預(yù)制裝配式建筑設(shè)計要點分析

鄭冬

摘 要：預(yù)制裝配式建筑又稱組裝建筑，作為目前國內(nèi)外流行的一種新型建筑形式，具有精細(xì)化的設(shè)計流程、質(zhì)量可靠、安裝便捷、結(jié)實耐用等優(yōu)勢。由于預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的應(yīng)用越來越多，為持續(xù)提升其質(zhì)量，建筑設(shè)計人員要掌握預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計要點，確保各環(huán)節(jié)設(shè)計合理化和科學(xué)化，促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展。文章對預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計特點和流程進(jìn)行分析，希望通過要點分析提升建筑質(zhì)量和安全性。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式建筑;設(shè)計要點;設(shè)計特點

中圖分類號：F287.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）07-123-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.060

在城市化發(fā)展進(jìn)程的推動下，我國建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展。建筑工程采用粗放式設(shè)計結(jié)構(gòu)和施工，不僅影響環(huán)境質(zhì)量，造成大量資源的消耗，而且不利于建筑行業(yè)的發(fā)展。基于此，預(yù)制裝配式建筑逐漸凸顯其優(yōu)勢，可以節(jié)約大量人力和成本投入，從而提升施工效率，為建筑企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。相較于傳統(tǒng)的建筑項目，預(yù)制裝配式建筑具有較大的空間利用率，可以對各個空間進(jìn)行功能劃分，使空間更具靈活性和個性化特征，實用價值愈加明顯。

1 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的主要內(nèi)容

預(yù)制裝配式建筑設(shè)計是運用現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)，對建筑物地面、吊頂、內(nèi)墻等內(nèi)裝部分，幕墻系統(tǒng)、圍護(hù)系統(tǒng)等外裝部分以及剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等主體構(gòu)造部分進(jìn)行預(yù)制裝配式的設(shè)計，通過這種方式對裝配式構(gòu)件進(jìn)行施工裝配和系統(tǒng)性加工制造及技術(shù)優(yōu)化，保證建筑的高效化建設(shè)水平。

從建筑學(xué)層面來說，預(yù)制裝配式建筑并不是最好的組織架構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)，但是在實用性和價值方面卻具有獨特優(yōu)勢。預(yù)制裝配建筑又稱組裝建筑，能夠通過科學(xué)化的設(shè)計有效降低成本投入，節(jié)約施工時間，保障施工質(zhì)量[1]。同時，我國不斷加大對預(yù)制裝配式建筑的實踐研究，認(rèn)為提升預(yù)制裝配式建筑質(zhì)量的關(guān)鍵在于設(shè)計，且它的設(shè)計是更具科學(xué)化的系統(tǒng)布局，并不是片面、單一的流程。

2 預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計特點和流程

2.1 設(shè)計特點

預(yù)制裝配式建筑是一項復(fù)雜的工程，在施工期間，由于受到施工技術(shù)、施工環(huán)境、原材料、管理方式等各種因素的影響，相關(guān)的施工單位、設(shè)計單位、建設(shè)單位要做好前期溝通工作，加強(qiáng)建設(shè)過程中的協(xié)同。

預(yù)制裝配式建筑是一項復(fù)雜的工程，預(yù)制裝配式建筑設(shè)計具有五方面特征。第一，設(shè)計流程精細(xì)化，在原來的基礎(chǔ)上增加了圖紙加工設(shè)計、前期技術(shù)策劃等環(huán)節(jié)。第二，設(shè)計更加模塊化，其模塊特征主要包括模塊組織架構(gòu)、模塊種類、模塊數(shù)量等，模塊特征使其更具務(wù)實性、立體性，能夠降低對自然生態(tài)環(huán)境的破壞，還能使建筑設(shè)計更加標(biāo)準(zhǔn)化。第三，成本精確化，生產(chǎn)加工構(gòu)件要在設(shè)計成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行，預(yù)制構(gòu)件不同拆分方案的裝配率相同，所需要的成本投入?yún)s存在較大的差異。建筑設(shè)計方案越科學(xué)合理，成本就越具有較高的精準(zhǔn)度。第四，顯著輕量化。預(yù)制裝配式建筑設(shè)計的過程較為簡單，不用進(jìn)行繁雜的考慮。例如，預(yù)制裝配式建筑設(shè)計簡化了人力、資金、物力投入、材料類型考量、施工技術(shù)工藝等。第五，技術(shù)信息化。隨著信息化的不斷發(fā)展，建筑設(shè)計的精準(zhǔn)度也需要應(yīng)用BIM信息化技術(shù)來完成[2]。此技術(shù)能夠利用數(shù)字化方式將功能信息、物理信息和幾何信息有效呈現(xiàn)出來，為建筑管理、施工和運輸提供大力支持。

