工作會產(chǎn)生大量的障礙，重復工作、設計變更的情況比比皆是，導致項目超支、質量低下達不到預期等問題時常出現(xiàn)。因此，做好裝配式建筑，必須采用全產(chǎn)業(yè)鏈、全專業(yè)一體化協(xié)同設計的方式[4]。

3.1.3 在協(xié)同平臺進行一體化集成設計

裝配式建筑的建設過程是個系統(tǒng)工程，在設計工作開始之前應進行技術策劃，根據(jù)項目需要，確定技術路線、明確建設標準，確定實施路徑。在設計的過程中，除了需要協(xié)調建筑、結構、給排水、暖通、電氣等專業(yè)外，還要延伸至部品部件的深化設計，與內裝設計、幕墻設計，在協(xié)同平臺進行一體化集成設計。

3.2 整體設計的應用理念

裝配式建筑在工業(yè)化建造的基礎上，整合4大系統(tǒng)，并采用BIM和EPC一體化管理，加強策劃、設計、生產(chǎn)和施工安裝協(xié)同推進。裝配式建筑實際是全專業(yè)全過程的系統(tǒng)集成，解決了各大系統(tǒng)之間和各系統(tǒng)內部的協(xié)同問題。裝配式建筑整體性能和可持續(xù)性的實現(xiàn)[5]，在于其整體設計理念貫穿于標準設計的始終，體現(xiàn)在如下3方面。

3.2.1 “全壽命”理念

裝配式建筑將主體結構與設備管線合理分離，分項布置，注重全面提升建筑質量和品質，延長建筑使用壽命，以減少建筑后期維修維護，滿足建筑全生命期的使用維護要求。

3.2.2 “全建筑”理念

新時代，對建筑產(chǎn)品提出更高的標準和要求，需要其品質持續(xù)而長久地保持，因此，結構設計、全屋裝修、內外裝飾裝修、設施設備、水暖管線等系統(tǒng)進行整體設計、協(xié)同設計，施工安裝和裝飾裝修成為必然。

3.2.3 “全環(huán)節(jié)”理念

按照標準化、模塊化的原則，將少規(guī)格的與構件進行多組合的排列，可最大限度實現(xiàn)部品部件的系列化和多樣化，實現(xiàn)裝配式建筑全過程，如設計、生產(chǎn)、運輸、施工安裝的智能化。

3.3 協(xié)同設計的應用策略

為確保裝配式建筑行業(yè)從粗放走向精細化管理，加強產(chǎn)業(yè)協(xié)同協(xié)作是關鍵。在策劃、設計、生產(chǎn)、施工過程中需要各參建單位協(xié)調配合、協(xié)同推進。

結構專業(yè)可以前置介入項目策劃階段，以確定各專業(yè)的線路和建設項目的個性要求。應對在方案設計階段進行的設計變更或深化，以避免工作銜接不合理造成設計失誤，避免因設計的不合理造成后期的不經(jīng)濟。

建筑項目的策劃、方案設計、初步設計、施工圖設計、構件詳圖設計、預制件制作、施工現(xiàn)場、運營等各階段信息容易斷層。BIM技術可以有效整合了諸多環(huán)節(jié)，避免因各專業(yè)的孤立而出現(xiàn)的諸多矛盾，防止因信息傳遞不暢導致的各專業(yè)不協(xié)調，降低項目建設的成本，提高建設效率和工程質量，實現(xiàn)工程信息在建筑的全生命周期內的有效利用和管理[6]。

3.3.1技術策劃階段（立項階段）

有資質的設計單位與施工單位溝通了解項目情況，對生產(chǎn)企業(yè)采購預制件的管理水平、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝、運輸情況等進行深入調查，根據(jù)項目特點和要求，提供有針對性的解決方案，提高預制件的標準化、模塊化水平。與施工單位確定預制構件的類型，預制率、裝配率等關鍵參數(shù)范圍，以及初步設計方案，并在整個設計過程中進行協(xié)作，以促進后續(xù)深化設計的推進[7]。

3.3.2設計前期設計階段（前期階段）

前期階段各專業(yè)根據(jù)技術要求開展立面設計和平面設計。應根據(jù)前期項目調研當?shù)仡A制構件生產(chǎn)加工能力，裝配式建造方式的特點，實現(xiàn)立面的個性化、多樣化設計。平面設計除應滿足使用功能外，還應遵循規(guī)格少、組合多的原則，以達到戶型設計標準化和系列化。

3.3.3 初步設計階段

根據(jù)設計方案的技術要求，開展協(xié)同設計，優(yōu)化預制構件種類，對預制構件進行經(jīng)濟評價，制定合理的技術方案和措施。如結構專業(yè)單位應用盈建科、PKPM-PC等軟件進行設計，確定預制構件的類型、連接形式和做法。

