芻議預制裝配式鋼結構建筑設計

周聰

（紫杉建筑設計股份有限公司，昆明 650051）

1 引言

近年來，隨著我國建筑工程建設數量的增加，建設規模的擴大，人們對于建筑設計的要求也越來越高。如果繼續使用傳統的設計理念和設計方法，建筑行業的發展將無法跟上時代的發展。預制裝配式建筑的施工，需要先在工廠內完成預制裝配式建筑結構構件的加工，然后再運輸到施工現場進行組裝。這樣的施工模式不僅可以降低施工過程對周圍環境的影響，還可以加快施工進度。

2 預制裝配式建筑設計的特點

我國傳統的建筑設計工程的進行，主要以現場施工為主體，由此施工效率低、施工材料損耗多、建筑垃圾多等問題。而預制裝配式建筑的設計，則可以有效避免這一問題，既可以降低現場施工的施工強度、縮短施工周期，又可以減少建筑垃圾的產生，減少施工材料的浪費。表現出了以下4 方面的特點：首先，預制裝配式建筑的設計在傳統設計流程的基礎上，增加了2 個設計任務：（1）預制構件加工圖設計任務；（2）前期技術策劃設計任務。這2 個設計任務的增加，顯著提升了預制裝配式建筑設計流程的全面性與精細性。其次，預制裝配式建筑的設計采用的是模塊化的設計方式。這種方式可以將建筑、部品以及構件進行統一化處理，提升預制裝配式建筑的標準性。再次，預制裝配式建筑的設計需要與各構件廠家進行有效的配合，保證建筑主體結構、預制構件等施工組織的一體化效果。最后，預制裝配式的設計是相應構配件生產的依據，可以在不改變裝配條件的基礎上，豐富預制裝配件的施工方案，進而降低建筑單位的投資成本[1]。

3 預制裝配式鋼結構建筑設計需要遵循的原則

3.1 通用性原則

預制裝配式鋼結構建筑設計，需要遵循通用性原則。首先，所有的預制裝配式鋼結構建筑設計都需要對前期策劃工作予以高度的重視，加強預制裝配式鋼結構構件種類的控制，確保其預制裝配式鋼結構建筑的特點。其次，所有的預制裝配式鋼結構建筑設計都需要加強防火設計和防水設計，保證建筑結構的實用性功能。

3.2 可持續性原則

預制裝配式鋼結構建筑設計，需要遵循可持續性原則。首先，需要對傳統的粗放式發展模式進行改革，加強各種資源的有效利用，順應綠色建筑的發展趨勢。其次，對鋼材進行反復多次的利用，降低企業的能源消耗和成本消耗，提升企業的經濟效益。

4 預制裝配式鋼結構建筑設計的關鍵點

4.1 建筑設計

預置裝配式鋼結構建筑設計，需要保證其經濟性、美觀性、適應性以及綠色性。首先，建筑集成化設計主要包含局部節點設計、細部構造設計、外墻立面設計、建筑平面與空間設計等方面。這是工程師在前期策劃階段需要重點考慮的內容，確保盡可能地減少現場處理的內容。其次，加強現場調研，并根據實際情況制訂出針對性的、符合現代人審美特點的設計方案。同時，加強預制裝配式鋼結構的上下協調，確保后期水電、暖通設備可以有效集成，達到一體化裝修條件。再次，對立面設計和外墻設計，需要運用多樣化的設計理念，既要保證圍護墻體的保溫、隔熱性能，又要提升建筑的美觀性。需要注意的是，需要加強保溫降噪措施的應用，避免建筑內部受到外界噪聲的嚴重影響。最后，在預制裝配置建筑的設計中，還要注意強化金屬構件的實用性功能，在工廠階段就要明確金屬構件的預埋位置，然后再對拼接縫予以高度的重視，避免建筑工程后期出現滲漏問題，影響其使用功能的正常發揮。

4.2 機電設計

在傳統的機房施工中，存在著很多不確定因素，交叉作業和高空焊接作業普遍存在，施工風險因素多，施工安全隱患大，施工質量得不到保證。所以，必須要提前做好相應的機電設計。而裝配式機電工程施工技術的合理利用，就可以有效降低后期機房施工中各種不確定因素的影響。例如，可以通過BIM 技術的應用，提前在工廠完成所有零件的制作，然后直接在施工現場進行組裝。在這種施工模式下，施工現場既不會出現交叉作業，施工效率也會得到明顯的提升。

5 預制裝配式鋼結構建筑設計的其他要求

5.1 防火設計

為了降低或者避免建筑內居住人群的生命安全財產遭受到火災事故的威脅，在預制裝配式鋼結構設計時，需要對防火設計予以高度的重視，盡可能地將建筑施工與建筑運行期間可能存在的安全隱患進行徹底的消除。首先，根據相關防火規范進行防火設計，先明確預制裝配式鋼結構建筑的基本特點，了解其具體的防火要求，然后再針對性地展開設計工作。如果預制裝配式鋼結構建筑附近存在危險性較高的建筑，例如，特大型庫房、大型公共建筑等，那么還需要對防護設計予以最高程度的重視。其次，在建筑泄爆墻中加強石膏板的應用，借助其超強的防火能力來提升建筑結構的安全性。最后，在預制裝配式建筑結構的外墻設計中，可以使用DWSteel 復合墻板。這是一種全新的復合墻板，不僅具有良好的保溫性能與隔熱性能，且因為輕質高強的特點，施工人員安裝起來也沒有任何難度。另外，這種復合墻板的外裝飾效果也非常好，無須進行二次外立面裝飾。其內墻板的裝飾兼容性也非常高，安裝完成之后就可以直接進行裝飾涂層的施工。而將內外墻板組合在一起就可以形成獨立安裝單元，直接進行整體吊裝。

5.2 接地防雷設計

不同地區的預制裝配式鋼結構建筑在接地防雷性能方面有著不同的要求，其使用到的接地防雷設備類型也有著明顯的差異，所以，針對預制裝配式鋼結構建筑的接地防雷設計必須要保證其科學合理性。如果不對預制裝配式鋼結構建筑進行有效的接地防雷設計，那么建筑的安全性將會得不到有利的保障。對此，設計人員需要結合當地的具體氣候環境條件，對建筑施工過程中所需的接地防雷設備類型以及接地防雷系統結構形式進行科學的選擇，盡可能地降低雷電對建筑物的影響。

5.3 屋面防水設計

加強屋面防水設計，可以避免屋面受到雨水等的影響，減少建筑滲漏問題的出現，為人們獲得良好的居住體驗提供保證。首先，結合相應的屋面防水規范設計要求進行屋面防水設計，強化建筑結構的防水性能。其次，在選擇裝配式屋面系統時，需要選擇可靠性高、排水坡度適宜的鋼結構。再次，加強懸浮技術和直立鎖縫技術的應用，加強屋面系統的溫度應力控制。最后，在屋面系統的板與板之間，加強不干膠的應用，并注意封口措施的落實，保證屋面的密封效果。

6 結語

綜上所述，預制裝配式鋼結構建筑是未來的主流建筑結構形式，有著廣闊的發展前景。對此，設計人員需要在堅持通用性與可持續性原則的基礎上，展開建筑結構設計以及機電設計。與此同時，還要對防火設計、接地防雷設計以及屋面防水設計質量進行嚴格的控制。