關于裝配式建筑設計路線的探索

張凱 于明星

【摘要】近年來，隨著我國建筑行業發展水平的不斷提高，對建筑設計提出了更高的標準和要求。作為一種新型的建筑形式，裝配式建筑對比傳統的建筑形式，具有非常明顯的優勢。

【關鍵詞】裝配式建筑;設計路線

一般意義來講，裝配式建筑是結構系統、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統的主要部分采用預制部品部件集成的建筑。其主要特征是形成以標準化設計為中心的裝配式建筑產品的工業化建造體系。為此，就標準化設計理念基礎上的裝配式建筑設計路線作以探討。

1、預制裝配建筑概述及特點分析

從建筑學角度來講，預制裝配建筑不是最好的建筑結構及組織架構，但從實際應用與價值體現的角度來講，預制裝配建筑具有無法代替的主導優勢。預制裝配建筑主要是指通過將建筑施工材料、組織架構、設計方案、技術工藝等進行集成體現，并經過科學、合理的現場設計，以最低成本投入、最短時間建成、最佳質量保障的快速裝配型建筑，也稱其為“組裝建筑”。通過對相關數據信息整理發現，當下世界諸多國家都對預制裝配建筑較為認同，我國也不斷加大對預制裝配建筑的研究實踐。認為該建筑方式的最大關鍵點在于其設計。裝配式建筑設計不是單一、片面的簡單流程，而是更為科學、合理的系統布局。裝配式建筑設計主要優點如下：第一、該建筑設計具有輕量化特點，在設計過程中無需進行復雜、繁瑣考慮，相對于大型建筑工程設計較為簡單。例如：設計中簡化了施工技術工藝、人力物力投入、材料類型考量、資金成本注入等。第二、該建筑設計具有模塊化特點，模塊化特征是預制裝配建筑設計更加立體性、務實性，主要包括模塊數量、模塊種類、模塊組織架構等。模塊化特點也對其施工環境起到積極優化作用，降低了傳統建筑工程施工對自然生態環境造成的波及影響。第三、該建筑設計無需高技術支持，裝配式建筑設計的最大好處就是其“低技術”保障，在設計過程中無需高端技術支持及投入，在建筑施工效率與進度等方面提升速度較快。

2、裝配式建筑設計路線的探索

2.1鋼筋連接設計

鋼筋是裝配式建筑工程施工應用最廣的材料，在進行剪力墻的鋼筋結構設計時具體技術如下：第一，要求合理設計鋼筋配筋以及配筋率，這是為了滿足裝配式建筑抗震性能的要求，根據設計標準做好墻體軸線控制，使結構受力完全可以滿足墻體截面要求，可通過暗柱設置來提升整體結構的抗震性能和連接的合理性。第二，合理設計剪力墻配筋水平分布，要求豎向和水平向上均勻分配配筋率都在0.25%之上，剪力墻結構墻體部分的配筋率不可小于0.3%。第三，在進行鋼筋焊接搭接設計時，應重點控制搭接的距離，選擇合適的焊接和連接方式。因為本工程是高層建筑，其剪力墻施工必然會需要大量鋼筋，可能出現密集梁柱節點，為此需要合理控制梁柱節點位置和施工順序，避免位置和順序問題而影響工程質量。第四，在鋼筋安裝施工時必須充分考慮對整個框架剪力墻結構的影響，明確鋼筋的規格、確定準確的焊接位置。

2.2明確設計方案進行初步設計

在裝配式建筑設計中應該以設計方案為主，通過對該建筑項目的信息了解與特點分析進行全面考量，不同的行業領域的裝配式建筑有其不同的差異特征。在設計過程中要對裝配式建筑的應用行業領域進行明確，例如：化工廠、電廠、污處理水廠等。這三個裝配式建筑功能就截然不同。只有對其功能進行了解掌握，才能在設計過程中融入功能特點與特色元素，提升該建筑項目的實用性。同時，在進行初期設計過程中應該注重一體化、統一性。這也是其重要的設計原則。在初步設計中要保障各預制構件的順利組合與有效銜接，即組合設計。并將構件的利用性、價值性進行發揮。

