裝配式建筑設計要點探討

龔海麗

（廣西南都建筑設計有限公司第十分公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

在國內的建筑行業(yè)中，預制裝配式建筑是未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，設計工作是預制裝配式建筑的基礎與前提，會直接影響預制裝配式建筑物的安全與質量，因此，提升裝配式建筑物的研究力度與水平，能提高我國建筑行業(yè)的品質。

1 預制裝配式建筑設計特點分析

預制裝配式建筑設計的特點具體為：首先是流程相對精細，在對預制裝配式建筑體系進行設計的過程中，施工流程更為精細和全面，這使得建筑設計工作逐漸朝著精細化這一方向發(fā)展；其次是成本相對精細，在對預制裝配式建筑物進行設計的過程中，需要將設計的成果視為生產的主要依據(jù)，通常情況下，預制構件的拆分方案存在一定的差異，所以，科學合理的建筑設計方案能夠對成本進行精細化的控制；同時，需要進行一體化配合工作，預制裝配式建筑設計工作需要對設計成果予以優(yōu)化處理，這項工作的進行需要建立在不同專業(yè)與廠家配合的基礎上，從而實現(xiàn)一體化管理的效果。此外，需要進行模塊化的設計工作，需要對不同的建筑元素進行統(tǒng)一，對建筑參數(shù)予以控制，使得建筑模塊能夠建立起合作的關系，使得建筑設計工作的標準化水平提升。在新的時代背景下，需要積極運用信息技術，在預制裝配式建筑（圖1）當中，需要積極使用BIM技術，使得建筑物的功能與結構能夠以模型的形式呈現(xiàn)，從而對建筑活動進行全周期管理[1]。

圖1 裝配式建筑

2 預制裝配式建筑技術難點

預制裝配式建筑設計理論與傳統(tǒng)的設計是一致的，其中的差異為：剪力墻、樓板等屬于一個整體，在裝配式建筑當中，受到運輸與吊裝等因素的限制，需要將整體進行拆分，使其成為便于進行運輸以及吊裝的小型構件，同時在施工的現(xiàn)場成為整體構件，對設計的受力要求予以滿足，這對預制裝配式建筑而言是非常關鍵的步驟，也是設計工作的重點。

就目前的工程實踐狀況而言，預制裝配式建筑設計工作進行過程中依然存在諸多的難點，具體如下。

首先，平面不規(guī)則以及構件數(shù)量的限制之間存在一定的矛盾，對預制建筑形成了一定的影響。建筑平面是結合地形、功能等要求進行明確的，平面的形狀存在一定的差異性，若是結合具體的平面形狀對相應的生產模具進行制定，就會產生比較多的費用，這在一定程度上會限制預制裝配式建筑的發(fā)展，對此，需要結合不同建筑的特征，對于不規(guī)則部分，可以在現(xiàn)場進行混凝土施工作業(yè)，也可以運用鋼結構這一形式開展施工作業(yè)。其次，對關鍵節(jié)點進行防水處理，在裝配式建筑物當中，接縫與節(jié)點的位置是建筑的薄弱環(huán)節(jié)，若是處理的效果不佳，就會使得建筑物結構安全受到一定的負面影響，通常情況下，會借助焊接的形式對拆分的構件進行連接，再進行澆筑以及振搗處理。大量工程實踐結果顯示，這樣的設計工作往往會導致構件組裝質量呈現(xiàn)出離散性的特征，適當加大拆分構件的預留連接鋼筋。同時，需要預防構件在運輸以及吊裝過程中可能出現(xiàn)的開裂問題，在對構件進行設計的過程中，需要結合吊裝與運輸?shù)囊螅瑢φ麄€過程中的受力狀況予以模擬，若是實際受力狀況與模擬相似，那么在運輸與吊裝的過程中就不會出現(xiàn)構件破損的問題，因為吊裝與運輸工作存在比較多的不確定因素，為了預防構件在吊裝與運輸過程中出現(xiàn)開裂的問題，通常是加大處理被拆分的構件中的構造鋼筋。需要注意的是，對抗震性要求比較高的構件，可采用現(xiàn)澆混凝土施工方案，這樣相對可靠和穩(wěn)妥[2]。

