装配式建筑标准化设计方法工程应用研究

郭菲菲 徐子茗 青岛市建筑设计研究院集团股份有限公司

装配式建筑结构的研发与应用，在一定程度上，促进我国建筑行业的发展。其所呈现出的操控简便、制备工艺简化的特性，加快了整体建筑效率，有效规避因外界环境因素所造成的施工延期问题。但装配式建筑结构在实际应用过程中也存在一定的问题，主要是不同建筑构件装配契合过程中存在缝隙问题，将导致建筑结构产生渗水、漏水的问题，降低内部结构的稳定性，缩减建筑项目的使用周期。对于此，必须针对装配式建筑结构进行防水设计来提升内部结构的防渗性与整体性，提高工程建设质量。

一、新时期装配式建筑标准化设计重要性概述

基于装配式建筑标准化设计层面来看，其主要是基于各类部品部件预制。对各类建筑工程施工建设现状集中整合，将其作为不同载体实施部品装配，这样能全面提升建筑工程项目工业化以及信息化发展要求。全面实现建筑工程节能减排目标，提升项目综合设计成效，对项目建设成本有效控制，有利于缩短项目建设工期。装配式建筑标准化设计中，是建筑项目趋向于工业化建设的重要内容。相关设计人员注重发挥空间协调、模数控制等方式来促进装配式建筑施工建设。在标准化设计基础上，对冗余施工环节集中优化。在标准化设计中能全面提升各类部件综合生产效率，对项目施工压力有效优化。通过对装配式建筑实施标准化设计，能全面整合项目建设中建筑、装修、机构、机电设备等组成要素，通过一体化表现形式全面构建设计、装配、加工系统，能保障装配式建筑标准化设计方法以及项目设计、建设安全性全面提升。

二、装配式建筑标准化设计方法工程应用研究

（一）行政管理部门管理对策

（1）完善法律法规体系建设。加快完善相关法律法规建设，为装配式建筑发展提供引导和支撑，国家和地方标准形成合力。同时，充分考虑部品部件的供应资源、技术条件的成熟度和地区经济发展差异，以满足建筑功能和需求为基础，坚持统筹发展和安全基础，灵活运用装配率指标的权重和内容，循序渐进地推动装配式目标和指标体系建立，保障装配式建筑健康有序发展。（2）改革创新监管机制。现行设计、生产、施工各环节相互割裂的管理模式无法适应装配式建筑的要求。行政管理部门人员应加强装配式建筑学习。重点强化公共安全和重要使用功能的风险管理，必要时可采用政府购买方式，委托有能力的单位进行质量监督。监督节点应注重时效，减少后置检查对项目生产、施工变更的影响。从管理模式、检测检验、后评价体系等方面完善监管机制。（3）强化示范引导作用。鼓励和支持成熟的技术体系和管理经验运用，做好行业示范引导工作。做好多方位、多层次的培训工作，提升整个行业的技术水平。

（二）连接设计

装配式建筑的连接方式十分复杂，如在框架结构中就包括了刚性连接、非刚性连接。而且，在装配式框架结构中的水平方向、垂直方向之间的位置，通常需要采用套筒灌浆连接。因此，在实际的连接设计环节，一方面，要注重接头质量的控制。另一方面，则需要对钢筋接头的混凝土灌注厚度进行有效控制。例如，在预制剪力墙方面，该厚度应该控制在不小于15mm的范围。套筒间的净距离尺寸，应该以不小于25mm为宜。钢筋接头位置的保护层厚度应该控制在不小于20mm的范围。再如，在预制梁端面位置，要求设计相应的键槽（以粗糙面为准），此时，应该注重对其规格、数量的精准控制。对于后浇混凝土、预制剪力墙结合部位的，应该注意对不同面的区分。严格按照侧面设置键槽、底面与顶面设置粗糙面的方案进行细致设计。按照常规的施工经验值与设计值情况看，需要将结合面中的粗糙面面积，控制在总面积的80%以上。另外，由于粗糙面中要按照凹凸形状进行设置。因而，在预制板、预制梁端、预制墙端，应该结合实际施工需求，将三者粗糙面中的凹凸深度设计值分别控制在不小于 4mm、6mm。

