装配式建筑标准化设计方法工程应用研究

2020-03-11于重阳

工程技术研究 2020年6期

关键词：预制构件装配式构件

齐政，于重阳

（同圆设计集团有限公司，山东济南 250001）

标准化与装配化是我国建筑逐步工业化的重要体现，其通过信息化管理平台构建一体化装修方式，是现代社会主要建造方式之一。随着社会的发展，我国愈发注重环保、高效、开放且绿色的可持续发展理念，而发展装配式建筑标准化设计方法是其不二选择。

1 装配式建筑设计特征及现状

1.1 装配式建筑设计的特征

随着时代的发展，人们对生活质量的要求也在不断提升，传统住房生产模式已经无法满足现代人的实际需求，因此，建筑项目看准其发展前景逐步改变建设模式，以符合现代人审美的方式开展工程项目，而装配式建筑抓住机遇，成为当前最受欢迎的建筑形式。但装配式建筑在实际实施的过程中受到多种不稳定因素的制约，使其功能及优势的展现受到影响。例如，建筑设计时相关工作人员的技术、安全管理水平、材料优劣等都会对装配式建筑造成一定的影响。由此可知，装配式建筑的设计内容是较为繁杂的，因此在设计环节，各个部门应当协调合作，通过统筹联合的方式，提高工作效率。装配式建筑与传统结构建筑的相比，其特点在于：（1）精细化流程。装配式建筑与传统现浇结构建筑的设计相比，新增添了前期技术策划服务及预制构件加工设计两项服务。（2）模数化的设计。预制装配建筑中相关部件、构件、连接点、吊钩位置的统一由建筑模数控制实现。通过模式化形式对模块化组合进行协调与发展，进而提升装配式建筑的设计标准，使其完全符合建筑设计标准化要求。（3）成本精确化。在预制构件生产、加工的各项环节中预制装配式建筑设计的结果是其过程的重要内容，因此，预制装配式构件与传统建筑构件的不同，使其拆分方案也不同，所以使得两者在成本投入上有较大差距，即使装配率条件相差无几，也无法进行生产。因此，只有设计符合实际施工标准的预制构件方案，才能降低成本、资源浪费，使其更加精确地控制投入成本。（4）技术的智能化。随着社会的不断发展，信息技术应用于各个领域，装配式建筑设计通过对BIM 技术的有效应用，使其设计的完整度及精密度得以提升。BIM 支撑装配式建筑工程的主要方式是通过信息技术将项目内容以数字、物理功能进行信息转化，为其工作的开展、管理、策划提供依据。（5）配合一体化。装配式建筑在其施工过程的组织及装修部品、材料及预制构件一体化配合的前提是与生产厂家及装也部门提前沟通，通过成果的对比，选出最优方案，提高配合一体化的质量与呈现效果。

1.2 装配式建筑设计的现状

业主的要求是设计公司设计相关建筑图纸的基础，而装配式建筑通常由设计公司与其进行对接，以图纸、加工图、选配图为主，对建筑、预制、部品进行选择与设计。在构件及部门设计、预制前期，应当以“少规格、多组合”的原则开展工作，但过少的种类使工厂在生产时无法开模，即使能够开模，但在吊装、模块阶段如何连接也将成为一个难题。过少的部品与构件使其在连接中无法使连接点的安全性及防水性得到保障。因此，装配式设计在工程开展前期首要解决的问题即在构件预制、生产、安全等阶段。相关设计部门以建设顺序完成建筑整体、结构构造、机电连接、给排水等环节的专业施工设计图是我国当前装配式建筑施工的基本内容，然而施工单位以专业图纸为依据，与具备相关资质的工厂或机构进行讨论，通过二次深化的方式准备预制。拟采用针对性装配式施工构件在其预制、生产的环节中对无法产出或荷载过轻的组合提前出置大样图设计，其可以简单理解为将原有构件结构拆分成所需装配图的过程，这种属于“硬拆”装配式，即原有标准设计建筑不符合相关内容。究其根源，主要是设计行业对相关法规政策认识的不严谨与缺乏，使得传统建筑设计行业已经无法跟上时代的脚步，无法设计出符合业主心意的装配式建筑。

2 装配式建筑设计原则及方法

2.1 设计原则

装配式建筑设计标准化程度基本体现在建筑单元、构件预制及重复使用等内容中，通过相关指标及要求的明确制定，要求在相同项目中将简单构件控制在1 个规格内。若使用复杂性较高或多规格的构件则应当控制在同一类型的2～4 个规格内。工业化建造方式是实现装配式建筑的主要方式，其能够最大程度促进我国建筑产业链的形成与稳定发展，在项目工程各个环节中实现标准化设计，通过对产品规范及标准的要求，使建筑设计中出现的问题得以解决。因此，以标准化设计方法开展装配式建筑设计，应当以“规格少、组合多”的原则进行。

