預制裝配式建筑精細化設計研究

許靜

摘 ? ?要：在建筑工程規模快速擴大的背景下，預制裝配式建筑的應用優勢也在凸顯出來，同時如何完善預制裝配式建筑精細化管理體系，也成為建筑企業需要重點關注的內容之一。本文針對預制裝配式建筑基本分類和應用優勢展開分析，結合具體的工程實例，通過研究鋼結構設計要點、單元幕墻設計要點、內隔墻設計要點等內容，其目的在于提升預制裝配式建筑精細化管理水平，提高后續施工活動開展的有序性。

關鍵詞：預制裝配式建筑;單元幕墻;內隔墻;鋼結構

1 ?前言

預制裝配式建筑是指建筑構件在工廠完成加工制造，并運輸到現場按照設計連接方式拼裝組成的建筑產品。受到施工技術、施工人員操作水平等因素影響，傳統的預制裝配式建筑最終的成型效果較差，美觀性較低。而精細化思想的引入，不僅可以在生產環節對預制件參數進行控制，提高生產質量，而且能夠優化預制件安裝過程，提高預制裝配式建筑最終的成型效果。

2 ?預制裝配式建筑相關內容概述

2.1 ?基本分類

從目前的建筑工程應用情況來看，預制裝配式建筑可以分為以下幾種類型：（1）砌塊建筑，具體包括實心砌塊建筑、空心砌塊建筑等，建筑高度一般在3～5層，生產工藝和施工技術簡單，造價低廉，但工業化程度較低;（2）大板建筑，具體包括外墻板、樓板、屋面板等，其建筑空間利用率和防震性能較好，但對造型和布局設計有較高限制;（3）模塊建筑，包括整體模塊式、板材模塊式、核心體模塊式、骨架模塊式等，工程化程度較高，可以通過不同組合方式使建筑呈現豐富的立面形式;（4）框架輕板建筑，建筑結構設計較為合理，有利于減輕建筑自重，內部分割較為靈活，在高層建筑中應用較多，其設計關鍵是構件節點連接方式;（5）升板/升層建筑，屬于板柱結構體系，在施工方法上有所不同，可以減少高空作業，加快施工速度。

2.2 ?應用優勢

（1）設計內容多樣化。在建筑施工技術不斷成熟的背景下，如何在確保建筑工程質量基礎上，豐富建筑功能、滿足業主對于建筑內容的要求，也成為企業重點關注的問題。預制裝配式建筑在應用過程中，可以將某一成品拆分成若干構件，借助“拼圖”式作業方法，將成品呈現出來，這也為設計內容多樣化奠定了堅實的基礎。建筑企業在設計過程中，可以根據業主的實際需求，將建筑外形或個性化構件，拆分成較小的單元零件，使其能夠以“拼接”的方式來完成組裝，需要注意的是，在此過程中，需要對結構零件尺寸精準度進行控制，從而提高裝配式建筑最終的呈現效果。

（2）制造過程工廠化。預制裝配式建筑構件在生產時，都是委托對應的加工工廠來完成零件加工，在自動化技術體系成熟的背景下，這一過程也開始趨向于流水線作業，這也加快了工程生產速度，提高了生產管理的便捷性。目前我國裝配工廠數量正處于穩步上升的階段，并且經過多年的生產經驗積累，目前已經形成了比較完善的生產作業體系，整個生產過程也步入到了工廠化階段。而且在制造過程中，很多工程還會搭配精細化管理模式進行管理，從預制建筑零件原材料篩選，再到生產過程各環節質量管理、成品質量驗收，整個過程都進行了有序管理，這也進一步提高了生產過程的有序性。

（3）時間成本投入較少。傳統建筑工程在施工過程中，存在許多耗時較長的環節，如腳手架搭設、混凝土拌和、混凝土澆筑等，以混凝土澆筑為例，完成該工作之后，需要進入至少14天的養護周期，在此期間，該區域附近無法進行施工活動，這也在很大程度上增加了時間成本支出。而預制裝配式建筑可以在同一時間內，分別完成裝配式構件生產和安裝平臺搭建，而且在預制環節，也可以根據作業需求，搭建多個作業平臺進行預制件制作。這也降低了工程施工過程中的時間成本支出，并且在作業現場只需要預留出待拼裝結構的位置，在預制件運輸到作業現場后，可以直接進行安裝施工，這對于縮短建筑工程施工工期有著積極地作用。

