裝配式建筑設(shè)計(jì)初探
——以千燈少卿公園城市公共驛站設(shè)計(jì)為例

徐 婕

1 裝配式城市公共驛站概述

驛站在古代專指供傳遞公文往來官員中途休憩、食宿和換馬的場(chǎng)所[1]。而今的“城市公共驛站”則特指供市民在日常生活中休憩、如廁、換乘交通、接受簡(jiǎn)單急救醫(yī)療等服務(wù)并設(shè)有公共配套設(shè)施的綜合性服務(wù)場(chǎng)所。

裝配式通常與非現(xiàn)場(chǎng)、組裝與制造聯(lián)系在一起[2]。簡(jiǎn)單來說，就是把傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建造方式中的大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到工廠，預(yù)先按照一定模數(shù)加工制作建筑構(gòu)件和配件，再運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場(chǎng)裝配成建筑本體[3]。本文將城市公共驛站與裝配式建造模式結(jié)合起來，通過實(shí)踐總結(jié)了適合我國的裝配式建設(shè)模式。

2 設(shè)計(jì)原則

江蘇省蘇州市千燈鎮(zhèn)裝配式千燈少卿公園城市公共驛站設(shè)計(jì)項(xiàng)目，是江蘇省的重點(diǎn)治理項(xiàng)目。項(xiàng)目圍繞“建設(shè)新城市、發(fā)展新產(chǎn)業(yè)、布局新賽道”的總體部署，立足“小城市”的功能定位，以不斷提升城市公共配套設(shè)施和城市管理水平為準(zhǔn)繩[4]。城市公共驛站作為城市文明的窗口，影響著城市的綜合品質(zhì)與形象，更是關(guān)乎老百姓切身利益的民生工程。裝配式“千燈少卿公園城市公共驛站”的啟動(dòng)與建成是實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)域內(nèi)公共配套設(shè)施均衡發(fā)展，進(jìn)一步加快補(bǔ)齊城市公共服務(wù)短板，不斷提升人們幸福感的重要舉措，在推動(dòng)城鄉(xiāng)公共服務(wù)融合發(fā)展中具有示范引領(lǐng)作用。

千燈少卿公園城市公共驛站位于江蘇省昆山市千燈鎮(zhèn)興浦街706 號(hào)千燈少卿公園紅線范圍內(nèi)，與少卿中路比鄰。周邊商業(yè)及生活氣息濃厚且人流密集，屬于千燈鎮(zhèn)的核心區(qū)域。因此，全面開展研發(fā)裝配式城市公共驛站建筑設(shè)計(jì)體系可以縮短設(shè)計(jì)周期、節(jié)約資源、減少污染、提高項(xiàng)目質(zhì)量，加快項(xiàng)目建設(shè)速度，最大限度減少對(duì)道路交通的影響，減輕對(duì)市民生活造成的干擾。

3 設(shè)計(jì)理念

裝配式千燈少卿公園城市公共驛站在建筑外立面造型上融入了千燈古鎮(zhèn)的水鄉(xiāng)建筑元素。同時(shí)，采用空間集約化設(shè)計(jì)，將休憩、如廁、娛樂、休閑及急救醫(yī)療等多元功能融于城市間小型建筑單體，為廣大市民營造輕松、愉悅的休憩、生活空間[5]。

4 建筑設(shè)計(jì)與策略應(yīng)用

4.1 建筑空間設(shè)計(jì)

千燈少卿公園城市公共驛站的建筑面積為90.3 m2，建筑層數(shù)地上1 層。裝配式建筑地上部分采用裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)，建筑主體結(jié)構(gòu)、外圍護(hù)墻、內(nèi)隔墻及屋面板全部為裝配式預(yù)制構(gòu)件。招投標(biāo)最終價(jià)格約130 萬元。

4.2 建筑立面設(shè)計(jì)

千燈少卿公園城市公共驛站的整體建筑風(fēng)格簡(jiǎn)約大氣，采用了黃金分割原理。建筑外立面大面積采用木紋保溫裝修統(tǒng)一體飾面板，使得建筑立面的色調(diào)能更好地融入公園背景。外墻飾面板為工程預(yù)制，可根據(jù)設(shè)計(jì)風(fēng)格定制不同的顏色與不同的肌理。

4.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

千燈少卿公園城市公共驛站地上部分采用裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)，地下部分為現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)。

地上部分的裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)屬于冷彎薄壁型鋼體系，其主要運(yùn)用在1 ～3 的單體建筑中，具有較強(qiáng)的可靠性。輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件的尺寸較小，能有效地隱藏在墻體內(nèi)。更重要的是，搭建輕鋼體系的墻體時(shí)，并不需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行建設(shè)，可以統(tǒng)一在工廠進(jìn)行整體拼裝，然后直接送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。

