探析裝配式建筑設計要點及相關問題

【摘要】針對目前快速興起的裝配式建筑，對其規劃設計、結構設計、內部裝飾裝修設計中需要注意的要點問題進行深入分析，以此為實際的設計工作提供可靠參考借鑒。

【關鍵詞】裝配式建筑;設計要點

裝配式建筑是建筑產業化的重要表現形式，它的出現使建筑設計與施工都出現巨大變化，尤其是建筑設計方面，需要考慮很多要點及問題，這是保證設計質量的關鍵，必須引起相關人員的高度重視。

1、裝配式建筑規劃設計要點分析

對于裝配式建筑，在規劃設計中需要綜合考慮建筑的自然采光和通風，以及相鄰建筑之間的距離，優先考慮根據套型模塊組合來完成規劃設計。遵循科學合理、安全可靠等基本原則，對施工組織流程做整體考慮，使不同工序之間有效銜接，保證施工效率，裝配式建筑設計流程如圖1所示。因預制構件需通過塔吊運輸到達指定位置進行吊裝，所以進行總平面設計時需要對運輸通道設置予以充分考慮，選定合適的堆場位置及面積，而對于塔吊的位置，需要以方案為依據做適當調整，以此對構件運輸予以精確控制，保證場地得以充分利用，以及施工組織的安全性與便捷性[1]。

2、裝配式建筑結構設計要點分析

2.1結構平面

在平面設計中需要嚴格遵循模數協調的基本原則，構件模數一般以50mm為基準，對套型模塊類型及尺寸予以優化，使預制構件及內裝部品都達到通用化、標準化及系列化，從而提高工程的整體質量，并起到降低成本的重要作用。比如，住宅建筑進行方案設計時需要對空間使用功能來科學劃分，并結合設計的相關規范與項目定位，選擇適宜的套型模塊和它的組合形式。在平面設計中，可通過對滿足結構特性要求的不同模數系列的分析，形成具有標準化性質的功能模塊，然后再根據項目定位及基本要求，形成滿足工業化要求的套型模塊，最后對套型模塊進行組合，得到單元模塊。

建筑的平面應優先考慮大空間布局，對承重墻與管井具體位置進行合理布置，以此保證空間可變性與靈活性。在套型中，不同功能的空間應做到布局合理與分區明確。保證結構選型合理性，能有效減少承重墻數量，利用拆改難度低的工業化內隔墻完成對功能空間的合理劃分。

2.2結構立面

立面設計應充分利用套型組合具有的系列化、標準化與模塊化等優勢特點，對于預制外墻板，通過不同飾面材料的使用能展現出多種肌理和色彩變化，同時對不同外墻構件進行靈活組合，還能達到工業化建筑特有的立面效果。在裝配式建筑中，外墻構件有外墻板、空調板、陽臺、門窗與裝飾構件，立面造型應以GRC裝飾線條為主，設計中應進一步發揮不同構件具有的裝飾作用，實施多樣化設計。

設計中所用裝飾材料必須滿足設計要求，外墻板可在工廠預先涂抹涂料，并進行反打等一系列生產。如果設計決定使用經反打后一次性成型的預制外墻板，則對于它的裝飾材料，無論是尺寸、材質還是連接構造，都要通過工藝試驗來驗證，保證質量。

建筑外墻上的門窗需要在符合自然采光與通風的前提下，進行尺寸或虛實比例的調整來達到靈活性;也可以對空調板及陽臺具體位置或形狀的更改，保證立面整體可變性;對裝飾構件進行自由變化能達到多種不同的立面效果，從而良好適應當前立面風格差異發展基本要求。

2.3結構預制構件

預制構件是裝配式建筑重要組成部分，在設計中應嚴格遵循模數化和標準化的基本原則。盡可能減少構件的種類，保證標準化，以此減少工程成本。針對開洞數量較多，形狀特殊的部位，可采用傳統現澆方法施工。還應注意構件的尺寸和重量，對項目所在地區實際情況進行綜合考慮，保證運輸和吊裝的適應性。構件還應具有良好耐火性與耐久性。如果構件的尺寸相對較大，需要增加吊裝時吊點數量。對于預制外墻板，需要以所在地區對保溫隔熱提出的要求為依據，選擇合適的類型及構造，并兼顧其它預埋件設置要求。