3 ?預制裝配式建筑精細化設計要點分析

3.1 ?工程實例

梅山江商務樓項目位于浙江省紹興市鏡湖新區，工程共由五棟2～6層的塔樓構成，在結構形式方面，塔樓的主體結構為鋼結構，整個建筑均已鋼框架結構為主。為了加快工程施工進度，提高工程最終的施工質量，創造經濟效益。在具體的應用過程中，整個建筑體系主要以預制構件為主，而樓層屋面和屋頂選擇現澆混凝土進行構件，同時在應用中還使用到鋼筋桁架模板作為支撐體系，確保澆筑過程的順利推進。

3.2 ?鋼結構設計要點

上文已經提到，鋼結構是該工程的主要建筑體系，鋼結構集成建筑體系具有堅固抗震防風、節能環保、居住舒適、基礎建筑成本較低，施工周期短、便于裝修等一系列優勢及特點對其進行設計時，采用了全預制裝配式技術，即建筑體系中使用到的鋼柱、鋼梁預制為100%，這也對該環節的精細化管理提出了更高的要求。在具體的管理過程中，主要體現在以下幾方面：（1）明確鋼結構的具體尺寸，該工程的施工高度相對較低，對此使用到的鋼結構橫截面一個控制在合理范圍內（本文使用的鋼結構以Q345B鋼為主，截面積H400×200×8×12到H800×300×16×25不等），確保其滿足承重要求的基礎上，減少鋼結構材料的使用量。該工程在施工中應用到的主承重結構有鋼梁、鋼柱等，為了方便后續拼接工作的進行，長度結合實際情況進行選擇。另外，在鋼結構拼接使用前，還需要對材料表面的銹跡進行清理，并且也需要做好材料防腐工作，延長結構的使用壽命。

（2）確定不同鋼結構的連接方式，結合該工程的施工特點，在具體應用中，鋼柱與鋼柱、鋼柱與鋼梁之間的連接采用了全螺栓連接方式，在很大程度上提高了該環節的安裝速度;在主梁結構的安裝過程中，使用到了全螺栓懸臂梁固定方式，提升了構件安裝的精準度，減少構件移位的情況;對于鋼結構樓板，在作業現場也選擇螺栓固定的方式進行施工，全程沒有應用到焊接，以此來起到加快施工進度，提高施工精準度的作用。完成鋼結構連接施工后，還需要對施工質量做好驗收工作，并且對于驗收情況進行記錄，利用數據庫技術對其進行整理，這也是后期進行智能化管理體系建立的重要的數據參考。

3.3 ?單元幕墻設計要點

在該工程施工設計中，單元幕墻也使用到預制裝配式作業方法，即建筑工程的墻面板和支撐體系都是在工廠內提前完成預制，隨后將其直接固定在主體結構上，因為很多構件（如玻璃、密封膠、鋁板等）都是在工廠內直接完成，這也簡化了后續的安裝流程，降低了作業環境的危險性。在對該環節進行精細化設計管理時，需要注意以下幾方面應用內容：第一，做好生產過程的監督管理工作，因為單元幕墻構件都是在工廠內完成，因此在生產過程中，需要委托駐廠監理，對于整個生產過程進行監督，包括原材料篩選、尺寸誤差、成品檢查等內容，出具相應的質量驗收報告，滿足要求后才允許其進入到施工現場。并且在成品進入現場中后，還需要做好質量驗收和質量抽檢工作，從而確保每個環節施工材料應用的合規性，提高整個建筑工程的施工質量。