地下部分為現(xiàn)澆墻下條形基礎(chǔ)。澆筑開始前，先鋪設(shè)5 ～10 cm 厚的混凝土并搗實(shí)，澆筑時(shí)，先使混凝土充滿模板內(nèi)邊角，然后再澆注中間部分，以保證混凝土密實(shí)。分層下料，每層厚度為振動(dòng)棒的有效振動(dòng)長度，防止由于下料過厚、振搗不實(shí)或漏振，出現(xiàn)蜂窩、麻面、孔洞及爛根。混凝土澆筑后，用大桿刮平，再用木抹子搓平。收面前，須校核混凝土表面標(biāo)高，不符合要求處需整改。澆筑混凝土的整個(gè)過程，必須常觀察模板、預(yù)埋構(gòu)造配件有無走動(dòng)情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有變形、走動(dòng)或位移，立即停止?jié)仓⒓皶r(shí)修整和加固模板，然后再繼續(xù)澆筑。建筑結(jié)構(gòu)裝配示意圖如圖1 所示，屋頂結(jié)構(gòu)裝配示意圖如圖2 所示，現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示，輕鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)如圖4 所示。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)裝配示意圖（來源：作者自繪）

圖2 屋頂結(jié)構(gòu)裝配示意圖（來源：作者自繪）

圖3 現(xiàn)澆混凝土條形基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)（來源：作者自攝）

圖4 輕鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)（來源：作者自攝）

4.4 建筑裝配設(shè)計(jì)

千燈少卿公園城市公共驛站的主體結(jié)構(gòu)、外圍護(hù)墻、內(nèi)隔墻、屋面板全部為預(yù)制構(gòu)件。因其構(gòu)件規(guī)格少，基本模塊化，空間重復(fù)率高，所以單體建筑的裝配率較高。根據(jù)裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 51129―2017），該項(xiàng)目的裝配率為80%，經(jīng)有關(guān)部門審核評(píng)定達(dá)到AA 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

其中，建筑形態(tài)設(shè)計(jì)與裝配式設(shè)計(jì)融合的難點(diǎn)有2 處：外墻設(shè)計(jì)與屋面設(shè)計(jì)。

對(duì)于外墻設(shè)計(jì)難點(diǎn)，外墻上的長條開窗因橫跨多個(gè)裝配式模塊，對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)有影響。最后根據(jù)裝配式模塊系數(shù)調(diào)整高窗寬幅，并在開窗位置的桁架梁上做加強(qiáng)梁來解決問題。對(duì)于屋面設(shè)計(jì)難點(diǎn)，因屋面造型復(fù)雜，有多個(gè)變坡與陰陽角，并開設(shè)天窗。最大外挑檐離地2 m。所以，對(duì)屋頂?shù)姆浪休^高要求。最后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，通過BIM 軟件進(jìn)行建模，將建筑物可視化。針對(duì)大斜坡屋頂，則利用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，針對(duì)性地進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。千燈少卿公園城市公共驛站竣工實(shí)景如圖5 所示。

圖5 千燈少卿公園城市公共驛站竣工實(shí)景（來源：作者自攝）

5 項(xiàng)目管理與策略應(yīng)用

5.1 裝配式建筑設(shè)計(jì)流程

裝配式千燈少卿公園城市公共驛站項(xiàng)目在進(jìn)行工藝詳圖前，主要經(jīng)方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)3 個(gè)階段[5]。方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)由筆者所在的設(shè)計(jì)公司完成，深化設(shè)計(jì)由中工集團(tuán)建筑預(yù)制構(gòu)件工廠完成。千燈少卿公園城市公共驛站集成設(shè)計(jì)流程如圖6 所示。

圖6 千燈少卿公園城市公共驛站集成設(shè)計(jì)流程（來源：作者自繪）

5.2 全專業(yè)工作前置

為確保千燈少卿公園城市公共驛站項(xiàng)目順利實(shí)施，各管理線條、各設(shè)計(jì)專業(yè)需要做好管理前置、技術(shù)前置，為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)提供前提條件。裝配式部件、部品工廠加工前，與生產(chǎn)相關(guān)的尺寸參數(shù)、裝飾面、保溫、內(nèi)裝、機(jī)電點(diǎn)位、管線預(yù)留、結(jié)構(gòu)預(yù)埋等各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容須全部確定無誤。設(shè)計(jì)全過程做好全專業(yè)工作協(xié)調(diào)，確保設(shè)計(jì)一次成型，避免設(shè)計(jì)調(diào)整帶來部件、部品的重新加工。

6 結(jié)語

裝配式建設(shè)模式能重塑城市形象，為公眾營造開放、安全、休閑、便利且富有場(chǎng)所感的城市空間，讓城市更具人性化與活力。本文針對(duì)城市公共驛站這類公共配套設(shè)施小型單體建筑的裝配式建設(shè)模式進(jìn)行研究，打破了傳統(tǒng)城市公共配套設(shè)施建造模式的局限性，為相關(guān)研究提供借鑒。