預制裝配式建筑設計要點分析

吳江利 邢臺市建筑設計研究院有限公司

1 預制裝配式建筑簡述

預制裝配建筑指的是各種預制件組合裝配而成，預制件是工廠預先加工好的。把預制件送到施工場地之后，會借助于各種穩妥的連接方法把預制件進行組合拼裝。當前我國最常用的預制裝配結構有以下幾種：預制裝配鋼結構、預制混凝土結構、預制裝箱房屋等。當中，預制裝配鋼結構是以鋼梁、鋼柱等當作建筑的承重結構，預制集裝箱房屋的基本單元是集裝箱，提前在工廠加工和制造各種房屋模塊，完成之后送到施工場地，再繼續二次組裝，從而完成建筑裝修。

建筑產業現代化其關鍵的一點是將各項先進技術融入到建筑工業化建設中，在持續化發展、綠色環保、節能等理念的引導下，我國建筑產業如今正處于轉型升級期，施工設計上也越發科學、合理化。預制裝配式建筑相較于傳統建筑，具備多項優勢，比如操作方便，施工現場作業強度并不高，從而垃圾也會變少很多，而且也規避了施工過程中極易產生的各種污染、浪費資源等現象，加上勞動強度的變低，使得成本得到有效管控，工期變短，維護也越發便捷簡單。

2 預制裝配式建筑的特點分析

2.1 成本偏低

傳統建筑工程項目當中，施工環節常常需要配置非常多的人力、物力等多項資源，且會牽扯到大量資金投注，所以建筑施工中要加大對資金的科學合理化應用是建筑方必須要重視的一大問題。預制裝配建筑施工過程中，因為所使用的構件都是預先通過預制件方法進行加工好的，所以工程投入成本會大幅降低，而且建筑的安全性、穩妥性也得到最大化保障。

2.2 更為節能環保

我國建筑行業發展歷程中，離不開各項施工材料、能源等，所以各項資源的耗損也非常大。而材料或能源的消耗必然會對建筑工程項目的最終效益造成影響，這和我國綠色環保、持續化發展戰略明顯不符。預制裝配建筑施工中則預先考量到效益這一問題，并實行舉措完成建設的節能、減排、環保。預制裝配式建筑施工中對于混凝土等材料是能夠大大節省用量的，因為其構件是預先在工廠加工制造而成，所以對施工現場環境也大有裨益，不會造成污染和垃圾，從而增強施工的環保性。

2.3 高效率

傳統建筑項目施工中耗時非常久，即使工程建設全部竣工，也還要預留1-2月時間來予以最后的修飾。預制裝配式建筑由于各類施工技術的加持和保障，所以封頂、墻面安裝等多項施工步驟工期都會大幅縮減，從而提高施工效率和質量。

2.4 材料穩定性增強

預制裝配式建筑施工步驟中，是借助裝配技術、吊裝技術等來對預制件展開安裝的，所以產品質量、性能是能夠得到保證的，大致上也能夠滿足大眾對現代建筑的需求。同時，預制裝配式建筑構件生產時，可在部分構件中增加一些保溫、隔音材料等，所以其保溫效能、隔音性相較于傳統建筑也是有所提升的。

3 預制裝配式建筑總圖規劃及組合設計

3.1 大空間的平面規劃

建筑平面設計既要考慮到空間功能劃分以及尺寸問題，又要顧及到建筑壽命周期問題，以便讓建筑空間可以滿足各個時期的不同需求。因此實行大空間結構最為穩妥，以一個結構空間為基礎進行設計，應用結構主體、設備、內裝隔離體系，做到空間的靈活規劃。

3.2 模塊化設計和多樣化組合

模塊化就是把特定功能單元當作通用模塊，使之和其他要素模塊進行重組形成全新的單元，從而構成多樣化的系列組合。裝配式建筑空間采用模塊化方式設計時，公共建筑單元模塊指的是標準結構空間，居住建筑單元模塊則為套型。裝配式建筑設計不單單要做到構件、補品規格的簡單化標準化，而且還要綜合考量城市發展、文化歷史、周邊環境、交通、人為情感和習慣等多項因素，做到多樣化的同時盡量凸顯出個性化，不要將標準和多樣、區塊和個性相對立。

3.3 結構布局的均勻合理

結構選型要按照不同的建筑及其功能而定，也要防止出現不規則、不均勻情況，否則會加大預制構件的復雜度，從而增加成本、降低效率。

4 預制裝配式建筑設計要點探究

4.1 建筑布局方面的設計

預制裝配式建筑設計期間要加大對自然元素的應用，以此來增強預制裝配式建筑的環保性和節能度。不運用傳統能源的基礎上，借助于氣候設計方法、適當的建筑舉措，來打造一種現當代大眾所喜歡、需要的生活氛圍。所以在對預制裝配式建筑展開擇址時可以依循當地的氣候狀況展開研究，對建筑設計、微氣候、能源等多方面因素加以綜合核算分析，同時要把預制裝配式建筑附近環境的地形、綠化、水體等考量在內。預制裝配式建筑布局方面，也要對其角度、間距、體量展開全面科學的規劃，令建筑物在后續的應用期間實現對清風、陽光等自然能源的最大化利用。預制裝配式建筑朝向上要考慮到冬季光照問題，確保居住者在冬天也能感受到足夠的日光照射，同時還要多避開冬季風向，從實踐上來看，真正想要實現冬暖夏涼，還是存在一些難度，需要嚴加設計的。建筑設計師必須對區域當地的氣候、自然條件展開全面的研究和考量，以便做到對氣候的最大利用，增強設計效果，令預制裝配式建筑結構和功能更符合當地人居住需求。

