浅谈装配式建筑设计及发展

2017-04-09田珊

四川水泥 2017年5期

关键词：预制构件产业化装配式

田珊

(新疆四方建筑设计院有限公司新疆 830042)

浅谈装配式建筑设计及发展

田珊

(新疆四方建筑设计院有限公司新疆 830042)

在去年底召开的全国住房城乡建设工作会议上，住房城乡建设部指出，要推动装配式建筑取得突破性进展，并在充分调研的基础上，制定出行动计划，在全国全面推广装配式建筑。转型大势已定。作为建筑产业化重要载体的装配式建筑将全面进入新的发展机遇期。装配式建筑不仅体现了多工种协调合作的工业化协同趋势。同时也代表了建筑设计逐渐向建筑业全过程渗透，掌控全局的建筑设计发展方向。

装配式建筑推广；绿色建筑；节能；全产业链

一、装配式建筑的发展前景

装配式建筑及建筑产业化的发展得到了各级政府的高度重视。据不完全统计，目前全国已有30多个省市出台了专门的指导意见和相关配套措施，不少地方更是对建筑产业化的发展提出了明确要求。比如，深圳市率先提出，2015年起全市新出让住宅用地项目和政府投资建设的保障房项目全部使用产业化方式建造，并对存量土地符合要求的项目则给予3%的建筑面积奖励和放宽预售要求等优惠政策。上海也要求，2016年上海外环线以内符合条件的新建民用建筑原则上全部采用装配式建筑，同时对装配式住宅项目的预售进度以及分层、分阶段验收提出了明确的意见等，均被认为是里程碑式的新规。

二、装配式建筑的概念及优点

装配式建筑指的是构件在加工厂或施工现场预制,通过机械吊装和一定的连接手段,把零散的预制构件连接成为一个整体而建造起来的房屋。装配式建筑提供了一个在工厂制造建筑的建设新模式。传统的建设模式在建筑体系、结构体系的设计、施工营造等方面自成体系,各自独立,手工操作。装配式建筑采用产业化方式在工厂里制造各种建筑通用部品,采用各种新的工业化施工技术在建筑工地组装建筑,整个过程机械化操作,施工干作业。它要求建筑设计、结构设计、施工、管理及科学研究等各个方面都逐步向综合性和现代化方向发展。装配式建筑对建筑设计、结构设计以及设备电气设计方面，均提出了更高的要求。

装配式建筑的优点：大量建筑部品由车间生产加工完成，构件种类主要有：外墙板，内墙板，叠合板，阳台，空调板，楼梯，预制梁，预制柱等。现场采用装配作业，原始现浇作业大大减少。采用建筑、装修一体化设计、施工，理想状态是装修可随主体施工同步进行。设计的标准化和管理的信息化，构件越标准，生产效率越高，相应的构件成本就会下降，配合工厂的数字化管理，整个装配式建筑的性价比会越来越高。符合绿色建筑的要求，由于采用工厂化生产，是的施工现场的建筑垃圾大量减少，因为更环保。

三、装配式建筑在设计上的要求

实现装配式建筑发展，需要从设计开始。目前，国内相关技术标准正在进一步完善。2015年6月，住房城乡建设部委托中国建筑标准设计研究院完成的我国首个建筑产业现代化国家建筑标准设计体系出台，意味着我国推行产业化建筑首次有了国家标准设计体系。该体系完整而系统地构建了适合于我国发展模式的建筑产业现代化国家建筑标准体系，完善了顶层设计，为我国建筑产业化发展提供了有力的技术支撑。而从今年1月1日起，由住房城乡建设部住宅产业化促进中心主要负责编制的另一部业内重要标准——《工业化建筑评价标准》也已正式实施。

设计体系及标准的确定，对装配式建筑设计提供了平台基础。而在项目的设计阶段，预制构件的科学拆分、节点处理的标准化及BIM协同配合是项目顺利实现建造方式转变的三大关键。

首先，预制构件的科学拆分。建筑产业化的核心是生产工业化，生产工业化的关键是设计标准化，最核心的环节是建立一整套具有适应性的模数以及模数协调原则。设计中据此优化各功能模块的尺寸种类，使建筑部品实现通用性和互换性，保证房屋在建设过程中，在功能、质量、技术和经济等方面获得最优的方案，促进建造方式从粗放型向集约型转变。实现标准化的关键点则是体现在对构件的科学拆分上。预制构件科学拆分对建筑功能、建筑平立面、结构受力状况、预制构件承载能力、工程造价等都会产生影响。构件主要分为垂直构件、水平构件及非受力构件。垂直构件主要是预制剪力墙等。水平构件主要包括预制楼板、预制阳台空调板、预制楼梯等。非受力构件包括PCF外墙板及丰富建筑外立面、提升建筑整体美观性的装饰构件等。

对构件的拆分主要考虑五个因素：一是受力合理；二是制作、运输和吊装的要求；三是预制构件配筋构造的要求；四是连接和安装施工的要求；五是预制构件标准化设计的要求，最终达到“少规格、多组合”的目的。

第二,连接节点的处理。连接节点的设计与施工是装配式结构的重点和难点。保证连接节点的性能是保证装配式结构性能的关键。装配式结构连接节点在施工现场完成是最容易出现质量问题的环节，而连接节点的施工质量又是整个结构施工质量的核心。因此，所采用的节点形式应便于施工，并能保证施工质量。

通过我国科研技术人员大量的理论、试验分析，证明了“预制构件竖向受力钢筋的连接方式”该技术的安全可靠性，并纳入我国行业标准《装配式混凝土结构技术规程》。灌浆套筒连接技术是通过向内外套筒间的环形间隙填充水泥基等灌浆料的方式连接上下两根钢筋，实现传力合理、明确，使计算分析与节点实际受力情况相符合。

从建筑专业的角度来讲，节点处理的重点包括外保温及防水措施。“三明治”式的夹芯外墙板，内侧是混凝土受力层、中间是保温层、外侧是混凝土保护层，通过连接件将内外层混凝土连接成整体，既保证了外墙稳定的保温性能传热系数，也提高了防火等级。防水主要体现在板缝交接处，竖向板缝采用结构防水与材料防水结合的两道防水构造，水平板缝采用构造防水与材料防水结合的两道防水构造。

四、BIM全产业链应用

再者，就是BIM全产业链应用。将BIM与装配式建筑体系结合，既能提升项目的精细化管理和集约化经营，又能提高资源使用效率、降低成本、提升工程设计与施工质量水平。俗话说：设计、施工不分家，在整个项目中一个专业、具有可行性的施工方案是不可或缺的。BIM软件可全面检测管线之间与土建之间的所有碰撞问题，并提供给各专业设计人员进行调整，理论上可消除所有管线碰撞问题。

设计院应具备在产业化项目中进行全产业链、全生命周期的BIM应用策划能力，确定BIM信息化应用目标与各阶段BIM应用标准和移交接口，建立BIM信息化技术应用协同平台并进行维护更新，在产业化项目的前期策划阶段、设计阶段、构件生产阶段、施工阶段、拆除阶段实现全生命周期运用BIM技术，帮助业主实现对项目的质量、进度和成本的全方位、实时控制。

传统项目在方案设计阶段一般仅涉及规划设计，建筑单体设计等阶段；而装配式建筑项目由于构件工厂生产、现场装配的要求及内装装配化的要求必须将设计向全过程延伸。从设计的初始阶段即开始考虑构件的拆分及精细化设计的要求，并在设计过程与结构、设备、电气、内装专业紧密沟通，实现全专业全过程的一体化设计。