裝配式建筑標準化設計方法工程應用研究

齊 政，于重陽

（同圓設計集團有限公司，山東 濟南 250001）

標準化與裝配化是我國建筑逐步工業化的重要體現，其通過信息化管理平臺構建一體化裝修方式，是現代社會主要建造方式之一。隨著社會的發展，我國愈發注重環保、高效、開放且綠色的可持續發展理念，而發展裝配式建筑標準化設計方法是其不二選擇。

1 裝配式建筑設計特征及現狀

1.1 裝配式建筑設計的特征

隨著時代的發展，人們對生活質量的要求也在不斷提升，傳統住房生產模式已經無法滿足現代人的實際需求，因此，建筑項目看準其發展前景逐步改變建設模式，以符合現代人審美的方式開展工程項目，而裝配式建筑抓住機遇，成為當前最受歡迎的建筑形式。但裝配式建筑在實際實施的過程中受到多種不穩定因素的制約，使其功能及優勢的展現受到影響。例如，建筑設計時相關工作人員的技術、安全管理水平、材料優劣等都會對裝配式建筑造成一定的影響。由此可知，裝配式建筑的設計內容是較為繁雜的，因此在設計環節，各個部門應當協調合作，通過統籌聯合的方式，提高工作效率。裝配式建筑與傳統結構建筑的相比，其特點在于：（1）精細化流程。裝配式建筑與傳統現澆結構建筑的設計相比，新增添了前期技術策劃服務及預制構件加工設計兩項服務。（2）模數化的設計。預制裝配建筑中相關部件、構件、連接點、吊鉤位置的統一由建筑模數控制實現。通過模式化形式對模塊化組合進行協調與發展，進而提升裝配式建筑的設計標準，使其完全符合建筑設計標準化要求。（3）成本精確化。在預制構件生產、加工的各項環節中預制裝配式建筑設計的結果是其過程的重要內容，因此，預制裝配式構件與傳統建筑構件的不同，使其拆分方案也不同，所以使得兩者在成本投入上有較大差距，即使裝配率條件相差無幾，也無法進行生產。因此，只有設計符合實際施工標準的預制構件方案，才能降低成本、資源浪費，使其更加精確地控制投入成本。（4）技術的智能化。隨著社會的不斷發展，信息技術應用于各個領域，裝配式建筑設計通過對BIM 技術的有效應用，使其設計的完整度及精密度得以提升。BIM 支撐裝配式建筑工程的主要方式是通過信息技術將項目內容以數字、物理功能進行信息轉化，為其工作的開展、管理、策劃提供依據。（5）配合一體化。裝配式建筑在其施工過程的組織及裝修部品、材料及預制構件一體化配合的前提是與生產廠家及裝也部門提前溝通，通過成果的對比，選出最優方案，提高配合一體化的質量與呈現效果。

1.2 裝配式建筑設計的現狀

業主的要求是設計公司設計相關建筑圖紙的基礎，而裝配式建筑通常由設計公司與其進行對接，以圖紙、加工圖、選配圖為主，對建筑、預制、部品進行選擇與設計。在構件及部門設計、預制前期，應當以“少規格、多組合”的原則開展工作，但過少的種類使工廠在生產時無法開模，即使能夠開模，但在吊裝、模塊階段如何連接也將成為一個難題。過少的部品與構件使其在連接中無法使連接點的安全性及防水性得到保障。因此，裝配式設計在工程開展前期首要解決的問題即在構件預制、生產、安全等階段。相關設計部門以建設順序完成建筑整體、結構構造、機電連接、給排水等環節的專業施工設計圖是我國當前裝配式建筑施工的基本內容，然而施工單位以專業圖紙為依據，與具備相關資質的工廠或機構進行討論，通過二次深化的方式準備預制。擬采用針對性裝配式施工構件在其預制、生產的環節中對無法產出或荷載過輕的組合提前出置大樣圖設計，其可以簡單理解為將原有構件結構拆分成所需裝配圖的過程，這種屬于“硬拆”裝配式，即原有標準設計建筑不符合相關內容。究其根源，主要是設計行業對相關法規政策認識的不嚴謹與缺乏，使得傳統建筑設計行業已經無法跟上時代的腳步，無法設計出符合業主心意的裝配式建筑。

2 裝配式建筑設計原則及方法

2.1 設計原則

裝配式建筑設計標準化程度基本體現在建筑單元、構件預制及重復使用等內容中，通過相關指標及要求的明確制定，要求在相同項目中將簡單構件控制在1 個規格內。若使用復雜性較高或多規格的構件則應當控制在同一類型的2～4 個規格內。工業化建造方式是實現裝配式建筑的主要方式，其能夠最大程度促進我國建筑產業鏈的形成與穩定發展，在項目工程各個環節中實現標準化設計，通過對產品規范及標準的要求，使建筑設計中出現的問題得以解決。因此，以標準化設計方法開展裝配式建筑設計，應當以“規格少、組合多”的原則進行。

