預制裝配式混凝土建筑設計施工一體化分析

錢松根

【摘要】裝配式建筑從本質上來說，就是將傳統的建筑工程進行一定的模塊分割，而后將特定的模塊在工廠之中直接生產出來，運送到施工現場直接進行組裝，這在一定程度上降低了建筑施工過程之中所帶來的污染以及對施工場地的影響。也可以在源頭上減少浪費，提高能源的利用效率。這是當下設計施工一體化發展的一大趨勢。基于此，本文就預制裝配式混凝土建筑設計施工一體化進行簡要闡述。

【關鍵詞】預制裝配式;混凝土;建筑設計;施工一體化

1、預制裝配式混凝土建筑設計施工一體化優勢

1.1 有利于工程建設效率、質量提升

在裝配式建筑施工的前期，最為主要的工作就是對建筑整體進行設計。設計部門給出的相應設計方案和圖紙是后期進行施工最為重要的依據。而且裝配式建筑各個零部件之間的連接往往都更為復雜，對于設計圖紙的要求也就更高。另外由于裝配式建筑仍舊為建筑行業之中的一種，所以相應地設計圖紙還要包括其他更多部分的內容。

1.2 有利于降低勞動成本

傳統的建筑工程建設，從施工現場的地基打造，一直到最后的竣工，都需要相應地施工人員全部投入到建設過程之中。而裝配式建筑由于很多建筑局部都是在工廠化生產制造過程之中完成，在施工現場只需要進行一定的裝配，這也使得現場的施工工作量大大降低，因而在一定程度上降低了勞動成本、縮短了時間成本。而且由于相應的生產廠家在制造建筑局部預制構件的過程之中，形成了模塊化的快速制造，規?；a更使綜合建造成本進一步降低。

2、設計施工一體化的要點

基于預制裝配式混凝土建筑的特殊性，設計施工一體化是一個必然趨勢，具體表現在如下幾個方面。

2.1 方案前期設計階段

預制裝配式混凝土建筑此階段工作的一體化要求體現在需由建筑師、結構工程師共同參與，密切配合，完成建筑單體平面、立面的結構拆分與優化工作，合理確定建筑預制率與預制構件范圍。方案階段落實“少規格、多組合”設計理念，根據項目情況，對重復利用率較低的構件，做相應的調整或改為現澆方法，合理控制裝配式建筑施工成本。

2.2 施工圖設計階段

①設計單位需積極參與技術策劃、構件生產、施工安裝等過程，及時發現裝配式建造中存在的問題，并提出合理的解決方法。②構件廠應與設計單位共同深化構件設計工作，保證構件生產的精確性，為后期安裝施工奠定堅實的基礎，如預制剪力墻板設計中，準確定位下部插筋位置，構件廠做好校對工作，防止施工誤差問題的出現。③施工單位改變機械的按圖施工習慣，落實構件生產運輸全過程監控，構件運輸計劃、裝車順序以及吊裝計劃等需相互協調，保證每個構件有序進場，連續吊裝，合理降低施工成本、提高安裝效率。

2.3 施工安裝階段

施工單位、設計單位、構件廠在此階段的配合情況，直接關系到裝配式建筑最終的實體質量，必須合理編制施工計劃和安排工序穿插，保證工程按期、高質完成。

3、工程案例

3.1 工程概況

浙江省桐鄉市綜合信息指揮中心工程總用地面積為2552.27㎡。工程總建筑面積為10284.95㎡，其中地下車庫僅一層，建筑面積為1311.20㎡，作為工作人員停車使用，首層1221.52㎡作為智慧城市信息展示廳，二、三層為政法業務用房3135.70㎡，四五層為公安聯勤指揮技術用房3135.70㎡，六層為機房設備層1480.83㎡。

3.2 工程重難點

3.2.1中心主樓

該綜合指揮中心共6層，一層層高4.80m，平面布局規則，通風順暢，主入口設置在北側廣場，展覽大廳首層較高，滿足布展裝飾挑空要求，指揮中心兩層通高，大廳內設置2部樓梯、2部電梯直通6層，便于空間布展上使用靈活多變。主要管理區域以南面房間布置為主，標準層在北側指揮中心大廳兩側部位設計了通長通透的玻璃隔斷連通挑廊，讓空間更加通透、豐富，也讓視眼更為開闊，從而使的業務管理服務氣氛更為融洽和諧。