2.2 設(shè)計流程

方案設(shè)計就是整體規(guī)劃，在進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計時，要按照預(yù)定的建設(shè)目標(biāo)、施工方案等為裝配式建筑設(shè)計制定最佳設(shè)計方案。設(shè)計方案時，設(shè)計單位要綜合考慮施工成本、施工技術(shù)、施工規(guī)模等影響建筑工程進(jìn)展的各項因素，并在此基礎(chǔ)上為裝配式建筑制定最佳設(shè)計方案。設(shè)計方案要明確此建筑應(yīng)采用的施工技術(shù)，尤其要明確提出預(yù)制件在生產(chǎn)和安裝環(huán)節(jié)采用的具體技術(shù)。從施工現(xiàn)場來說，要結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況，在實際測量的基礎(chǔ)上，對立面設(shè)計和平面設(shè)計做好協(xié)調(diào)，最大限度地降低預(yù)制件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在保證實現(xiàn)建筑功能和建設(shè)質(zhì)量的條件下，對預(yù)制過程進(jìn)行統(tǒng)一化和規(guī)范化的管理，最終實現(xiàn)預(yù)制件生產(chǎn)和安裝的規(guī)模化及標(biāo)準(zhǔn)化。

設(shè)計人員一定要保證施工圖紙的科學(xué)性和合理性，在設(shè)計圖紙的過程中把控好預(yù)制裝配式建筑的整體性，并關(guān)注各個施工細(xì)節(jié)，制定預(yù)備方案，在遇到突發(fā)狀況時能夠采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行處理。例如，不同項目的施工技術(shù)和條件各不相同，要采用相應(yīng)的方式做好防噪、防水等工作。

3 預(yù)制裝配式建筑技術(shù)要點分析

3.1 立面設(shè)計方面

立面設(shè)計要求在保證基本功能的基礎(chǔ)上突出審美特征，還要以立面結(jié)構(gòu)凸顯裝配式建筑設(shè)計的優(yōu)勢。為了提高人們的審美，立面設(shè)計方面的優(yōu)化方案應(yīng)從以下幾方面入手。

組合方式的多樣化。例如，將多種預(yù)制模塊按照組合、排列方式的不同對建筑形體進(jìn)行優(yōu)化，帶來三維立體的視覺沖擊，彰顯裝配式建筑的優(yōu)勢。

打造建筑的層次感。建筑立面一般包括陽臺、屋頂、空調(diào)板、女兒墻、外墻等結(jié)構(gòu)，這些元素都對立面設(shè)計產(chǎn)生不同程度的影響。因此，要使各種結(jié)構(gòu)元素在形態(tài)和尺寸上協(xié)調(diào)搭配，突出立面層次感，推動預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化生產(chǎn)[3]。

提升立面的審美感。需要在紋理、色彩、質(zhì)感等元素的幫助下增加立面的審美。例如，涂料、瓷板、裝飾性混凝土、混凝土等材料都具有較大的質(zhì)感差異，根據(jù)其使用功能和范圍選擇質(zhì)感效果最好的立面材料，凸顯立面風(fēng)格。對于體積較小的結(jié)構(gòu)來說，例如空調(diào)板和陽臺等可以改變其顏色和尺寸，將其作為裝飾性元素對立面進(jìn)行設(shè)計。對于非結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件，例如掛板和百葉等靈活設(shè)計，其裝飾性元素更便于立面設(shè)計。

