裝配式建筑標準化設計方法工程應用研究

郭菲菲 徐子茗 青島市建筑設計研究院集團股份有限公司

裝配式建筑結構的研發與應用，在一定程度上，促進我國建筑行業的發展。其所呈現出的操控簡便、制備工藝簡化的特性，加快了整體建筑效率，有效規避因外界環境因素所造成的施工延期問題。但裝配式建筑結構在實際應用過程中也存在一定的問題，主要是不同建筑構件裝配契合過程中存在縫隙問題，將導致建筑結構產生滲水、漏水的問題，降低內部結構的穩定性，縮減建筑項目的使用周期。對于此，必須針對裝配式建筑結構進行防水設計來提升內部結構的防滲性與整體性，提高工程建設質量。

一、新時期裝配式建筑標準化設計重要性概述

基于裝配式建筑標準化設計層面來看，其主要是基于各類部品部件預制。對各類建筑工程施工建設現狀集中整合，將其作為不同載體實施部品裝配，這樣能全面提升建筑工程項目工業化以及信息化發展要求。全面實現建筑工程節能減排目標，提升項目綜合設計成效，對項目建設成本有效控制，有利于縮短項目建設工期。裝配式建筑標準化設計中，是建筑項目趨向于工業化建設的重要內容。相關設計人員注重發揮空間協調、模數控制等方式來促進裝配式建筑施工建設。在標準化設計基礎上，對冗余施工環節集中優化。在標準化設計中能全面提升各類部件綜合生產效率，對項目施工壓力有效優化。通過對裝配式建筑實施標準化設計，能全面整合項目建設中建筑、裝修、機構、機電設備等組成要素，通過一體化表現形式全面構建設計、裝配、加工系統，能保障裝配式建筑標準化設計方法以及項目設計、建設安全性全面提升。

二、裝配式建筑標準化設計方法工程應用研究

（一）行政管理部門管理對策

（1）完善法律法規體系建設。加快完善相關法律法規建設，為裝配式建筑發展提供引導和支撐，國家和地方標準形成合力。同時，充分考慮部品部件的供應資源、技術條件的成熟度和地區經濟發展差異，以滿足建筑功能和需求為基礎，堅持統籌發展和安全基礎，靈活運用裝配率指標的權重和內容，循序漸進地推動裝配式目標和指標體系建立，保障裝配式建筑健康有序發展。（2）改革創新監管機制。現行設計、生產、施工各環節相互割裂的管理模式無法適應裝配式建筑的要求。行政管理部門人員應加強裝配式建筑學習。重點強化公共安全和重要使用功能的風險管理，必要時可采用政府購買方式，委托有能力的單位進行質量監督。監督節點應注重時效，減少后置檢查對項目生產、施工變更的影響。從管理模式、檢測檢驗、后評價體系等方面完善監管機制。（3）強化示范引導作用。鼓勵和支持成熟的技術體系和管理經驗運用，做好行業示范引導工作。做好多方位、多層次的培訓工作，提升整個行業的技術水平。

（二）連接設計

裝配式建筑的連接方式十分復雜，如在框架結構中就包括了剛性連接、非剛性連接。而且，在裝配式框架結構中的水平方向、垂直方向之間的位置，通常需要采用套筒灌漿連接。因此，在實際的連接設計環節，一方面，要注重接頭質量的控制。另一方面，則需要對鋼筋接頭的混凝土灌注厚度進行有效控制。例如，在預制剪力墻方面，該厚度應該控制在不小于15mm的范圍。套筒間的凈距離尺寸，應該以不小于25mm為宜。鋼筋接頭位置的保護層厚度應該控制在不小于20mm的范圍。再如，在預制梁端面位置，要求設計相應的鍵槽（以粗糙面為準），此時，應該注重對其規格、數量的精準控制。對于后澆混凝土、預制剪力墻結合部位的，應該注意對不同面的區分。嚴格按照側面設置鍵槽、底面與頂面設置粗糙面的方案進行細致設計。按照常規的施工經驗值與設計值情況看，需要將結合面中的粗糙面面積，控制在總面積的80%以上。另外，由于粗糙面中要按照凹凸形狀進行設置。因而，在預制板、預制梁端、預制墻端，應該結合實際施工需求，將三者粗糙面中的凹凸深度設計值分別控制在不小于 4mm、6mm。

