陳 晶 韓佳強(qiáng)

（濰坊市建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，山東 濰坊 261205）

裝配式建筑是新時代我國建筑行業(yè)工業(yè)化轉(zhuǎn)型發(fā)展產(chǎn)生的必然結(jié)果。從特征方面看，裝配式建筑工藝流程少、施工建設(shè)速度快、資源投入小。通過對裝配式建筑的生產(chǎn)建設(shè)，既可以減少了對資源的浪費(fèi)，規(guī)避傳統(tǒng)建筑能耗大、污染大的實際問題。也能夠借助新材料、新工藝、新技術(shù)的運(yùn)用，加快我國建筑產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。尤其在“十四五”規(guī)劃建議提出新基建與數(shù)字化融合發(fā)展目標(biāo)之后，大力推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，有利于全面提升建筑產(chǎn)品的智能化水平，使建筑行業(yè)在新時期，向著智慧建筑生產(chǎn)建設(shè)方向進(jìn)行升級。

1 裝配式建筑技術(shù)的比較優(yōu)勢分析

1.1 能源消耗低

裝配式建筑采用工業(yè)化的生產(chǎn)制造工藝，可以通過工廠預(yù)制、施工現(xiàn)場預(yù)制的途徑，先完成各類部件的預(yù)制生產(chǎn)，再通過拼裝式工藝，完成建筑產(chǎn)品的生產(chǎn)建設(shè)。與傳統(tǒng)建筑的施工相比，可以省去吊籃、支模等工序。按照現(xiàn)階段的實踐經(jīng)驗看，施工建設(shè)階段可以減少15%的能源消耗。同時，在保溫隔熱方面，可減少25%～35%的能耗耗費(fèi)。水資源節(jié)約幅度在36%以上。

1.2 經(jīng)濟(jì)效益高

由于裝配式建筑施工工序比較少，在實際的施工環(huán)節(jié)，減少了技術(shù)、人力、材料、設(shè)備等方面的資源投入。因而，在整體上實現(xiàn)了成本節(jié)約，提高了經(jīng)濟(jì)效益。從每平方米的裝配工程、給排水工程、采暖工程、電氣工程、人防工程等投入成本看，預(yù)制裝配式明顯優(yōu)于現(xiàn)澆模式。以2020年建筑行業(yè)各類工程每平方米的平均價位進(jìn)行對比分析，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)建筑每平方米的造價相對較高。而且，在每項工程中均不具有比較優(yōu)勢。反之，預(yù)制裝配式建筑應(yīng)用后，不僅在市場獲得了較好反響。并且，擴(kuò)大了建筑企業(yè)的可營利空間。兩種模式下，每平方米工程價位比較見表1。

表+ 現(xiàn)澆模式與預(yù)制裝配式建筑每平方米價位比較/元/m2

1.3 環(huán)境效益好

裝配式建筑能夠產(chǎn)出綜合效益，在經(jīng)濟(jì)效益之外，環(huán)境效益相對較好。例如，在建筑垃圾總量方面，僅占到傳統(tǒng)建筑垃圾總量的30%，粉塵僅有20%，而且，能夠減少1515dB的噪聲。另外，在地震力方面，預(yù)制裝配式比現(xiàn)澆模式也具有明顯的優(yōu)勢。例如，在墻梁節(jié)點(diǎn)方面，屈服前層間剛度、最大層間剪力、峰值層間位移、峰值層間位移角方面，預(yù)制裝配式與現(xiàn)澆模式之間相差比例僅為4.6%、8.8%、4.3%、4.3%。所以，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在抗震能力方面，也能夠滿足建筑體的實際需求。

2 裝配式建筑設(shè)計及施工要點(diǎn)分析

2.1 工程概況

以某裝配式住宅建筑工程為例，住宅樓8棟、電房1棟、商業(yè)樓6棟。其中，商業(yè)樓負(fù)一層為停車庫。工程結(jié)構(gòu)為裝配剪力墻，其中的預(yù)制構(gòu)件包括了內(nèi)隔墻、外墻、樓梯，以及預(yù)制板、預(yù)制梁等。

2.2 裝配式建筑設(shè)計要點(diǎn)

2.2.1 拆分、深化設(shè)計

裝配式建筑設(shè)計中，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計與預(yù)制生產(chǎn)制造密切關(guān)聯(lián)，對于構(gòu)件設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化程度具有嚴(yán)格要求。因而，在預(yù)制生產(chǎn)之前，要求對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行合理的拆分設(shè)計、深化設(shè)計。通常在設(shè)計過程中，要求按照方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計按部就班完成總體設(shè)計。再利用BIM建模的方式，對其中的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化處理，確保拆分設(shè)計、深化設(shè)計的全面性、有效性。尤其在預(yù)留孔洞、預(yù)埋件位置定位、機(jī)電預(yù)留管線方面，精確性要求達(dá)到100%，預(yù)防預(yù)制環(huán)節(jié)下料作業(yè)、預(yù)制產(chǎn)品時的有效性。

