楊發(fā)

安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230051

引言

如今，預(yù)制裝配式建筑正在得到快速的推廣與普及，它本身也確實(shí)有著很多的優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)，同樣也有一些問(wèn)題，如果不能妥善處理的話就會(huì)影響預(yù)制裝配式建筑的質(zhì)量，影響后期的使用。

1 預(yù)制裝配式建筑

預(yù)制裝配式建筑就是組裝式建筑，通常建筑的大部分零部件都是在工廠預(yù)制生產(chǎn)的，這些構(gòu)件會(huì)被運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，然后進(jìn)行組裝。所以它的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都是工業(yè)化的，所以也可以將這種建筑稱作是工業(yè)化建筑。預(yù)制裝配式建筑是有多種形式的，比較常見(jiàn)的比如說(shuō)砌塊建筑、升板建筑、模塊建筑、大板建筑以及框架輕板建筑等，施工工藝最簡(jiǎn)單的就是砌塊建筑，同時(shí)它的成本也很低，不過(guò)工業(yè)化的程度并不高，比較常用的就是空心砌塊；模塊建筑的工業(yè)化程度是比較高的，有著比較多的立面形式，如核心體模塊、板材模塊以及整體模塊等，都是比較常見(jiàn)的；大板建筑的優(yōu)點(diǎn)就是在于有著良好的防震性能，而且對(duì)于空間的利用率很高，比較靈活，比如說(shuō)屋面板、樓板等形式[1]。

2 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)特征

2.1 精細(xì)化設(shè)計(jì)

裝配式建筑的設(shè)計(jì)及施工流程是很全面的，而且精細(xì)化的程度也很高，這也會(huì)不斷提高建筑設(shè)計(jì)精細(xì)化的程度。預(yù)制構(gòu)件是預(yù)制裝配式建筑的重要組成部分。預(yù)制構(gòu)件精細(xì)化設(shè)計(jì)主要是在預(yù)制裝配式建筑中兼具功能性和裝飾性，能夠表達(dá)建筑性格特征的預(yù)制構(gòu)件，包括：預(yù)制外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、預(yù)制單元模塊、預(yù)制遮陽(yáng)構(gòu)件、預(yù)制樓梯。

2.2 模數(shù)化設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計(jì)中將部品、構(gòu)件、建筑之間的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一，采用對(duì)建筑模數(shù)的控制，將模數(shù)化轉(zhuǎn)換為模塊化組合，以使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化[2]。

2.3 一體化的配合

對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行了優(yōu)化處理，這就需要和各個(gè)專業(yè)以及構(gòu)配件廠家進(jìn)行有效合作，以此實(shí)現(xiàn)相關(guān)組織工作和預(yù)制構(gòu)件之間的一體化。

2.4 精確化的成本

建筑的設(shè)計(jì)成果作為構(gòu)件在生產(chǎn)以及加工中的依據(jù)，預(yù)制構(gòu)件不同其拆分方案在相同裝配率的基礎(chǔ)上其所投入的成本之間的差異較大。通常，科學(xué)的建筑方案使其成本控制更加準(zhǔn)確。

2.5 信息化的技術(shù)

在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)采用BIM，BIM技術(shù)主要就是對(duì)建筑的功能以及物理、幾何信息采用數(shù)字信息的方式呈現(xiàn)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑整個(gè)壽命過(guò)程中的運(yùn)行及建設(shè)管理等方面的支撐。

2.6 提升運(yùn)營(yíng)維護(hù)優(yōu)勢(shì)

考慮到建筑工業(yè)化程度低，結(jié)合設(shè)計(jì)以及建造速度等，建筑全壽命周期存在能耗大等問(wèn)題，和傳統(tǒng)的建設(shè)方式相比，預(yù)制裝配式建筑的建造管理能降低作業(yè)強(qiáng)度，提升質(zhì)量。此外應(yīng)用后能縮短工期，便于維護(hù)管理。

2.7 節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展

節(jié)能設(shè)計(jì)很重要，在實(shí)施階段確定外表面積，以實(shí)際比例和住宅設(shè)計(jì)的流程要求等，提前進(jìn)行朝向確定，結(jié)構(gòu)差異比較大，傳熱性能分析后，確定實(shí)際指標(biāo)，在系數(shù)評(píng)價(jià)的階段，對(duì)應(yīng)的面積比較小，在操作管理中，對(duì)參數(shù)值進(jìn)行控制，一般情況下，性能分析是重點(diǎn)，在實(shí)施階段明確傳熱系數(shù)以及墻面比例，嚴(yán)格控制后符合要求。

3 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)的意義以及存在的問(wèn)題分析

3.1 意義分析

和傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)相比，預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)對(duì)于施工條件的要求是不一樣的。在預(yù)制結(jié)構(gòu)配件被運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)前，需要將相應(yīng)的孔洞預(yù)先開(kāi)鑿好，這也是為了提高安裝施工的效率，加快施工進(jìn)度。并且，施工單位還應(yīng)該選擇合適的供貨商，由對(duì)方對(duì)結(jié)構(gòu)配件進(jìn)行構(gòu)造、拼接以及運(yùn)輸，這樣，施工單位并不需要付出很多的勞動(dòng)力，能夠大幅度地減少企業(yè)的建設(shè)成本。在進(jìn)行預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要對(duì)配件的連接進(jìn)行考慮，需要保證建筑的防水性能以及穩(wěn)定性，這樣的建筑功能才能夠更有耐久性，使用期限才會(huì)更長(zhǎng)[3]。