（三）設計與施工一體化

在傳統的建筑項目中，項目的設計與施工兩個環節之前欠缺有效的信息交流與共享，這導致整個項目的實施存在很多問題。近年來，建筑項目正在朝著規模化以及施工復雜化的方向在發展，設計與施工兩個環節之間有著越來越密切的聯系，若一味地采用傳統理念將建筑項目的設計與施工分離開來，勢必會引起嚴重的信息分離狀況，難以避免會出現錯誤信息。此外，先設計后施工的建造方式導致建筑設計人員與施工人員不能及時與有效交流各自的觀點，設計方案很難在施工階段得到有效落實，雙方之間信息的脫節造成產品類型復雜多變、建造周期長等諸多情況的出現。精益建造的整合思想最初應用于制造業中，在經過學者大量的研究以及實踐的證實之后才逐漸在建筑業得到相應的應用。以精益建造為指導的裝配式建筑項目在對設計與施工環節進行整合之后，可以明顯提升信息溝通上的便捷性以及信息傳遞上的靈活性與準確性，對設計與施工兩個環節信息偏離的問題進行有效解決，各個相關方從項目設計之初便參與到具體的工作之中，不僅有利于各方之間相互信任感的增強，對于團隊合作同樣有積極意義。另外，設計方與施工方之間信息的自由交換，還有利于資源最優配置目標的實現。

（四）混凝土結構的優化設計

在進行混凝土結構設計過程中，其設計效果直接影響到建筑物的施工質量以及后期使用安全性，也就需要設計人員能夠做好對混凝土結構的優化設計工作。在實踐設計過程中首先需要進行施工材料的合理選擇，做好所有材料質量的檢驗和控制工作。此外要加強對澆筑攪拌時間的控制，避免水泥水化反應不充分所導致的混凝土性能發揮不足問題出現，從而保障混凝土構件的使用性能。為了促進混凝土結構墻體進一步提升，在混凝土結構設計過程中，需要通過鋼筋在混凝土中的界面提升減少混凝土施工中對于構件所造成的磨損度。除了做好混凝土材料質量的管理之外，還要做好各種混合材料配制比以及配制時間的合理設計。要求所有配置的混合材料均能夠滿足建筑工程的實際施工需求。在施工結束之后要做好混凝土構件的保養與維護工作，安排專人負責，對于混凝土結構表面的溫度以及裂縫等問題做好日常巡查工作，還要通過針對性的養護策略來保障混凝土澆筑施工效果，促進預制裝配式建筑工程的整體施工效果得到進一步提升。

（五）部品設計與方案設計

在裝配式建筑標準化設計環節中，在部品設計以及整體方案設計中要明晰各項設計功能。設計人員要對各類部品功能性實施有效分析，能有效判定多項參數，保障部品中多項參數規范化控制，最大程度滿足戶型基本設計要求。當前對部品規范化布置，在部品設計中關系到諸多單元。比如在建筑主體廚房空間中，設計單元中涉及儲物柜、烹飪單元、洗碗池等，此類要素均要實施全面分析，對各類生活中常用物品實施規范化擺放。在方案設計優化中，要注重對建筑特征深入剖析，判定建筑功能。目前要注重對項目建設周期進行分析，全面提升施工質量，選取最合理的施工材料。還要注重對選取各類物品參數合理判定，注重對預埋構件合理設定。在裝配式建筑標準化方案設計中，要注重突出隔音以及防火作用，對各類構件實施有效規劃，對構件整體數量進行控制。目前裝配式建筑標準化設計方法在諸多項目施工建設中運用，主要涉及四類戶型。在各類戶型設計中，要注重選取標準化設計方式，能對各類型戶型排列方式合理控制，優化戶型基本種類。相關設計部門要注重擬定總平面規劃計劃，能保障空間內多重組合形態有效設計，確保裝配式標準化設計能高效化落實，全面提升設計適應力。在門窗以及預制外墻板設計環節中，要注重遵循組合調整模式，對組合調整靈活性合理控制，保障設計環節中工業化建筑特征能集中顯現。在標準化設計模式運用中，要注重全面遵循組合理念，確保各類構件可復制性，這樣能全面提升裝配式建筑設計成效。