4.2 吊裝設備方面的設計

預制裝配式建筑展開規劃設計時要確保建筑能夠在采光、通風、間距等多方面都符合業主需求，同時要緊遵合理性、經濟性、安全性等準則，來對施工步驟加以合理規劃和組織，提升施工步驟各項工作間的有序鏈接，促使施工效率的大幅提升。預制裝配式建筑施工期間，預制的構件要在施工前預先送至吊裝設備所輻射的區域，接著再展開吊裝。所以設計時要注意在運輸通道方面加強設計合理性，預制構件的堆放也要保證設計科學有序，吊裝設備位置、噸位設定也要遵循合理準則。具體的吊裝設備位置要按照施工現場方案來進行設定，要確保預制構件在輸送上的準確無誤，促進施工的便利安全，

4.3 平面設計方面

預制裝配式建筑平面設計要遵循模數協調準則，完成對套型模塊尺寸、類別的調整和優化，提升預制構件的標準性、通用度。展開方案設計時，可以按照使用功能的迥異來對空間加以不同程度的劃分，按照設計規則要求、項目具體屬性來確立最終的組合方式、套型模塊。平面設計期間，要對工程項目裝配式結構模數、特征加以全面分析，以不斷提升功能模塊的標準程度，借助于不同的定位屬性，創建不同的套型模塊，進而組合成為單元模塊。建筑平面篩選上，最好是挑選大空間布局形態，承重墻、管井等都要規劃合理，確保建筑空間的靈活變化度。套內功能空間需要加以明確區分，促使分區、布局科學規范。借助于提升結構選型的科學合理化來大大降低承重墻的出現概率。

4.4 預制構件方面的設計

預制裝配式建筑設計中，預制構件設計也是一項重要內容，這方面要遵守模數化、標準化準則，最大化降低構件類別，促使構件標準程度的大幅提高，減少工程的成本。預制構件中很多復雜化的地方可運用現澆法處理。預制構件設計時必須對構件重量、尺寸加以嚴苛把控，并對預制構件的加工生產力、吊裝條件、運輸狀況等進行全面考量探究，確保預制構件質量過關耐久耐用。設計時要對構件生產的可操度、便利度著重考量，倘若構件尺寸偏大，那么要多增設構件脫模、預埋吊點。外墻板的預制中要把控好氣候因素影響性，確保外墻板足夠的隔熱保溫，符合當地居住需求。非承重內墻可以挑選一些安裝起來簡單、隔音效果優秀的隔墻板。室內空間劃分上，可以參考具體的功能屬性來繼續個性化設計，只要保障非承重墻板足夠安全即可。預制裝配式建筑樓蓋篩選時可選用疊合樓板，結構轉換層、復雜樓層等可選用現澆樓蓋。樓板、墻體彼此之間要確保銜接連貫完整，采用疊合樓板時還要顧及設備管線、燈具安裝點等問題，陽臺預制設計時需對欄桿留洞、預埋線盒位置進行敲定，樓梯防滑構造也最好做到一次成型，相關聯因素和方面要盡可能思慮周全。

4.5 構造節點方面的設計

這也是預制裝配式建筑設計中一項關鍵內容。預制外墻板接縫、門窗洞口等的防水性都偏弱，所以構造節點、材料篩選上要考慮到其物理、裝飾性能如何，以及是否持久耐用。每一處接縫都要按照工程現實狀況、氣候狀況展開科學規范的節點設計，以促使其達到節能防水的要求。預制外墻板的垂直接縫處，可選用材料防水、構造防水法，非承重墻的垂直接縫可采用槽口縫、平口縫。預制外墻板水平接縫展開構造防水時可采用企口縫、高低縫。接縫寬度上，要將熱脹冷縮、風力等多項影響因素考慮在內。外墻板連接節點可以采用密封膠，也要確保和混凝土不存在不相容性，還要達到規定中的抗剪力、伸縮變形等要求。此外，還要有足夠的防水、防霧、防火等功能。門窗安裝時要確保外墻板和門窗鏈接是穩妥安全的，盡量加強鏈接的密閉度。預制裝配式剪力墻結構建筑中，在外圍護結構熱工計算時必須遵守我國建筑節能設計標準，倘若選用的是夾心外墻板，需確保保溫層持久連續，其厚度也要符合區域圍護結構設計標準。保溫材料的挑選上最好是選擇那些高效能、輕巧便利的材料，安裝時要注意對保溫材料含水率加以測算，確保其在我國現行規定范圍內。

5 結束語

總而言之，預制裝配式建筑設計對于建筑總體性能、質量都具有關鍵影響作用。設計人員展開對預制裝配式建筑的設計時，要著重對建筑布局、吊裝設備、平面設計、預制構件設計、構造節點設計等進行研究，以大大提高預制裝配式建筑設計的科學化、合理性、安全度，從而推動預制裝配式建筑在大眾群體中獲得認可，促進建筑行業的科技化全新化發展。