（三）设计与施工一体化

在传统的建筑项目中，项目的设计与施工两个环节之前欠缺有效的信息交流与共享，这导致整个项目的实施存在很多问题。近年来，建筑项目正在朝着规模化以及施工复杂化的方向在发展，设计与施工两个环节之间有着越来越密切的联系，若一味地采用传统理念将建筑项目的设计与施工分离开来，势必会引起严重的信息分离状况，难以避免会出现错误信息。此外，先设计后施工的建造方式导致建筑设计人员与施工人员不能及时与有效交流各自的观点，设计方案很难在施工阶段得到有效落实，双方之间信息的脱节造成产品类型复杂多变、建造周期长等诸多情况的出现。精益建造的整合思想最初应用于制造业中，在经过学者大量的研究以及实践的证实之后才逐渐在建筑业得到相应的应用。以精益建造为指导的装配式建筑项目在对设计与施工环节进行整合之后，可以明显提升信息沟通上的便捷性以及信息传递上的灵活性与准确性，对设计与施工两个环节信息偏离的问题进行有效解决，各个相关方从项目设计之初便参与到具体的工作之中，不仅有利于各方之间相互信任感的增强，对于团队合作同样有积极意义。另外，设计方与施工方之间信息的自由交换，还有利于资源最优配置目标的实现。

（四）混凝土结构的优化设计

在进行混凝土结构设计过程中，其设计效果直接影响到建筑物的施工质量以及后期使用安全性，也就需要设计人员能够做好对混凝土结构的优化设计工作。在实践设计过程中首先需要进行施工材料的合理选择，做好所有材料质量的检验和控制工作。此外要加强对浇筑搅拌时间的控制，避免水泥水化反应不充分所导致的混凝土性能发挥不足问题出现，从而保障混凝土构件的使用性能。为了促进混凝土结构墙体进一步提升，在混凝土结构设计过程中，需要通过钢筋在混凝土中的界面提升减少混凝土施工中对于构件所造成的磨损度。除了做好混凝土材料质量的管理之外，还要做好各种混合材料配制比以及配制时间的合理设计。要求所有配置的混合材料均能够满足建筑工程的实际施工需求。在施工结束之后要做好混凝土构件的保养与维护工作，安排专人负责，对于混凝土结构表面的温度以及裂缝等问题做好日常巡查工作，还要通过针对性的养护策略来保障混凝土浇筑施工效果，促进预制装配式建筑工程的整体施工效果得到进一步提升。

（五）部品设计与方案设计

在装配式建筑标准化设计环节中，在部品设计以及整体方案设计中要明晰各项设计功能。设计人员要对各类部品功能性实施有效分析，能有效判定多项参数，保障部品中多项参数规范化控制，最大程度满足户型基本设计要求。当前对部品规范化布置，在部品设计中关系到诸多单元。比如在建筑主体厨房空间中，设计单元中涉及储物柜、烹饪单元、洗碗池等，此类要素均要实施全面分析，对各类生活中常用物品实施规范化摆放。在方案设计优化中，要注重对建筑特征深入剖析，判定建筑功能。目前要注重对项目建设周期进行分析，全面提升施工质量，选取最合理的施工材料。还要注重对选取各类物品参数合理判定，注重对预埋构件合理设定。在装配式建筑标准化方案设计中，要注重突出隔音以及防火作用，对各类构件实施有效规划，对构件整体数量进行控制。目前装配式建筑标准化设计方法在诸多项目施工建设中运用，主要涉及四类户型。在各类户型设计中，要注重选取标准化设计方式，能对各类型户型排列方式合理控制，优化户型基本种类。相关设计部门要注重拟定总平面规划计划，能保障空间内多重组合形态有效设计，确保装配式标准化设计能高效化落实，全面提升设计适应力。在门窗以及预制外墙板设计环节中，要注重遵循组合调整模式，对组合调整灵活性合理控制，保障设计环节中工业化建筑特征能集中显现。在标准化设计模式运用中，要注重全面遵循组合理念，确保各类构件可复制性，这样能全面提升装配式建筑设计成效。

