項目設計階段裝配式建筑的實際應用

熊陽槐

（廣東中山建筑設計院股份有限公司）

1 引言

項目設計階段是裝配式建筑實際應用的前端環節，當前我國裝配式建筑種類多樣，如砌塊建筑、板材建筑等，不同類型的裝配式建筑有其一定的適用范圍，因此在項目設計階段需要預先確定裝配式體系。同時，當代公眾對于房屋建筑的外觀、功能、質量等提出了更高的要求，因此裝配式建筑設計要綜合考慮多種因素，以保證技術性、經濟性、美觀性與節能性的統一。

2 裝配式建筑的優勢

2.1 施工周期短

傳統建筑建設施工以現場為主要陣地，部分分項工程施工需要在工地進行，如混凝土結構工程，如果遭遇降雨天氣一方面會延誤工期，另一方面會降低混凝土結構剛度及穩定性。由此可見，傳統建筑的建設施工周期會受到氣候條件、環境等因素的影響。裝配式建筑部分構件、配件均在工廠流水線生產，在標準化設計的支撐下，當前大部分工廠的模具均能夠滿足構件與配件的生產需求，可在短時間內實現大規模生產。同時，裝配式建筑采用標準化模塊組裝建設模式，如預制混凝土在工廠完成澆筑后運送至施工現場進行定位與組裝，能夠有效避免氣候、環境等因素對施工周期帶來的負面影響，施工周期可控并且有效縮短，能夠保證建筑工程項目如期交付。

2.2 施工質量佳

裝配式建筑施工質量佳體現在兩個方面。

①裝配式建筑結構構件，如整體式混凝土結構構件主要為鋼筋混凝土，相對于傳統建筑的混凝土結構來說其抗震、抗負荷性能良好，能夠對建筑物整體起到較強的支撐能力，保證建筑物這你的穩定性。同時，整體式混凝土結構構件具有良好的密封性，能夠為居住者提供舒適的居住環境。

②裝配式建筑構件及配件采用標準化設計與生產，構件及配件的尺寸、預留孔洞位置等較為精準，在實際應用中施工人員可以運用預制模塊放樣技術確定預留門窗及各專業管線的位置，并且無需再進行人工開槽、打孔，能夠有效避免開槽打孔位置偏差或對鋼筋結構產生破壞。

2.3 經濟與生態效益佳

裝配式建筑的配件及構件生產具有較強的可復制性，生產廠家批量生產此類部件及構件，所需費用較低，有利于降低建筑工程項目的施工成本。同時，傳統建筑建設施工過程中所產生的廢水、廢棄物等都會對周邊生態環境造成不良影響。施工過程中產生的噪音污染也會影響周邊居民的正常休息。在大力倡導綠色施工的新形勢下，裝配式建筑應用范圍愈加廣泛，主要原因在于其所應用的施工材料具有綠色環保的特點。例如，新型的板材、保溫墻體等，所采用的綠色施工技術也能夠降低施工能耗，擴大建筑工程項目的生態效益。

3 項目設計階段裝配式建筑的實際應用策略

3.1 明確裝配率的要求及結構體系

裝配式建筑適用于戶型重復率較高、立面建筑風格統一、功能相對簡單的中端以下建筑形式。同時，裝配式建筑中水暖電等管線均在工廠生產階段進行的預埋，建設完成后業主如果想要自主開槽或者布線的難度較大，因此在項目設計階段就需要考慮業主對建筑物功能的多元化需求。此外，在相同建筑規模下，裝配式建筑造價成本要高于傳統建筑，但是隨著預制構件及配件數量的增加，裝配式建筑整體造價成本會有所降低，因此在項目設計階段需要考慮裝配式建筑規模的適用性。

3.2 掌握建筑節能形式及面積計算范圍

總的來說，可以將建筑節能的形式分成外保溫、內保溫、內外保溫以及夾心保溫等幾種類型。 對于裝配式建筑來說，其最為常用的保溫形式就是外墻預制夾心保溫墻體的方式。 雖然不會將預制夾心保溫墻體面積歸入到容積率當中， 但是要確保建筑面積不能超出總建筑面積的 3%。不同類型的建筑節能保溫形式對于建筑計容面積計算、套內使用面積計算、墻身節點的構造設計方式等等都有相應影響， 所以在進行項目設計過程中要確定建筑節能形式， 從而有效控制項目后續的技術經濟指標和構造成本等內容。

3.3 應用BIM技術制作預制構件分布圖

裝配式建筑采用預制配件及構件與現場澆筑相結合的施工方式，因此在施工圖設計階段需要根據前期現場勘查所獲取的場地面積、場地分區等資料應用圖例呈現出預制構件及現場澆筑的位置與范圍。同時，預制外墻外飾面的制作方法不同，對于預制構件及配件的尺寸、施工等也有不同的要求。因此需要區分預制構件與主體結構之間的分縫線位置。傳統施工圖制作方法以平面或CAD制圖為主，雖然能夠對預制構件與現場澆筑主體進行立體化表達，但是存在信息指示不明確、功能單一的問題。為此，可采用具有出圖性、可視性等優勢的BIM技術制作預制構件的平面分布以及立面分布圖，將外墻板、陽臺板等預制裝配式構件的位置、其與軸線的尺寸關系等明確標出。同時采用立體化形式表達預制外墻外飾面的鋪貼與分縫的形式。

3.4 注重裝配式建筑經濟性與技術性的統一

不同預制構件生產工藝、生產周期等具有較大的差異性，因此其成本費用也不盡相同。同時，預制構件從工廠運送至施工現場也需要花費較多的運輸費用。為此，在項目設計階段需要合理選擇預制構件材料及生產廠家。例如可用本地生產的鋼材與墻體材料，如果項目規模較大，也可以由建設方投資成立專業生產公司，可以有效降低預制構件生產成本。同時，在裝配式建筑結構設計階段，需要保證建筑物具有較好的性能，如部分地區屬于地震多發區，可采用鋼結構裝配式建筑，其上部重量低，具有較好的抗震效果。在經濟算量時需要明確列出預制構件的信息，利用計算機統計與分析技術形成預制構件經濟算量清單，套用相關的公式或方程式對裝配式建筑項目進行概算，以確定預制構件的數量、單價等，為后續預制構件的生產、施工等奠定良好基礎。

3.5 借助BIM技術對項目設計進行防碰撞測試

裝配式建筑項目設計包含諸多分項工程的設計，如現場澆筑構件設計、預制構件設計、水電暖管線設計等。以建筑構件設計為例，其包括建筑構件生產工藝設計、裝配工藝設計、維護工藝設計等，各項設計方案需要相互協同并且不能產生沖突。BIM技術的防碰撞測試能夠智能優化建筑構件設計方案，將設計流程、施工流程等集中在同一模型中，繼而提高設計的科學性。具體流程如下圖1所示。

圖1 基于BIM技術的裝配式建筑構件設計流程圖

4 結語

相對于傳統建筑來說，裝配式建筑具有施工周期短、施工質量佳、經濟與生態效益兼具的優勢，是當前國家倡導的建筑形式。在裝配式建筑項目設計階段，需要綜合考慮裝配式建筑的裝配率、結構體系節能形勢、面積計算范圍、經濟性與技術性，并且需要應用現代科學技術，如BIM技術構建裝配式建筑及建筑構件三維數字化模型圖，將項目設計可視化，避免各項目設計方案發生沖突，繼而為后續的裝配式建筑建設施工奠定良好的基礎。