非承重內墻優先考慮自重較輕且容易安裝的隔墻板。設計中能以使用功能為依據對室內空間進行靈活分隔，主體結構和非承重墻板之間的連接需要安全穩定，符合抗震與使用方面的要求。在廚衛中使用的墻體必須具有良好防水性，并能容易清潔。

樓蓋以疊合樓板為宜，對于結構轉換層和比較復雜的平面，應在條件允許的情況下使用現澆方法。樓板之間與樓板和墻體之間存在的接縫需要具有良好整體性。當采用疊合樓板時，需要充分考慮其它部件安裝要求，以免造成不必要的沖突。

對于空調外機的擱板，可考慮和預制陽臺進行組合設置。在陽臺上應根據設計要求進行預留。在預制樓梯上預留好扶手欄桿具體位置的孔洞，表面防滑構造需要在預制加工過程中一次性成型，并制定合理有效的保護措施，避免遭到損壞[4]。

2.4構造節點

預制構件之間的連接節點在結構中具有重要作用，也是設計的重點所在。防水薄弱點與構造節點和所用材料都必須滿足基本的性能要求。不同的接縫需要以工程實際情況為依據，結合所在地區氣候條件，做合理可行的節點設計，以此在防水的基礎上實現節能目標。外墻板上的垂直縫應采用特殊材料進行防水，并與構造防水充分結合，如設置平口縫等。外墻板上的水平縫應在構造防水的基礎上設置企口縫。除此之外，對于接縫的寬度，還要對熱脹冷縮效應和地震效應及風荷載進行綜合考慮。

外墻板之間的連接節點一般采用密封膠，設計中應注意它和混凝土之間的相容性，并具有滿足要求的伸縮變形能力及抗剪切能力，同時根據實際情況，具備良好的耐候性、防水與防火性。在外墻板上設置的門窗，需要保證連接穩定性與可靠性，并采取有效措施避免滲漏。

對裝配式建筑圍護結構進行熱工計算式，需要滿足現行節能標準具體要求，如果設計選擇的是夾心式預制外墻板，則它的保溫層應保持連續，同時層厚要能滿足設計要求。在選擇保溫材料時，應優先考慮輕質且高效的，在安裝過程中保溫材料實際含水率必須滿足標準要求。

建筑現澆部分的柱，梁鋼筋應優先考慮套筒連接，不建議使用傳統焊接及綁扎連接，不宜設置井字梁，上部鋼筋應單排設置，以減少梁與柱，梁與梁節點處鋼筋碰撞。

建筑的豎向構件應做到上下連續，而門窗洞口應做到上下對齊，宜采用成列布置方式，對于門窗洞口所處平面位置及尺寸大小，都必須符合結構受力要求，并滿足預制構件設計要求。

3、裝配式建筑內部裝飾裝修設計要點分析

在裝飾裝修設計過程中應嚴格遵循一體化基本原則，所用部品體系需要達到相關標準，符合環境保護、節約能源等基本要求。另外，部品體系還需要實現成套供應目標。裝修裝飾類部品及構件建議采取接口技術，并進行參數優化，以此保證構件的通用性及互換性。再設計中，還應考慮不同種類材料及設施的壽命年限，使裝修部品具有良好適應性及可變性，從而為施工安全提供便利，并為后續的使用維護和改造等創造良好條件。

結語：

綜上所述，對設計企業而言，面對迅速崛起和發展的工業化浪潮，需要積極拓寬自身視野，樹立適應產業化發展的新思維模式，組建專業的技術隊伍，不斷提高研發水平，始終保持較高的創造性，對現有的技術資源予以整合，迎接未來產業化發展挑戰，從而推動建筑產業化良好發展。

參考文獻：

[1]魏辰，王春光，徐陽.BIM技術在裝配式建筑設計中的研究與實踐[J].中國勘察設計，2016（11）：28-32.

[2]樊則森，李新偉.裝配式建筑設計的BIM方法[J].建筑技藝，2014（6）：68-76.

[3]井長源，李開明.預制裝配式建筑設計實踐及問題探討[J].工程技術研究，2016（6）：20-21.

[4]董蘇然，許曉文，付素娟.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐[J].建設科技，2017（3）：37-39.

作者簡介：

馮加林（1983-8），男，本科，工程師，主要從事結構設計工作。