2.2.2 連接設(shè)計

裝配式建筑的連接方式十分復(fù)雜，如在框架結(jié)構(gòu)中就包括了剛性連接、非剛性連接。而且，在裝配式框架結(jié)構(gòu)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(shè)計環(huán)節(jié)，一方面，要注重接頭質(zhì)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(jìn)行有效控制。例如，在預(yù)制剪力墻方面，該厚度應(yīng)該控制在不小于15mm的范圍。套筒間的凈距離尺寸，應(yīng)該以不小于25mm為宜。鋼筋接頭位置的保護(hù)層厚度應(yīng)該控制在不小于20mm的范圍。再如，在預(yù)制梁端面位置，要求設(shè)計相應(yīng)的鍵槽（以粗糙面為準(zhǔn)），此時，應(yīng)該注重對其規(guī)格、數(shù)量的精準(zhǔn)控制。對于后澆混凝土、預(yù)制剪力墻結(jié)合部位的，應(yīng)該注意對不同面的區(qū)分。嚴(yán)格按照側(cè)面設(shè)置鍵槽、底面與頂面設(shè)置粗糙面的方案進(jìn)行細(xì)致設(shè)計。按照常規(guī)的施工經(jīng)驗值與設(shè)計值情況看，需要將結(jié)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(jìn)行設(shè)置。因而，在預(yù)制板、預(yù)制梁端、預(yù)制墻端，應(yīng)該結(jié)合實際施工需求，將三者粗糙面中的凹凸深度設(shè)計值分別控制在不小于4mm、6mm、6mm。

2.2.3 構(gòu)造設(shè)計

在該工程中，采用了預(yù)制疊合單向板，要求將預(yù)留孔洞設(shè)置在底板位置。因此，在構(gòu)造設(shè)計環(huán)節(jié)，如果預(yù)留洞寬度小于300mm，那么，應(yīng)該采用直接插入受力鋼筋的設(shè)計方案。如果預(yù)留洞寬不小于300mm，且在1000mm以內(nèi)，那么，應(yīng)該采用設(shè)置除加筋的設(shè)計方案。具體可以將附加筋設(shè)置在預(yù)留洞兩側(cè)。根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗看，截斷鋼筋的截面積應(yīng)該小于附加筋的總截面積，這樣才能保障附加筋發(fā)揮應(yīng)有的作用。在立面、屋面收進(jìn)樓層，如果沒有設(shè)置后澆鋼筋混凝土圈梁，需要配套的設(shè)置水平后澆帶。通常在設(shè)置水平后澆帶時，要求配套地選擇12mm以上的鋼筋，進(jìn)行縱向鋪設(shè)（以不少于2根為宜），保障其穩(wěn)固性。如果已經(jīng)設(shè)置，則應(yīng)該注重連接位置的穩(wěn)固性控制，做好連接部位的形狀、尺寸等控制。

2.2.4 防水設(shè)計

裝配式建筑中的預(yù)制外墻、預(yù)制樓板，與外界環(huán)境接觸時間長、接觸面積大。當(dāng)其暴露在自然環(huán)境后，應(yīng)該根據(jù)實際的光照因素、雨雪因素、生活用水因素等，針對連接位置進(jìn)行重點(diǎn)防水處理。例如，在該項目中，采用了封閉型防水設(shè)計方案，利用“預(yù)制三明治外墻板”達(dá)到了防水密封處理要求。實現(xiàn)了外側(cè)密封膠加泡沫棒防護(hù)、減壓空間橡膠條壓緊防護(hù)、內(nèi)側(cè)灌漿防護(hù)。起到了較好的防水效果。

2.3 裝配式建筑施工要點(diǎn)分析

在施工準(zhǔn)備階段，需要做好預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸質(zhì)量控制、堆放安全管理。例如，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，需要選擇低平板車，并利用專用架，對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)固定。通常應(yīng)該按照豎立方式，對預(yù)制剪力墻進(jìn)行固定。同時，根據(jù)平放方式，對預(yù)制樓梯、預(yù)制底板（疊合板）、預(yù)制陽臺等進(jìn)行合理地固定。這樣，有利于運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｔ偃?，在堆放方面，?yīng)該以實際施工吊裝的便利性為準(zhǔn)，選定堆放場地。在完成清理、配套設(shè)施設(shè)置后，可以將運(yùn)輸進(jìn)場的預(yù)制構(gòu)件按照編碼順序進(jìn)行堆放。無論在運(yùn)輸環(huán)節(jié)、堆放環(huán)節(jié)，均應(yīng)做好墊平處理工作，預(yù)防倒塌、碰撞事故的發(fā)生等。

在施工安裝環(huán)節(jié)，要求嚴(yán)格遵循施工工藝按部就班操作。首先，應(yīng)該先對預(yù)制構(gòu)件在吊裝、安裝就位、連接施工各環(huán)節(jié)的誤差，進(jìn)行精準(zhǔn)檢測、合理控制。其次，要求按照施工組織設(shè)計方案，實施各項資源配置，通過質(zhì)量管理小組，全面開展施工前的培訓(xùn)、施工中的指標(biāo)化評估、指標(biāo)化監(jiān)督，做好安裝諸環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制等。

3 結(jié)語

通過以上分析可看出，裝配式建筑設(shè)計環(huán)節(jié)在整個產(chǎn)品生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條中占據(jù)著重要地位。因此，在預(yù)制構(gòu)件的拆分、深化、構(gòu)造、連接、防水等各個設(shè)計環(huán)節(jié)，均要求做到巨細(xì)無遺。而且，進(jìn)入施工階段后，一方面，應(yīng)該預(yù)先做好構(gòu)件運(yùn)輸、堆放處理等準(zhǔn)備工作。另一方面，則應(yīng)該根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的吊裝、安裝、連接施工誤差標(biāo)準(zhǔn)控制范圍，做好施工質(zhì)量控制工作。建議在裝配式建筑設(shè)計與施工諸環(huán)節(jié)，引入全要素分析方法與指標(biāo)化管理方法。既有利于設(shè)計與施工要素的清晰化、明確化，也有利于從技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)控制的角度，增強(qiáng)設(shè)計效果與施工質(zhì)量。