3 預制裝配式建筑設計實踐分析

在對預制裝配式建筑進行設計的過程中，工作的要點涵蓋立面設計、吊裝設計、平面設計、預制構件設計等內容，明確設計要點，提升裝配式建筑的設計品質。

3.1 立面的設計

在裝配式建筑設計當中，外墻結構是由不同的預制構件構成的。在進行立面設計工作時，不僅需要保障預制裝配式建筑結構特點突出，也需要避免結構單一化所產生的視覺疲勞問題。因此，在進行設計工作時，需要保證工作的標準與模塊化，使得立面（圖2）與不同構件間的連接效果得以彰顯，設計工作合理性得以全面提高。

圖2 立面的設計

為了展現(xiàn)多元化設計效果，主要是運用3 種方式。①組合呈現(xiàn)出多元化的特征，在進行立面設計工作時，借助不同模塊的排列與組合使得建筑形體以及空間呈現(xiàn)出一定的變化，彰顯其獨特性。②層次的變化，在進行設計工作時，需要在保障不同結構尺寸的基礎上進行標準化調整工作，從而滿足生產需求。③在進行立面設計工作時，可以運用對構件表面顏色、紋理與組裝的順序等進行改變的形式來表現(xiàn)立面多元化特征，在選擇材料的過程中也需要對整體效果的凸顯進行考量。對于預制的陽臺、空調板等，可以借助調整進深、面寬等參數(shù)來實現(xiàn)設計的多樣化特征。對于其中非結構性的預制構件，設計形式相對多樣，可以結合實際需求展開有效組合與調配工作，從而對多樣化立面設計需求予以滿足。

3.2 施工的吊裝設計

在對預制裝配式建筑進行規(guī)劃與設計的過程中，需要對采光、通風、距離等不同的因素予以考量，從而保障建筑物的合理與安全性，使得不同環(huán)節(jié)能夠有效銜接。通常情況下，可以借助套型模塊組合的形式對預制裝配式建筑的空間進行設計。在開展吊裝工作前，需要將構件運輸?shù)降跹b區(qū)域。此外，為了使得吊裝工作能夠順利進行，相關的工作人員需要根據(jù)平面設計狀況合理規(guī)劃相應的運輸通道，避免出現(xiàn)品質的問題。在此基礎上，還需要合理選擇塔吊位置與噸位，從而提升構件整體的利用率，避免出現(xiàn)安全事故。

3.3 平面設計的要點

在預制裝配式建筑設計時，需要遵守協(xié)調性的基礎原則，合理地調整模塊，從根本上提高設計工作的合理程度，彰顯預制構件的典型特點，提高工程的建設質量，控制成本的損耗。在前期進行建筑物的設計工作時，施工人員所需站在合理的角度上就功能性建筑予以規(guī)劃，使得模塊類型以及組合形式得以明確。在設計模塊的過程中，需要根據(jù)工程的特點設計標準化的模塊。同時結合定位的要求對套型模塊進行制作，從而使得工業(yè)化的生產要求被滿足。之后，對套型模塊予以合并，使其成為需要的單元模塊，對建筑物進行構造。在進行平面布局的過程中，需要運用大空間布局的形式，從而使得承重墻與管井的位置具備合理化更強的特征，使得空間呈現(xiàn)出更強的靈活多變性。在進行功能劃分時，需要根據(jù)實際需求來開展合理有效的功能設計工作，使布局工作合理化程度更強，這樣的布局形式使空間內所設置的承重墻數(shù)量得以控制，從而使得內墻隔板能夠隨時拆卸。

3.4 預制構件的設計要點

預制裝配式的建筑中所設計的構件種類與規(guī)格相對比較多，為了能夠提升預制裝配式建筑物結構安裝工作的合理程度。在設計構件的過程中，需要結合標準與模塊的具體設計要求對構件種類和規(guī)格進行合理化的控制，使構件安裝帶來的麻煩得到有效控制，對安裝的流程進行簡化。此外，需要有效控制成本的消耗，對工程安裝品質進行提升。對于復雜程度比較高的建筑結構，需要進行混凝土的澆筑處理工作，使結構穩(wěn)定程度得以強化。在制作構件的過程中，需要嚴格把控構件數(shù)量與尺寸等，從而使結構重量得以降低，對運輸與吊裝設備進行合理地規(guī)劃，避免出現(xiàn)破損等問題。在制作預制構件的過程中，工作人員最關注的問題是構件性能。預制構件需要表現(xiàn)出強耐久、耐火性，對后期安裝工作的便利與可行性予以考量。若是在進行施工作業(yè)時發(fā)現(xiàn)了構件的尺寸較大，工作人員便需要有效控制吊裝預埋點的數(shù)量，使安裝品質得以有效保障[3]。非承重內墻具有安裝便捷、易于拆卸、隔音效果優(yōu)良的墻板，需要對墻板與主體結構間銜接的緊密程度進行提升，使結構整體的抗震等級得以明確。