3.3.4構件詳圖階段

設計單位要深入預制件加工廠，與預制構件生產(chǎn)廠家深入溝通、緊密配合，完成預制構件的鋼筋圖、模板圖、規(guī)格圖、配件信息表等內容，確定各個規(guī)格的預制構件的尺寸和定位。

3.3.5施工圖設計

各專業(yè)根據(jù)初設階段制定的設計方案，開展各自專業(yè)設計，與生產(chǎn)企業(yè)協(xié)調，根據(jù)生產(chǎn)單位提供項目所需的預制構件參數(shù)和設備設施參數(shù)，充分考慮各專業(yè)預留的預埋件，并將其體現(xiàn)在施工圖中。結構專業(yè)人員需提前對預制構件進行預留預埋設計；建筑專業(yè)人員則對建筑項目的防水、防火、隔聲等開展專業(yè)設計。

4裝配式建筑的應用場景

4.1 裝配式裝修在住宅中的應用

裝配式裝修既可以提升住宅品質，形成差異化競爭，還可以提高銷房水平及周轉率。二三線城市的地產(chǎn)公司對于精裝房的管理能力、售房能力、交房能力稍弱。裝配式裝修在提升品質與質量、彌補短板、加快周轉、提升資金循環(huán)效率、形成差異化競爭等方面都有很大優(yōu)勢。各戶型統(tǒng)一裝修方式、統(tǒng)一采購裝飾裝修材料和零部件，能夠更好地協(xié)調建筑、結構、強弱電、水暖及室內裝飾裝修各專業(yè)，還能實現(xiàn)各專業(yè)間的有序、合理、協(xié)同作業(yè)，減少無用施工，達到節(jié)約成本、節(jié)約時間和綠色環(huán)保目的。此外，裝配式裝修可以全面解決家居設計方案，合理利用室內面積，提高空間利用效率，實現(xiàn)戶型與造型完美統(tǒng)一，最大限度提高家居舒適度[8]。

裝配式裝修在保障性安居房建設中已得到了廣泛認可，各地對保障性租賃住房的需求，為裝配式建筑帶來了新的增量空間。實施城市更新行動，完成城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造，應用裝配式裝修技術，可以有效幫助城市更新項目實現(xiàn)功能轉型和內外環(huán)境綜合改善。

4.2 裝配式裝修在公共建筑中的應用

裝配式裝修技術在醫(yī)療康養(yǎng)方面具有顯著優(yōu)勢，能夠減少噪聲、粉塵和建筑垃圾的產(chǎn)生，減少改造翻新過程中對醫(yī)療康養(yǎng)建筑正常營業(yè)功能的影響，方便施工，便于后期維護管理和檢修更換，降低了運營維護難度和成本。

裝配式裝修應用于酒店行業(yè)，具備可批量復制的同質化裝修特點。裝配式裝修便于快速安裝，即裝即住，實現(xiàn)快速營收。此外，能夠有效減少酒店運營期間的維護成本，給旅客帶來極高的居住體驗，提升酒店品牌效益，為酒店行業(yè)的快速發(fā)展賦能。

裝配式裝修不受任何工作環(huán)境的限制，外形結構輕便，顏色搭配合理，施工時間快速，并且可大大節(jié)省施工成本。適合旅游景點、車站、商場、寫字樓、人口密集的公共場所及繁華商業(yè)街等。

5結束語

BIM協(xié)同全過程設計為建筑項目的造價、利潤、工藝、工期、提供可靠的引導、支撐、保障，并從源頭上樹立安全、經(jīng)濟、美觀的理念，貫穿EPC項目管理的始終。建筑設計集中體現(xiàn)了標準化、一體化、信息化，通過將標準化設計、整體化設計、協(xié)同設計3大策略，與工業(yè)化制造、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理相結合，有機協(xié)調裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)建筑工程建造精細化、過程化和系統(tǒng)化，以及技術創(chuàng)新集成化和成本最低化，提高建筑管理的效率和質量，高效地營造綠色、環(huán)保、經(jīng)濟、美觀、高質的裝配式建筑。

裝配式建筑通過數(shù)字化技術驅動、整合工程全產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈和創(chuàng)新鏈，以工程全壽命周期系統(tǒng)化集成設計、綠色化、精益化生產(chǎn)施工為主要手段，實現(xiàn)工程建設高效益、高質量、低消耗、低排放。推動建筑業(yè)科技創(chuàng)新能力大幅提升，與信息技術深度融合，產(chǎn)業(yè)整體優(yōu)勢明顯增強，實現(xiàn)建筑業(yè)綠色和高質量發(fā)展轉型。

參考文獻

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