第二，做好幕墻性能的管理工作，該工程所使用到的單元幕墻主要由鋼骨架、保溫棉和鋁單板三部分組成，在滿足結構施工質量基礎上，提升建筑保溫性能和外觀美觀性。在單元模板連接的過程中，主要選擇的連接方式為插接方式，提升結構的整體性。在幕墻和層間樓板連接的過程中，需要在縫隙中填充阻燃材料，如巖棉、礦棉等，使其可以形成獨立的隔離帶，提高結構間的防火性能。另外，還需要結合實際情況展開排水設計，在排水管道參數的選擇過程中，需要做好區域基礎資料的采集工作，如氣候條件、年平均降水量、降水持續時間等，根據基礎資料的整理情況，對于幕墻結構的部分部位進行優化處理，以此來提高幕墻本身的氣密性。

3.4 ?內隔墻設計要點

除了鋼結構和單元幕墻采用了預制裝配式作業方法外，在內隔墻的設計中也使用到了該作業方式。結合工程所在區域的基本特點，內隔墻選用了輕質復合內隔墻，這也可以大幅度降低砌筑作業率。在對其展開精細化管理操作時，需要注意以下幾點：（1）合理選擇輕質復合內隔墻材料，結合該工程的基本特點，在具體的選擇過程中，所選擇的面板材料為中密度增強纖維水泥平板，該材料在設計應用中具備較強的防水性能，從而起到延緩鋼結構腐蝕速度的作用。為了提高材料的應用效果，還需要對材料采購質量、材料應用流程做好監督管理，以此來提高設計內容的可操作性。

（2）做好隔音與吸音設計，這也是目前很多建筑工程設計過程中的基本要求，在具體設計中，主要選擇了凹凸槽連接的方式來營造良好的隔音和吸音環境，同時墻板厚度設計為90mm，經過試驗檢測得知，該厚度的隔音量達到了40dB，滿足了現代住宅規范的基本要求。另外，在作業方式上，本工程優先選擇干作業裝配式施工，對于整個流程進行提前梳理，明確精細化管理的重點，從而起到加快工程施工速度的作用。

4 ?預制裝配式建筑精細化設計的注意事項

為了提高預制裝配式建筑精細化設計水平，提升管理模式的適用性，在具體的應用管理中，應注意以下幾點內容：第一，做好人員素養培訓，提高人員綜合實力，在實際應用中，可以做好設計隊伍人員的篩選工作，根據綜合測試的評價情況，篩選滿足要求的成員組成設計隊伍，從基礎上提高監測隊伍的綜合應用水平。并且在日常工作中，也需要做好人員培訓工作，培訓內容包括設計標準、安全責任意識、儀器使用規范等。做好培訓后的測試工作，并且將測試結果和績效考核制度關聯在一起，以此來提高參訓人員的重視程度，提升實際的培訓效果。第二，充分引進先進技術參與到管理活動當中，現階段，自動化技術、智能技術已經在許多領域中得到了推廣，因此在展開精細化設計時，也可以將此類先進技術融入到其中，組建可靠的綜合管理體系，對于一些基礎性內容進行明確，如預制裝配式建筑材料參數、質量管理要點、具體分類階段等，同時對于以往制度中一些模糊界限內容進行明確，這也為綜合管理工作的順利進行點定了堅實的基礎。第三，完善相關的管理制度，進行精細化管理的前提條件便是擁有完善的制度管理體系，對于預制裝配式建筑工程而言，經常使用到的管制度包括施工安全管理制度、施工質量管理制度、施工責任管理制度等，借助大數據技術對于現行制度中的具體內容進行客觀分析，補充遺漏或者滯后的制度內容，從而提高制度內容的系統性。而且在制度落實的過程中，也可以利用信息技術采集反饋意見，定期進行此類意見的匯總整理，并以此為基礎調整制度內容，提升制度內容的實用性。

5 ?結束語

綜上所述，在預制裝配式建筑普及度越來越高的背景下，如何采取措施來提升建筑施工質量也成為建筑企業關注的問題。精細化設計管理的應用，一方面，可以對工程各環節內容進行準確把握，在滿足施工質量要求的基礎上，提高建筑功能性和美觀性。另一方面，可以對建筑風格內容進行優化，滿足不同人群的使用需求，提高建筑工程的社會效益。

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