3.2 存在的問(wèn)題分析

一是預(yù)制結(jié)構(gòu)的外墻和現(xiàn)澆建筑水平墻的連接不夠穩(wěn)固，對(duì)于這種情況，就要求在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要做好優(yōu)化與調(diào)整；二是施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該按照設(shè)計(jì)方案預(yù)先進(jìn)行結(jié)構(gòu)配件的制作，應(yīng)該在和供貨廠商簽訂的合同中，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量進(jìn)行精確的計(jì)算與說(shuō)明，不能在進(jìn)行施工以后隨意的增減定制配件的數(shù)量。所以，一定要認(rèn)真地設(shè)計(jì)與計(jì)算，要保證定制的配件從質(zhì)量與數(shù)量上都是與實(shí)際施工需求相符的，同時(shí)還應(yīng)該預(yù)先規(guī)劃好運(yùn)輸?shù)木€路。同時(shí)，設(shè)計(jì)者還要將定制配件的具體信息和運(yùn)輸路線在工程的設(shè)計(jì)方案中作出詳細(xì)說(shuō)明，以此來(lái)為工程團(tuán)隊(duì)提供更加全面科學(xué)的參考依據(jù)。

4 預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 設(shè)計(jì)綜述

可行性、實(shí)用性是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中首先必須注意在確保建筑物功能性和安全性的前提下，通過(guò)專業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、精細(xì)的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，將建筑物的結(jié)構(gòu)高度、不規(guī)則度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜度控制在合理范圍。建筑設(shè)計(jì)在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)過(guò)程中必須充分考慮建筑材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、各參數(shù)等，對(duì)多種設(shè)計(jì)方案從可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行充分比較，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。另一方面，根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行精確計(jì)算，保證在建筑過(guò)程中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)處于可控范圍。

4.2 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)的具體流程及內(nèi)容

4.2.1 平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在平面設(shè)計(jì)過(guò)程中要按照協(xié)調(diào)性的原則，不斷地調(diào)整和優(yōu)化套型模塊，合理設(shè)計(jì)類(lèi)型和尺寸，將預(yù)制構(gòu)件的特征突顯出來(lái)，從而使工程建筑的質(zhì)量得到有效提升，降低消耗的成本。在前期設(shè)計(jì)中，工作人員與功能性特征相結(jié)合，合理劃分建筑空間，以此確定綜合形式和模塊類(lèi)型的協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)模塊工作中，首先依據(jù)工程的實(shí)際特征進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)功能模塊的設(shè)計(jì)，然后與定位要求相結(jié)合，進(jìn)行套型模塊的制作，從而達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求。再把這些制作出來(lái)的套型模塊進(jìn)行合并，形成需要的單元模塊，完成建筑構(gòu)造。針對(duì)平面布局而言，運(yùn)用的是大空間布局的方式，保證了管井和承重墻合理的位置，使其空間靈活多變的效果得到了提高。對(duì)于劃分功能來(lái)說(shuō)，根據(jù)具體的需要設(shè)計(jì)合理的功能，使其布局合理性加強(qiáng)。與此同時(shí)，這樣的布局形式使空間內(nèi)的承重墻數(shù)量降低，方便拆卸內(nèi)墻的隔板[5]。

4.2.2 立面設(shè)計(jì)。針對(duì)裝配式建筑而言，它的外墻結(jié)構(gòu)是采用各種與之構(gòu)建進(jìn)行組合得到的。設(shè)計(jì)立面過(guò)程中，不但要突出預(yù)制裝配建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還要防止由于單一結(jié)構(gòu)造成的視覺(jué)疲勞。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要保證模塊化、系統(tǒng)化以及標(biāo)準(zhǔn)化，確保構(gòu)件和立面間連接的效果，使其設(shè)計(jì)的合理性得到有效提高。通過(guò)這些方式可以將多樣化的設(shè)計(jì)效果凸顯出來(lái)：第一，多樣化的組合。設(shè)計(jì)立面過(guò)程中，采用各種不同標(biāo)準(zhǔn)模塊的組合、排列來(lái)掌控建筑形體以及空間的變化，將其獨(dú)特性凸顯出來(lái)。第二，層的變化。陽(yáng)臺(tái)、外墻、女兒墻、屋頂、防護(hù)設(shè)備以及空調(diào)板等構(gòu)成了這一項(xiàng)目的立面結(jié)構(gòu)。因此設(shè)計(jì)中，在不改變各結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)整和設(shè)計(jì)，以此達(dá)到生產(chǎn)的要求。第三，設(shè)計(jì)立面過(guò)程中，可以采用預(yù)制構(gòu)件改變和改變其外表的紋理、顏色、組裝順序和質(zhì)感等方式將立面多樣性的特點(diǎn)突顯出來(lái)。可以通過(guò)瀝青混凝土、裝飾混凝土、面磚、石材以及涂料等材料選擇將其整體效果突顯出來(lái)[4]。針對(duì)空調(diào)板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)等地方可以采用調(diào)整空間位置、進(jìn)深和面寬等方式達(dá)到多樣性設(shè)計(jì)特征的要求。針對(duì)空調(diào)隔板、百葉、預(yù)制掛板等一些非結(jié)構(gòu)性的預(yù)制構(gòu)件而言，也具有各種各樣的設(shè)計(jì)形式，可以通過(guò)具體的需要對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)配和組合，從而達(dá)到多樣化立面設(shè)計(jì)的需求。

