預(yù)制裝配式混凝土建筑設(shè)計施工一體化分析

錢松根

【摘要】裝配式建筑從本質(zhì)上來說，就是將傳統(tǒng)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(chǎn)出來，運送到施工現(xiàn)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(shè)計施工一體化發(fā)展的一大趨勢。基于此，本文就預(yù)制裝配式混凝土建筑設(shè)計施工一體化進行簡要闡述。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式;混凝土;建筑設(shè)計;施工一體化

1、預(yù)制裝配式混凝土建筑設(shè)計施工一體化優(yōu)勢

1.1 有利于工程建設(shè)效率、質(zhì)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(shè)計。設(shè)計部門給出的相應(yīng)設(shè)計方案和圖紙是后期進行施工最為重要的依據(jù)。而且裝配式建筑各個零部件之間的連接往往都更為復(fù)雜，對于設(shè)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(yè)之中的一種，所以相應(yīng)地設(shè)計圖紙還要包括其他更多部分的內(nèi)容。

1.2 有利于降低勞動成本

傳統(tǒng)的建筑工程建設(shè)，從施工現(xiàn)場的地基打造，一直到最后的竣工，都需要相應(yīng)地施工人員全部投入到建設(shè)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(chǎn)制造過程之中完成，在施工現(xiàn)場只需要進行一定的裝配，這也使得現(xiàn)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(yīng)的生產(chǎn)廠家在制造建筑局部預(yù)制構(gòu)件的過程之中，形成了模塊化的快速制造，規(guī)模化生產(chǎn)更使綜合建造成本進一步降低。

2、設(shè)計施工一體化的要點

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

2.1 方案前期設(shè)計階段

預(yù)制裝配式混凝土建筑此階段工作的一體化要求體現(xiàn)在需由建筑師、結(jié)構(gòu)工程師共同參與，密切配合，完成建筑單體平面、立面的結(jié)構(gòu)拆分與優(yōu)化工作，合理確定建筑預(yù)制率與預(yù)制構(gòu)件范圍。方案階段落實“少規(guī)格、多組合”設(shè)計理念，根據(jù)項目情況，對重復(fù)利用率較低的構(gòu)件，做相應(yīng)的調(diào)整或改為現(xiàn)澆方法，合理控制裝配式建筑施工成本。

2.2 施工圖設(shè)計階段

①設(shè)計單位需積極參與技術(shù)策劃、構(gòu)件生產(chǎn)、施工安裝等過程，及時發(fā)現(xiàn)裝配式建造中存在的問題，并提出合理的解決方法。②構(gòu)件廠應(yīng)與設(shè)計單位共同深化構(gòu)件設(shè)計工作，保證構(gòu)件生產(chǎn)的精確性，為后期安裝施工奠定堅實的基礎(chǔ)，如預(yù)制剪力墻板設(shè)計中，準確定位下部插筋位置，構(gòu)件廠做好校對工作，防止施工誤差問題的出現(xiàn)。③施工單位改變機械的按圖施工習(xí)慣，落實構(gòu)件生產(chǎn)運輸全過程監(jiān)控，構(gòu)件運輸計劃、裝車順序以及吊裝計劃等需相互協(xié)調(diào)，保證每個構(gòu)件有序進場，連續(xù)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(shè)計單位、構(gòu)件廠在此階段的配合情況，直接關(guān)系到裝配式建筑最終的實體質(zhì)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(zhì)完成。

3、工程案例

3.1 工程概況

浙江省桐鄉(xiāng)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(yè)務(wù)用房3135.70㎡，四五層為公安聯(lián)勤指揮技術(shù)用房3135.70㎡，六層為機房設(shè)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(guī)則，通風(fēng)順暢，主入口設(shè)置在北側(cè)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(nèi)設(shè)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(qū)域以南面房間布置為主，標準層在北側(cè)指揮中心大廳兩側(cè)部位設(shè)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(yè)務(wù)管理服務(wù)氣氛更為融洽和諧。

3.2.2 政法業(yè)務(wù)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(shè)立了政法出入口，便于政法系統(tǒng)工作人員出入工作，與公安互不干擾。二、三層兩層通高，北側(cè)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(cè)作為政法會議室、督查專班、會商室等業(yè)務(wù)用房，中間大空間區(qū)域設(shè)置檔案室等輔助用房，便于管理和資料調(diào)取。

3.2.3 公安業(yè)務(wù)層

該綜合指揮中心共6層，四層、五層層高均為3.8m;底層?xùn)|北端設(shè)立了公安出入口，便于公安系統(tǒng)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(cè)作為公安指揮中心使用（上部挑廊作為安保專班使用），南側(cè)作為公安會議室、技術(shù)偵查、合成作戰(zhàn)中心、會商室等業(yè)務(wù)用房，中間大空間區(qū)域作為活動區(qū)域與茶水間靠近，便于干警休息鍛煉。

五層南側(cè)作為公安輿情監(jiān)測中心、督查中心、法制審核室等業(yè)務(wù)用房，中間大空間區(qū)域設(shè)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(yù)制裝配式混凝土建筑設(shè)計施工一體化

（1）設(shè)計階段：基于 BIM 的預(yù)制裝配式混凝土建筑設(shè)計內(nèi)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(shè)計方法，根據(jù)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(fā)電一體化幕墻，采用標準化組合構(gòu)件，基于 BIM 實現(xiàn)幕墻與主體結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計。節(jié)點設(shè)計：所有節(jié)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(fā)現(xiàn)設(shè)計問題。②電力專業(yè)設(shè)備與管線位置：在建筑結(jié)構(gòu)模型中加入專業(yè)機電管線模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置情況不斷調(diào)整、更新管線排布，及時查漏補缺，減少后期返工。③裝修設(shè)計提供設(shè)施布置圖：該項目基于 BIM 繪制室內(nèi)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(jié)構(gòu)分離，實現(xiàn)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(lián)結(jié)為一體化的產(chǎn)業(yè)鏈，施工階段BIM 工作要點如下。

第一;幕墻節(jié)點深化設(shè)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(gòu)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(xiàn)施工現(xiàn)場情況，合理優(yōu)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(dǎo)出物料文件，并與ERP系統(tǒng)對接，對每個預(yù)制構(gòu)件編碼信息進行追蹤，全面掌握所有生產(chǎn)、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(qū)工程量，做好成本精細管理。

結(jié)語：

綜上所述，為實現(xiàn)我國預(yù)制裝配式體系進一步推廣與發(fā)展，下一步應(yīng)將重點放在如何進一步控制成本、提高效率方面。設(shè)計施工一體化就是解決此問題的關(guān)鍵，可充分利用BIM等信息化技術(shù)，在設(shè)計階段通過全面溝通與分析，合理確定建筑預(yù)制率、預(yù)制構(gòu)件范圍，加強設(shè)計、生產(chǎn)、施工協(xié)同控制，確保每個構(gòu)件尺寸精確、質(zhì)量可靠，后續(xù)施工高效、有效落實，獲得良好的經(jīng)濟、社會效益。

參考文獻：

[1]何幸福.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑外墻防水措施[J].工程技術(shù)，2020（18）：112～113.

[2]姜再君.裝配式建筑預(yù)制混凝土外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)生宿舍裝配式設(shè)計[J].廣東土木與建筑，2019（07）：111～115.f