2.2 标准化设计方法

模块规范化设计及技术标准作为标准化设计模式的基础，其余产品体系标准化的建立是装配式建筑标准化设计方法的全部内容。标准化设计方法的内涵是通过能够适应现代装配式建筑工业化生产、研发及建造相关模数的设立，将模数协调原则进行充分体现。在建筑中运用装配式施工手段，以统一、规范的尺寸协调平面设计及进深尺寸，进而使相关组合的尺寸、规格、标准得到优化。户型作为居住建筑设计的基础单位，在装配式建筑中多采用模块化组合方式。居住建筑的功能、结构、相关构件及部件的协调性需要以模数网格设计的方式开展，在开始之初，通过尺寸及误差的考虑与对比，保证设计工作的顺利开展。重复使用性强的特点与标准化方法基本原则的有机组合，是装配式建筑必须应用标准化设计的关键。

3 装配式建筑标准化设计方法工程应用方式

3.1 技术设计

技术设计在装配式建筑中有着十分重要的作用，相关部门需要对其予以重视。技术设计开始之前需要对建筑工程的外部条件、周边环境、成本预算、设计目标进行深入且细致的掌握，其主要目的是保证建筑预制构件一次成型，使之在使用中符合相关设计的标准化。设计单位应主动与施工单位就技术设计的规范化要求进行沟通，使设计方案经过双方研究且意见相同的情况下最大程度提高其可执行性，从而为之后的装配式建筑提供有效的参考方案。

3.2 构件设计

在保障装配式建筑项目功能得以发挥的前提下，对其建筑设计中的平面与立体进行完善与优化设计，使装配式建筑技术设计在此环节中将构件设计的原则贯彻落实，即“规格少、组合多”，以使装配式建筑充分实现规范且系统的高要求。并且，在立面构建设计初期，设计人员应当着重分析不同结构的构件设计与组合方式，并依据装配式建筑的实际特点及特性进行设计，使不同的立面设计既具有创新性又符合实用性原则。

3.3 初期设计

协调设计的顺利执行应当建立在专业技术及能力的前提下。装配式建筑依据建筑标准及要求在对现浇底部层数进行考察与分析时，应针对专业管线之间的异同及预埋设备的位置进行综合性考量，为预制构件的构建提供合理方案。同时，高度重视相关建筑项目的内在价值及投入使用后的稳定性，根据建设施工过程，以明确的时间、质量、成本费用及预期效果为综合分析标准，使其在技术方法的制定上较为合理且准确。

3.4 方案设计

在方案设计时，设计人员应以初步设计技术手段、建筑内部装饰及预制构件建筑等设计参数为主要参考数据，针对专业不同而采用的预埋、预留、预制构件为考量标准运用在装配式建筑施工方案设计中。值得注意的是，重视装配式建筑中隔音、消防等设计环节，能够为后续建筑的开展奠定良好基础。

3.5 加工设计

生产厂家在加工构件前应当充分与相关设计人员进行沟通，只有对其设计及用途有较为深入的了解，才能保证生产出来的构件的实用性。设计人员应及时向生产厂家提供预制构件的规格、种类，以防在生产中出现误差；在构件加工的过程中，应当提前考察建筑工地场地关于固定方式、安装孔及吊钩位置的设计，保证生产的预制构件能够符合标准。

3.6 预构件设计

标准化、规范化、模式化是装配式建筑预制配件在其设计、生产过程中应当秉持的原则，只有使构件的标准化得到保证，才能减少同类型使用构件的数量，使项目成本造价得以降低。将现浇施工方法运用在装配式建筑中的开洞、降板等环节，综合考量预制构件生产、安装、吊钩、加工、运输等环节。预制构件的设计应当以防火、隔音的作用为大前提，使其功能性得到提升。在预制构件设计的过程中应当重视其稳定性、规范性与安全性，根据构件的实际情况对其他项目进行调整，如大尺寸构件的应用要增加预埋吊点的数量，明确构件脱模使用数量。在装配式建筑中应当遵循业主对隔热保温的不同需求，通过外墙板的合理设计，使空调吊孔的要求得到满足。非承重墙设计在装配式建筑中，应当以隔音性为主，良好的隔音效果能够为后续安装其他项目时提供方便。装配式建筑在应用标准化方法时应当根据不同项目的不同功能，对室内布局进行划分，使建筑结构、承重墙板及非承重墙板的稳定性及牢固性得到展现。