2.3裝配式建筑設計原則

裝配式混凝土建筑的平面設計在滿足平面功能的基礎上需考慮裝配式建筑建造的相關要求，同時需符合建筑模數，遵循“少規格、多組合”的設計原則，建筑平面應進行標準化、定型化設計，建立標準化部件模塊、功能模塊與空間模塊，實現模塊多組合應用，提高基本模塊、構件和部品重復使用率，有利提升建筑品質、提高建造效率及控制建設成本，并滿足制作及運輸能力、交通法規和施工設備的要求。預制構件在單體建筑中重復使用量最多的三個構件的總個數占同類構件總個數的比例均不低于50%。平面設計建議采用大開間形式、平面布局靈活分隔，平面的凸凹變化不要過大。外立面設計應以簡潔為原則，不宜有過多的外裝飾構件及線腳。同時在簡潔中追求完善，在統一中創造多樣的美學要求，打造個性化高品質的建筑作品。外圍護構件飾面可采用藝術造型面彩色混凝土、清水混凝土、露骨料混凝土、圖案混凝土，也可采用涂料、面磚、石材等不同飾面材料展現不同肌理與色彩變化，體現裝配式建筑的立面特征，外飾面宜采用一次反打成型工藝。門窗采用標準化部件，門窗框宜采用預裝法。預制外墻板的接縫設計應滿足結構、熱工、防水、防火及建筑裝飾等要求，預制外墻板需考慮防雷接地并應預埋好有效接地導體，確保防雷效果。要預先確定預埋窗及扶手欄桿的相關資料。應協調業主、設計、施工、制備各方之間的關系，并應加強建筑、結構、設備、裝修等各專業之間的配合，土建及內裝需一體化設計。裝配式建筑設計應對制作、產品保護、存放、運輸及施工提出明確的技術要求。

2.4專業協同設計要點

裝配式建筑規模、布局和建設應符合抗震設計的要求和原則。為達到工業化生產的要求，預制構件設計應該遵循的原則包括多種組合、方便施工、簡化連接、減少規格等受力原則。建筑的柱、承重墻等垂直構件的連接應該直上直下，門窗洞應該從上到下對齊排成一列，轉角窗則不宜采用。裝配式建筑應該考慮公共區域垂直管井的空間位置、大小和共享的實際性，盡可能地在容易檢修的位置設置垂直管井，橫向管線的設置應該相對集中減少交叉，盡量進行水平布置。在公共區域的管井內設置供暖系統控制閥和其他控制部件，室內采暖管道應設置獨立的循環。使用分體型空調設備的臥室、客廳需預留安裝位置，設置預埋件，并確定空調設備和空氣管的位置和方向，住宅廚房和衛生間排風管道應確定的位置和大小，確定配電箱位置，暗轉的電氣設備若位于分戶墻兩側時不應設置連接，預制構件設計應考慮電話和有線電視接口、網絡接口、插座、燈具等安裝位置，電開關、插座、接線盒、連接線路在預制墻體上應進行預埋預留。

結語：

裝配式建筑標準化設計思想和方法要貫穿于設計全過程，堅持“少規格、多組合”的基本原則，以模數化為基礎，標準化為核心，集成化設計為方向，精準高效地實現完備的建筑功能和系統性建造指標，為裝配式建筑建造工業化發展提供可靠保證。

參考文獻：

[1]裝配式混凝土建筑技術標準：GB/T51231-2016[S].北京：中國建筑工業出版社，2017.

[2]葉明.裝配式建筑概論[M].北京：中國建筑工業出版社，2018.

[3]裝配式建筑評價標準：GB/T51129-2017[S].北京：中國建筑工業出版社，2018.