3.2.2 政法業務層

該綜合指揮中心共6層，一層層高4.80m，二層、三層層高均為3.8m;底層北面設立了政法出入口，便于政法系統工作人員出入工作，與公安互不干擾。二、三層兩層通高，北側作為政法指揮中心使用（上部挑廊作為市長熱線12345接處中心使用），南側作為政法會議室、督查專班、會商室等業務用房，中間大空間區域設置檔案室等輔助用房，便于管理和資料調取。

3.2.3 公安業務層

該綜合指揮中心共6層，四層、五層層高均為3.8m;底層東北端設立了公安出入口，便于公安系統工作人員出入工作，與政法互不干擾。四、五層兩層通高，四層北側作為公安指揮中心使用（上部挑廊作為安保專班使用），南側作為公安會議室、技術偵查、合成作戰中心、會商室等業務用房，中間大空間區域作為活動區域與茶水間靠近，便于干警休息鍛煉。

五層南側作為公安輿情監測中心、督查中心、法制審核室等業務用房，中間大空間區域設置檔案室、更衣室等輔助用房，便于提升工作效率。

3.3 BIM的預制裝配式混凝土建筑設計施工一體化

（1）設計階段：基于 BIM 的預制裝配式混凝土建筑設計內容如下。①外立面方案與裝飾材料。北立面墻板：采用墻板-外窗一體化設計方法，根據外窗位置在板面開槽（20mm×20mm），進行精細化建模。南立面幕墻：采用 GRC 光伏發電一體化幕墻，采用標準化組合構件，基于 BIM 實現幕墻與主體結構的一體化設計。節點設計：所有節點連接信息均輸入模型，可任意查看剖面、材料屬性，自動進行碰撞校核，及時發現設計問題。②電力專業設備與管線位置：在建筑結構模型中加入專業機電管線模型，根據結構布置情況不斷調整、更新管線排布，及時查漏補缺，減少后期返工。③裝修設計提供設施布置圖：該項目基于 BIM 繪制室內三維模型，并形成材料明細表、采購安裝進度表，墻、頂、地面裝飾面與主體結構分離，實現可變、可更換。

（2）施工階段：該項目基于BIM平臺將施工全過程聯結為一體化的產業鏈，施工階段BIM 工作要點如下。

第一;幕墻節點深化設計：完成精細化建模，生成幕墻材料明細表，計算工程量，包括玻璃面板、不銹鋼構件、鋁合金龍骨以及螺釘，以備采購與加工使用。

第二;施工場地布置：通過BIM進行場地綜合平面布置，立體展現施工現場情況，合理優化布局、分配空間，保證項目施工效率、安全性。

第三;信息化裝配：基于BIM導出物料文件，并與ERP系統對接，對每個預制構件編碼信息進行追蹤，全面掌握所有生產、裝車、運輸信息。

第四;成本管理：通過BIM平臺完成項目進度施工模擬，準確計算每個工序、工區工程量，做好成本精細管理。

結語：

綜上所述，為實現我國預制裝配式體系進一步推廣與發展，下一步應將重點放在如何進一步控制成本、提高效率方面。設計施工一體化就是解決此問題的關鍵，可充分利用BIM等信息化技術，在設計階段通過全面溝通與分析，合理確定建筑預制率、預制構件范圍，加強設計、生產、施工協同控制，確保每個構件尺寸精確、質量可靠，后續施工高效、有效落實，獲得良好的經濟、社會效益。

參考文獻：

[1]何幸福.預制裝配式混凝土結構建筑外墻防水措施[J].工程技術，2020（18）：112～113.

[2]姜再君.裝配式建筑預制混凝土外墻的結構設計分析[J].建材與裝飾，2020（18）：103+106.

[3]毛娜，徐其功.廣東某院校學生宿舍裝配式設計[J].廣東土木與建筑，2019（07）：111～115.f