淺析裝配式建筑的組成及前期設計思路

梁媛 石家莊職業技術學院 建筑工程系

裝配式建筑是指構成建筑物的主要部分采用預制部品、部件集成的建筑。包括裝配式木結構建筑、裝配式鋼筋混凝土建筑和裝配式鋼結構建筑。裝配式混凝土建筑的結構系統由混凝土部件構成，簡稱PC 建筑。

《石家莊市人民政府關于大力發展裝配式建筑的實施意見》中明確指出：從2020年起，石家莊各區縣新建建筑面積20%-40%以上采用裝配式建造。并且在財政獎補、容積率、提前預售等諸多方面給予政策上的支持。

截止目前石家莊已建設5 個國家級裝配式基地、2 個省級裝配式基地，還建設完成了12 條預制混凝土構件生產線，設計產能已達到63 萬立方米/年，目前石家莊市建成和在建裝配式混凝土建筑面積已達727.4萬平方米。僅2020 年12 月，石家莊住建局就公示了約18 萬平方米的10 個居住建筑項目，均已通過了裝配式建筑設計階段專家評審。

在裝配式建筑的結構選擇方面，石家莊公共建筑一般優先選擇預制裝配式鋼結構建筑，如辦公樓或居住小區的售樓處等，而居住建筑則主要選擇預制裝配式混凝土建筑，由于推廣時間短，設計以及施工經驗不足，預制產品尚有待開發完善。另外許多裝配式居住建筑主體仍然選擇采用現澆混凝土施工，而建筑隔墻、樓梯、樓板等部分構件則采用預制構件來完成，這樣的建筑仍然處于預制裝配式發展的初級階段，在設計、施工以及產品生產方面還存在著許多亟須突破的難題。

一、預制裝配式居住建筑的系統組成

預制裝配居住建筑按照系統工程理論，可分為結構系統、外圍護系統、設備管線系統和內裝修系統。預制裝配住宅建筑的結構系統包括預制剪力墻，預制疊合樓板、預制柱、預制樓梯等主體結構，蒸壓輕質加氣混凝土條板、輕質混凝土條板內隔墻和鋼筋陶粒混凝土輕質條板等預制內墻板以及各構件的連接節點；外圍護系統包括屋面、預制外墻、門窗和幕墻系統等；設備管線系統包含干式地暖系統、給排水系統和集成吊頂系統等，預制裝配式住宅建筑集中設置水平管線和豎向管井，以便于及時更換和維修，結合裝配式建筑的室內裝修，在預制墻體內、疊合板內、裝修空腔內敷設管線，便于后期檢修問題查找方便；裝配式建筑的室內裝修系統包括木作收納系統、夾層管線系統、衛生間系統、集成頂面系統、輕質隔墻系統、快速地面系統、門窗系統和軟裝系統，實現在工廠加工到現場安裝。

多層及高層住宅，由于一幢住宅往往是由幾個相同或不同的單元組合而成，而每個單元又是由幾個相同或不同的套型組合而成，構件種類相對較少，重復使用率高，模具周轉次數多，適用于采用裝配式混凝土結構，因此，在一些建筑開發項目中，預制裝配式住宅就成為重要的組成部分。

二、裝配式建筑在建造的全過程中與傳統建筑的不同

裝配式建筑在建造的全過程中均與傳統建筑有許多區別，具體詳見表1。

表1 裝配式建筑與傳統建筑在建筑全過程的不同

傳統建筑設計階段主要包括：

工程立項→方案設計→初步設計→施工圖設計→主體設計

預制裝配式建筑設計階段則增加了技術策劃和構件加工圖設計兩個特有環節：

工程立項→技術策劃→方案設計→初步設計→施工圖設計→構件加工圖設計→主體設計

三、裝配式建筑前期設計思路

預制裝配式建筑需要將施工中存在的問題放到設計、生產階段之前來解決，將面向工廠加工和現場裝配的設計新模式涵蓋到整個產業鏈，采用產業化的思維模式，重新建立起企業之間的分工與合作，使得產品研發、設計、部件生產、裝配施工以及裝飾裝修等都能得到完整的協作機制。但裝配式建筑發展較晚，人們對其接受程度還有待提高，部分設計師在裝配式混凝土建筑設計方面也有不同理解，認為就是將常規現澆混凝土結構進行設計拆分、而構件設計和細部構造設計則是設計院的深化設計，還有部分建筑師以為裝配式建筑設計就單純是結構專業的事情，盡管現澆混凝土結構設計作為基礎工作，但裝配式混凝土建筑設計不僅僅是設計的深化，更不能由拆分設計機構或制作廠家承擔起建筑的設計責任。這些錯誤的認識會導致裝配式混凝土建筑設計出現延遲、被動，甚至使得裝配式建筑的優勢無法實現，還會導致設計以及后續施工中出現遺漏多、效率低、成本高，甚至造成結構上的隱患出現。

在實際工程中，作為真正進行裝配式建筑設計的設計師，已經深切意識到裝配式混凝土建筑設計是更高層次的全程協同設計，必須由建筑師領銜，結構設計師為主，裝飾設計師、水電暖通設計師、拆分和構件設計師、制造廠家工程師、施工安裝企業工程師全程協同工作。

前期技術策劃階段是整個工程確定各專業裝配式方案的關鍵環節，必須綜合建筑、結構、設備、造價等多個專業，結合國家規范要求、地方建筑特點、建筑方案設計、產業化目標、經濟分析、成本限額等相關因素，制定出合理的技術路線，并由設計院提出裝配式建筑建造的設計方案，交由建設單位進行比選，通過論證形成最終方案，為后續工作提供設計依據，指導整個工程的施工圖設計和工程的施工全過程。