（六）装配式建筑的防水密封设计

装配式建筑的防水设计不仅关系到建筑的整体质量，在后期投入使用后对其使用寿命及使用效果都有非常重要的影响。装配式建筑本质上是根据规定的流程与标准将预制建筑结构构件合理拼接组装在一起的一种建筑类型。但在拼接组装的过程中无法保证节点的严密性，因此，各预制构件之间的连接点可能会出现漏水现象，由于后期修复漏水问题的难度较大，设计人员需在进行结构设计时考虑到建筑防水问题，以尽量减少建筑漏水现象的发生。现阶段，我国在建筑行业中使用最多的是防水密封技术，该技术的应用原理比较简单，其主要是对构件连接处进行密封处理，将构件接缝填补上，以达到防水的目的。另外，影响建筑漏水的因素还有建筑的抗震性和建筑外墙的稳定性，设计人员在进行结构设计时，在保证成本的前提下，应选择抗震性与稳定性较好的施工原材料，以此来加强建筑整体性能，从而保障建筑良好的防水效果。此外，设计人员对建筑外侧防水层的设计也要加以重视，并设计合理的排水管道和路径，这样在后期使用过程中可有效引导水流排出，保障室内墙壁、地面等方面不受影响。

（七）技术设计与构件设计

在装配式建筑中强化技术设计至关重要，相关设计部门要提高重视度。在技术设计之前要注重对项目建设外部环境、成本预算以及整体设计目标进行分析，保障建筑预制构件能一次成型，确保构件运用中能满足科学化设计要求。相关设计部门要注重与施工单位要拟定规范化的技术设计要求，保障设计方案在实践中可执行性全面提升，为装配式建筑补充更多参考方案。在全面提升建筑项目功能基础上，要对建筑设计平面以及立体层面实施全面设计优化。在立面构件设计中，要注重拟定多样化的构件设计组合方式，突出实用性与多样化要求。

（八）构造节点的设计要点

构造节点的设计也是预制装配式建筑的设计要点，在该设计过程中，对于外墙板接缝以及门窗洞口等一些防水性能薄弱的位置，要根据符合建筑物物理性能和力学性能等要求，进行构造节点和材料的合理选择。在对各类接缝的施工设计过程中，要根据建筑工程实际情况与气候条件，实现节点的合理设计。对外墙板垂直缝进行设计过程中，要实现材料防水与构造防水两者的有机结合，对于承重构件的钢筋混凝土，通过预留钢筋焊接缝的方式进行工程施工，随后利用防渗混凝土进行接缝的现浇处理。针对部分非承重墙垂直缝，可以通过槽口缝以及平口缝等形式进行设计。针对外墙板的水平缝，可以通过高低缝或者企口缝的方式进行设计，确保外墙板水平缝的防水性能。

（九）立面多样化设计

当前，我国建筑业的发展需要对传统的单一性设计模式进行全面优化，形成多元化的设计模式。建筑工程项目在建设过程中，不仅要充分满足构件的属性，还要符合大众的审美要求。因此，在城市建设过程中，需要考虑公共空间的实际特点，建筑工程项目能很好地满足设计师与城市居民双方的情感价值。在对多样化的装配式建筑进行设计时，主要是建筑体系能很好地符合较强的多样化设计需求，同时，又能使建筑的建造方式具有较强的适应性，使产品能充分满足个性化需求。各配件之间既要体现共性，又要体现个性，从而使建筑呈现较强的设计丰富性，同时，又体现相应的艺术特色。

三、结语

装配式建筑的特点是可提前大批量生产结构构件，实际施工时再由工厂运送至施工场地进行组装。装配式建筑的应用有效减少了对环境的污染，人力的需求量，并缩短了工期，使得施工人员有更多的时间和精力进行精细化组装施工，在一定程度上保障了工程的整体施工质量。装配式建筑结构设计中有较多的关键点需要注意，设计人员要在综合考量各个方面后再进行合理的结构设计，以保证结构的稳定性。