在選擇隔板的過程中，需要保證結構的靈活程度，使空間結構能夠得以有效調整，這樣能夠滿足人們自身的生活需求。廚衛(wèi)區(qū)域內的墻體材料需要具備優(yōu)良的防水與防潮性能，便于進行清理，在進行安裝工作時，需要對構件的連接牢固程度進行檢查，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)固效果。除此之外，需要根據(jù)樓板性能來對疊合與現(xiàn)澆的樓板性能予以合理設計，使不同墻體的連接緊密程度得以提升，避免產生過多的縫隙。此外，在對疊合樓板進行設計的過程中，需要對管線排列、吊頂?shù)葍热萦枰猿浞挚剂浚Y合相關的要求對孔洞進行預留，使安裝效果得以改善。通常情況下，空調機需要安裝在陽臺結構之外，對兩者予以統(tǒng)一設置，同時保障孔洞、地漏等不同位置設立的合理性。樓梯扶手以及防滑的構件需要在工廠當中直接進行生產，同時保證能夠一次成型。

3.5 構造節(jié)點設計

構造節(jié)點設計工作的合理性與否直接關系到裝配式建筑結構的品質水平。針對防水的性能相對薄弱的區(qū)域，例如在對墻板的接縫、門窗的洞口等進行設計時，需要綜合考量其耐久與裝飾性能，從而保障材料選擇與節(jié)點設置的合理有效性。此外，在對接縫進行操作的過程中，需要結合施工區(qū)域的天氣狀況進行綜合性的分析工作，使節(jié)點設計工作的有效程度得以有效提高，實現(xiàn)節(jié)能與防水的目標。在預制的外墻板垂直縫設計的過程中，需要完善相應的防水舉措，盡可能使用防水性能水平比較高的材料。通常情況下，是運用預留鋼筋焊接與混凝土現(xiàn)場澆筑的形式來使墻體垂直縫防水效果得以強化的。在外墻的連接點位置處，使用的密封膠需要具備防水、抗變形等特征。在門窗構件進行安裝的過程中，需要提升外墻與門窗之間連接的安全性與密封性。同時，在對剪力墻架構予以設計的過程中，需要運用合適的保溫材料，使外墻保溫效果得以提升，避免出現(xiàn)室內能源流失的問題，對建筑的節(jié)能效果予以改善和提升[4]。

3.6 管線設計要點

在預制裝配式建筑的管線設計工作中，由于管線系統(tǒng)的設計工作相對比較復雜，必須要和其他的相關單位以及工作人員之間進行有效的信息溝通和配合。在項目的設計階段，需要結合建筑體的管線系統(tǒng)設計位置、管線走向規(guī)劃以及預留管線的排布形式等相關條件來加以開展。比如，電氣工程當中的系統(tǒng)接地、電線電纜的輻射形式以及排水管道系統(tǒng)的具體排列形式等都需要進行嚴格的控制。在管線的預留設計工作中，需要對各類管線的分布區(qū)域以及管線的施工位置加以確認，設計管線的預留施工方案需要依照裝配式建筑結構的相關工作要求，保證管線設計位置的科學性與合理性，防止管線線路設計不合理，對其他的建筑功能產生不良的影響。在實際的工作過程中，相關設計工作人員可以通過BIM 技術的合理應用，有效分析進駐管線的具體分布是否存在碰撞點或者是交叉點，避免不同管道線路之間存在交叉沖突，影響到其他管道線路的正常工作。

4 結語

在設計預制裝配式建筑物的過程中，不僅需要遵守基本的施工原則，還需要認真研究與分析建筑物的結構特征。同時需要結合之前的工程設計經驗，對資源進行合理有效的配置，提升建筑的設計品質，促進預制裝配式建筑物的進一步發(fā)展，這也是促使國內建筑行業(yè)發(fā)展的關鍵舉措。