（六）裝配式建筑的防水密封設計

裝配式建筑的防水設計不僅關系到建筑的整體質量，在后期投入使用后對其使用壽命及使用效果都有非常重要的影響。裝配式建筑本質上是根據規定的流程與標準將預制建筑結構構件合理拼接組裝在一起的一種建筑類型。但在拼接組裝的過程中無法保證節點的嚴密性，因此，各預制構件之間的連接點可能會出現漏水現象，由于后期修復漏水問題的難度較大，設計人員需在進行結構設計時考慮到建筑防水問題，以盡量減少建筑漏水現象的發生。現階段，我國在建筑行業中使用最多的是防水密封技術，該技術的應用原理比較簡單，其主要是對構件連接處進行密封處理，將構件接縫填補上，以達到防水的目的。另外，影響建筑漏水的因素還有建筑的抗震性和建筑外墻的穩定性，設計人員在進行結構設計時，在保證成本的前提下，應選擇抗震性與穩定性較好的施工原材料，以此來加強建筑整體性能，從而保障建筑良好的防水效果。此外，設計人員對建筑外側防水層的設計也要加以重視，并設計合理的排水管道和路徑，這樣在后期使用過程中可有效引導水流排出，保障室內墻壁、地面等方面不受影響。

（七）技術設計與構件設計

在裝配式建筑中強化技術設計至關重要，相關設計部門要提高重視度。在技術設計之前要注重對項目建設外部環境、成本預算以及整體設計目標進行分析，保障建筑預制構件能一次成型，確保構件運用中能滿足科學化設計要求。相關設計部門要注重與施工單位要擬定規范化的技術設計要求，保障設計方案在實踐中可執行性全面提升，為裝配式建筑補充更多參考方案。在全面提升建筑項目功能基礎上，要對建筑設計平面以及立體層面實施全面設計優化。在立面構件設計中，要注重擬定多樣化的構件設計組合方式，突出實用性與多樣化要求。

（八）構造節點的設計要點

構造節點的設計也是預制裝配式建筑的設計要點，在該設計過程中，對于外墻板接縫以及門窗洞口等一些防水性能薄弱的位置，要根據符合建筑物物理性能和力學性能等要求，進行構造節點和材料的合理選擇。在對各類接縫的施工設計過程中，要根據建筑工程實際情況與氣候條件，實現節點的合理設計。對外墻板垂直縫進行設計過程中，要實現材料防水與構造防水兩者的有機結合，對于承重構件的鋼筋混凝土，通過預留鋼筋焊接縫的方式進行工程施工，隨后利用防滲混凝土進行接縫的現澆處理。針對部分非承重墻垂直縫，可以通過槽口縫以及平口縫等形式進行設計。針對外墻板的水平縫，可以通過高低縫或者企口縫的方式進行設計，確保外墻板水平縫的防水性能。

（九）立面多樣化設計

當前，我國建筑業的發展需要對傳統的單一性設計模式進行全面優化，形成多元化的設計模式。建筑工程項目在建設過程中，不僅要充分滿足構件的屬性，還要符合大眾的審美要求。因此，在城市建設過程中，需要考慮公共空間的實際特點，建筑工程項目能很好地滿足設計師與城市居民雙方的情感價值。在對多樣化的裝配式建筑進行設計時，主要是建筑體系能很好地符合較強的多樣化設計需求，同時，又能使建筑的建造方式具有較強的適應性，使產品能充分滿足個性化需求。各配件之間既要體現共性，又要體現個性，從而使建筑呈現較強的設計豐富性，同時，又體現相應的藝術特色。

三、結語

裝配式建筑的特點是可提前大批量生產結構構件，實際施工時再由工廠運送至施工場地進行組裝。裝配式建筑的應用有效減少了對環境的污染，人力的需求量，并縮短了工期，使得施工人員有更多的時間和精力進行精細化組裝施工，在一定程度上保障了工程的整體施工質量。裝配式建筑結構設計中有較多的關鍵點需要注意，設計人員要在綜合考量各個方面后再進行合理的結構設計，以保證結構的穩定性。