2.2 標準化設計方法

模塊規范化設計及技術標準作為標準化設計模式的基礎，其余產品體系標準化的建立是裝配式建筑標準化設計方法的全部內容。標準化設計方法的內涵是通過能夠適應現代裝配式建筑工業化生產、研發及建造相關模數的設立，將模數協調原則進行充分體現。在建筑中運用裝配式施工手段，以統一、規范的尺寸協調平面設計及進深尺寸，進而使相關組合的尺寸、規格、標準得到優化。戶型作為居住建筑設計的基礎單位，在裝配式建筑中多采用模塊化組合方式。居住建筑的功能、結構、相關構件及部件的協調性需要以模數網格設計的方式開展，在開始之初，通過尺寸及誤差的考慮與對比，保證設計工作的順利開展。重復使用性強的特點與標準化方法基本原則的有機組合，是裝配式建筑必須應用標準化設計的關鍵。

3 裝配式建筑標準化設計方法工程應用方式

3.1 技術設計

技術設計在裝配式建筑中有著十分重要的作用，相關部門需要對其予以重視。技術設計開始之前需要對建筑工程的外部條件、周邊環境、成本預算、設計目標進行深入且細致的掌握，其主要目的是保證建筑預制構件一次成型，使之在使用中符合相關設計的標準化。設計單位應主動與施工單位就技術設計的規范化要求進行溝通，使設計方案經過雙方研究且意見相同的情況下最大程度提高其可執行性，從而為之后的裝配式建筑提供有效的參考方案。

3.2 構件設計

在保障裝配式建筑項目功能得以發揮的前提下，對其建筑設計中的平面與立體進行完善與優化設計，使裝配式建筑技術設計在此環節中將構件設計的原則貫徹落實，即“規格少、組合多”，以使裝配式建筑充分實現規范且系統的高要求。并且，在立面構建設計初期，設計人員應當著重分析不同結構的構件設計與組合方式，并依據裝配式建筑的實際特點及特性進行設計，使不同的立面設計既具有創新性又符合實用性原則。

3.3 初期設計

協調設計的順利執行應當建立在專業技術及能力的前提下。裝配式建筑依據建筑標準及要求在對現澆底部層數進行考察與分析時，應針對專業管線之間的異同及預埋設備的位置進行綜合性考量，為預制構件的構建提供合理方案。同時，高度重視相關建筑項目的內在價值及投入使用后的穩定性，根據建設施工過程，以明確的時間、質量、成本費用及預期效果為綜合分析標準，使其在技術方法的制定上較為合理且準確。

3.4 方案設計

在方案設計時，設計人員應以初步設計技術手段、建筑內部裝飾及預制構件建筑等設計參數為主要參考數據，針對專業不同而采用的預埋、預留、預制構件為考量標準運用在裝配式建筑施工方案設計中。值得注意的是，重視裝配式建筑中隔音、消防等設計環節，能夠為后續建筑的開展奠定良好基礎。

3.5 加工設計

生產廠家在加工構件前應當充分與相關設計人員進行溝通，只有對其設計及用途有較為深入的了解，才能保證生產出來的構件的實用性。設計人員應及時向生產廠家提供預制構件的規格、種類，以防在生產中出現誤差；在構件加工的過程中，應當提前考察建筑工地場地關于固定方式、安裝孔及吊鉤位置的設計，保證生產的預制構件能夠符合標準。

3.6 預構件設計

標準化、規范化、模式化是裝配式建筑預制配件在其設計、生產過程中應當秉持的原則，只有使構件的標準化得到保證，才能減少同類型使用構件的數量，使項目成本造價得以降低。將現澆施工方法運用在裝配式建筑中的開洞、降板等環節，綜合考量預制構件生產、安裝、吊鉤、加工、運輸等環節。預制構件的設計應當以防火、隔音的作用為大前提，使其功能性得到提升。在預制構件設計的過程中應當重視其穩定性、規范性與安全性，根據構件的實際情況對其他項目進行調整，如大尺寸構件的應用要增加預埋吊點的數量，明確構件脫模使用數量。在裝配式建筑中應當遵循業主對隔熱保溫的不同需求，通過外墻板的合理設計，使空調吊孔的要求得到滿足。非承重墻設計在裝配式建筑中，應當以隔音性為主，良好的隔音效果能夠為后續安裝其他項目時提供方便。裝配式建筑在應用標準化方法時應當根據不同項目的不同功能，對室內布局進行劃分，使建筑結構、承重墻板及非承重墻板的穩定性及牢固性得到展現。

4 結束語

裝配式建筑發展的重要前提是實施標準化設計，標準化生產與裝配的核心是標準化設計。裝配式建筑標準化的設計不僅能夠節約成本，還能夠提高效率與質量，通過對舒適、合理的居住結構的設計，促進建筑工業化的進步，保證整條產業鏈的穩定發展。