3.2 平面設(shè)計方面

預(yù)制裝配式建筑設(shè)計中，平面設(shè)計是最基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容，它與立面設(shè)計均屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)按照模式協(xié)調(diào)原則，做好套型模塊設(shè)計工作，并對其進(jìn)行優(yōu)化處理，保證套型模塊尺寸統(tǒng)一，為預(yù)制件的統(tǒng)一化、規(guī)模化生產(chǎn)提供便利條件。

設(shè)計人員要做好建筑內(nèi)部空間方面的設(shè)計，內(nèi)部空間時應(yīng)按照大空間布局進(jìn)行設(shè)計，同時要注意管徑尺寸和承重墻等環(huán)節(jié)的設(shè)計，保證其統(tǒng)一性，由此提升建筑施工質(zhì)量。要對建筑物內(nèi)部的功能區(qū)域進(jìn)行劃分，突出每個部門的功能特性，使空間布局顯得更加科學(xué)合理。

3.3 預(yù)制設(shè)計方面

預(yù)制設(shè)計是裝配式建筑設(shè)計過程中最為重要的環(huán)節(jié)之一，在進(jìn)行預(yù)制設(shè)計時，要保證設(shè)計的模塊化、統(tǒng)一化和規(guī)范化。科學(xué)選擇預(yù)制構(gòu)件的性能、外觀、尺寸等，增強(qiáng)預(yù)制構(gòu)件的使用功能，使預(yù)制構(gòu)件的安裝更加簡單，降低建設(shè)成本投入。

根據(jù)裝配式建筑設(shè)計的實際情況，對于具有重要作用且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件要采用混凝土澆筑的方式，提升其穩(wěn)定性和安全性[4]。在設(shè)計過程中不僅要考慮構(gòu)件性能、外觀、尺寸等各種因素的影響，而且要考慮后期安裝，為整個建筑工程提供便利條件。

預(yù)制設(shè)計能夠提高構(gòu)件的防火性能、抗震、使用壽命、強(qiáng)度，有效提升裝配式建筑的整體質(zhì)量。要選擇一些保溫性能和隔音效果較好而且拆裝方便、具有低密度的材料應(yīng)用于非承重類結(jié)構(gòu)中，使之能夠與主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較好的連接，延長建筑的使用壽命。在選擇廚房、衛(wèi)生間等區(qū)域的預(yù)制構(gòu)件時，一定要選擇防水、防潮性能較好的材料，這樣在使用時才能保證建筑區(qū)域的使用功能。

建筑樓板設(shè)計過程中，為使其與墻體的聯(lián)系更加緊密，通常采用疊合或現(xiàn)澆的方式進(jìn)行設(shè)計。例如，空調(diào)和陽臺緊密結(jié)合，設(shè)計這兩部分時要注意它們的配合度，保證預(yù)留孔洞的位置和大小正好夠用。另外，在制作扶手、樓梯等結(jié)構(gòu)時，一定要選擇合理的參數(shù)，確保這些結(jié)構(gòu)在制作時一次成型。

4 結(jié)語

預(yù)制裝配式建筑之所以受到廣泛認(rèn)可，主要是由于其獨特的設(shè)計提升了建筑的實用性。在開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員要從經(jīng)濟(jì)性、合理性、科學(xué)性和實用性出發(fā)，還要從建筑的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，做好預(yù)制構(gòu)件、立面設(shè)計、平面設(shè)計等環(huán)節(jié)的設(shè)計，并注意各個細(xì)節(jié)，保證結(jié)構(gòu)之間的相互結(jié)合，提升設(shè)計水平，提升建筑質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 王琴.預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].建筑與文化，2021（4）：26-29.

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[3] 劉波.預(yù)制裝配式建筑施工工藝要點分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2020（11）：104-105.

[4] 馮靜.裝配式建筑設(shè)計要點及相關(guān)應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2020（18）：97，99.