4.2.3 施工吊裝設(shè)計(jì)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)預(yù)制裝配式建筑過(guò)程中，要對(duì)建筑間距、通風(fēng)以及采光等因素進(jìn)行充分的考慮，從而使其安全性、經(jīng)濟(jì)性以及合理性得到有效的保證，保證有效銜接各個(gè)環(huán)節(jié)。通常，預(yù)制裝配式建筑的空間設(shè)計(jì)都是通過(guò)套型模塊組合形式實(shí)現(xiàn)。在開(kāi)展吊裝施工之前，要將需要的構(gòu)建從工廠運(yùn)輸?shù)降跹b范圍之內(nèi)，與此同時(shí)，為了順利開(kāi)展吊裝施工，有關(guān)場(chǎng)地安排應(yīng)該與總平面設(shè)計(jì)情況相結(jié)合，合理規(guī)劃運(yùn)輸?shù)耐ǖ?，降低發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的概率。與此同時(shí)，還要合理選擇塔吊的噸位和位置，使構(gòu)建的利用率加大，避免發(fā)生安全事故。

4.3 專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)預(yù)制裝配式建筑的規(guī)模以及布局和建設(shè)需要能夠有效地符合抗震設(shè)計(jì)需求。在預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)中，遵循的原則主要是多種類(lèi)型的組合以及施工方便和規(guī)格減少、連接簡(jiǎn)單等。建筑的承重墻以及墻柱等垂直的構(gòu)件連接需要保證其直上直下，門(mén)窗洞需要保證從上到下能夠?qū)R呈現(xiàn)一列。預(yù)制裝配式建筑需要加強(qiáng)對(duì)于公共區(qū)域垂直管井的空間位置、大小和共享實(shí)際性的思考，使得所設(shè)置的垂直管井便于維修，并且盡量對(duì)橫線管線在設(shè)計(jì)中減少交叉并且保持水平布置。同時(shí)，對(duì)公共區(qū)域來(lái)講，需要在其管井內(nèi)進(jìn)行供暖系統(tǒng)以及其他相關(guān)控制部件的設(shè)置，并且室內(nèi)的采暖管道需要能夠設(shè)立獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)。廚衛(wèi)排風(fēng)管道需要對(duì)位置和大小、配電箱的位置進(jìn)行確定，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)還需要考慮電話和有線電視接口、網(wǎng)絡(luò)接口、插座、燈具等安裝位置，插座以及開(kāi)關(guān)、接線盒、連接線路在預(yù)制墻體上需要能夠預(yù)留預(yù)埋。

4.4 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)于提高裝配式建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量有著重要作用。對(duì)于防水性能較為薄弱的部位，如外墻板接縫、門(mén)窗洞口等，需要結(jié)合物理、力學(xué)耐久性和裝飾性能進(jìn)行綜合考量，以保證材料選擇以及節(jié)點(diǎn)設(shè)置的合理性。同時(shí)在接縫操作中，需對(duì)施工區(qū)域所在的天氣情況實(shí)行綜合分析，以提升節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的有效性，促進(jìn)節(jié)能防水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在預(yù)制外墻板垂直縫設(shè)計(jì)中，需要做好防水措施，盡可能使用防水性高的材料和結(jié)構(gòu)。主要是通過(guò)預(yù)留鋼筋焊接和混凝土現(xiàn)澆接縫的方式來(lái)加強(qiáng)墻體垂直縫位置的防水效果的。外墻連接節(jié)點(diǎn)位置使用的密封膠必須具有融合性、抗剪性、抗伸縮變形、防霉、防火等性能。在安裝門(mén)窗構(gòu)件時(shí)，需增強(qiáng)外墻與門(mén)窗連接的安全性和氣密性。與此同時(shí)在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇合適的保溫材料，強(qiáng)化外墻保溫效果，以減少室內(nèi)能源流失，改善建筑節(jié)能特性。

5 結(jié)束語(yǔ)

在設(shè)計(jì)預(yù)制裝配建設(shè)過(guò)程中，不僅要嚴(yán)格按照具體的標(biāo)準(zhǔn)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要詳細(xì)地研究和分析整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)特征，并且根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)，合理分配資源，使這個(gè)建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量得到良好的提升，為發(fā)展預(yù)制裝配式建筑打下良好的基礎(chǔ)。