项目设计阶段装配式建筑的实际应用

熊阳槐

（广东中山建筑设计院股份有限公司）

1 引言

项目设计阶段是装配式建筑实际应用的前端环节，当前我国装配式建筑种类多样，如砌块建筑、板材建筑等，不同类型的装配式建筑有其一定的适用范围，因此在项目设计阶段需要预先确定装配式体系。同时，当代公众对于房屋建筑的外观、功能、质量等提出了更高的要求，因此装配式建筑设计要综合考虑多种因素，以保证技术性、经济性、美观性与节能性的统一。

2 装配式建筑的优势

2.1 施工周期短

传统建筑建设施工以现场为主要阵地，部分分项工程施工需要在工地进行，如混凝土结构工程，如果遭遇降雨天气一方面会延误工期，另一方面会降低混凝土结构刚度及稳定性。由此可见，传统建筑的建设施工周期会受到气候条件、环境等因素的影响。装配式建筑部分构件、配件均在工厂流水线生产，在标准化设计的支撑下，当前大部分工厂的模具均能够满足构件与配件的生产需求，可在短时间内实现大规模生产。同时，装配式建筑采用标准化模块组装建设模式，如预制混凝土在工厂完成浇筑后运送至施工现场进行定位与组装，能够有效避免气候、环境等因素对施工周期带来的负面影响，施工周期可控并且有效缩短，能够保证建筑工程项目如期交付。

2.2 施工质量佳

装配式建筑施工质量佳体现在两个方面。

①装配式建筑结构构件，如整体式混凝土结构构件主要为钢筋混凝土，相对于传统建筑的混凝土结构来说其抗震、抗负荷性能良好，能够对建筑物整体起到较强的支撑能力，保证建筑物这你的稳定性。同时，整体式混凝土结构构件具有良好的密封性，能够为居住者提供舒适的居住环境。

②装配式建筑构件及配件采用标准化设计与生产，构件及配件的尺寸、预留孔洞位置等较为精准，在实际应用中施工人员可以运用预制模块放样技术确定预留门窗及各专业管线的位置，并且无需再进行人工开槽、打孔，能够有效避免开槽打孔位置偏差或对钢筋结构产生破坏。

2.3 经济与生态效益佳

装配式建筑的配件及构件生产具有较强的可复制性，生产厂家批量生产此类部件及构件，所需费用较低，有利于降低建筑工程项目的施工成本。同时，传统建筑建设施工过程中所产生的废水、废弃物等都会对周边生态环境造成不良影响。施工过程中产生的噪音污染也会影响周边居民的正常休息。在大力倡导绿色施工的新形势下，装配式建筑应用范围愈加广泛，主要原因在于其所应用的施工材料具有绿色环保的特点。例如，新型的板材、保温墙体等，所采用的绿色施工技术也能够降低施工能耗，扩大建筑工程项目的生态效益。

3 项目设计阶段装配式建筑的实际应用策略

3.1 明确装配率的要求及结构体系

装配式建筑适用于户型重复率较高、立面建筑风格统一、功能相对简单的中端以下建筑形式。同时，装配式建筑中水暖电等管线均在工厂生产阶段进行的预埋，建设完成后业主如果想要自主开槽或者布线的难度较大，因此在项目设计阶段就需要考虑业主对建筑物功能的多元化需求。此外，在相同建筑规模下，装配式建筑造价成本要高于传统建筑，但是随着预制构件及配件数量的增加，装配式建筑整体造价成本会有所降低，因此在项目设计阶段需要考虑装配式建筑规模的适用性。

3.2 掌握建筑节能形式及面积计算范围

总的来说，可以将建筑节能的形式分成外保温、内保温、内外保温以及夹心保温等几种类型。 对于装配式建筑来说，其最为常用的保温形式就是外墙预制夹心保温墙体的方式。 虽然不会将预制夹心保温墙体面积归入到容积率当中， 但是要确保建筑面积不能超出总建筑面积的 3%。不同类型的建筑节能保温形式对于建筑计容面积计算、套内使用面积计算、墙身节点的构造设计方式等等都有相应影响， 所以在进行项目设计过程中要确定建筑节能形式， 从而有效控制项目后续的技术经济指标和构造成本等内容。

3.3 应用BIM技术制作预制构件分布图

装配式建筑采用预制配件及构件与现场浇筑相结合的施工方式，因此在施工图设计阶段需要根据前期现场勘查所获取的场地面积、场地分区等资料应用图例呈现出预制构件及现场浇筑的位置与范围。同时，预制外墙外饰面的制作方法不同，对于预制构件及配件的尺寸、施工等也有不同的要求。因此需要区分预制构件与主体结构之间的分缝线位置。传统施工图制作方法以平面或CAD制图为主，虽然能够对预制构件与现场浇筑主体进行立体化表达，但是存在信息指示不明确、功能单一的问题。为此，可采用具有出图性、可视性等优势的BIM技术制作预制构件的平面分布以及立面分布图，将外墙板、阳台板等预制装配式构件的位置、其与轴线的尺寸关系等明确标出。同时采用立体化形式表达预制外墙外饰面的铺贴与分缝的形式。

3.4 注重装配式建筑经济性与技术性的统一

不同预制构件生产工艺、生产周期等具有较大的差异性，因此其成本费用也不尽相同。同时，预制构件从工厂运送至施工现场也需要花费较多的运输费用。为此，在项目设计阶段需要合理选择预制构件材料及生产厂家。例如可用本地生产的钢材与墙体材料，如果项目规模较大，也可以由建设方投资成立专业生产公司，可以有效降低预制构件生产成本。同时，在装配式建筑结构设计阶段，需要保证建筑物具有较好的性能，如部分地区属于地震多发区，可采用钢结构装配式建筑，其上部重量低，具有较好的抗震效果。在经济算量时需要明确列出预制构件的信息，利用计算机统计与分析技术形成预制构件经济算量清单，套用相关的公式或方程式对装配式建筑项目进行概算，以确定预制构件的数量、单价等，为后续预制构件的生产、施工等奠定良好基础。

3.5 借助BIM技术对项目设计进行防碰撞测试

装配式建筑项目设计包含诸多分项工程的设计，如现场浇筑构件设计、预制构件设计、水电暖管线设计等。以建筑构件设计为例，其包括建筑构件生产工艺设计、装配工艺设计、维护工艺设计等，各项设计方案需要相互协同并且不能产生冲突。BIM技术的防碰撞测试能够智能优化建筑构件设计方案，将设计流程、施工流程等集中在同一模型中，继而提高设计的科学性。具体流程如下图1所示。

图1 基于BIM技术的装配式建筑构件设计流程图

4 结语

相对于传统建筑来说，装配式建筑具有施工周期短、施工质量佳、经济与生态效益兼具的优势，是当前国家倡导的建筑形式。在装配式建筑项目设计阶段，需要综合考虑装配式建筑的装配率、结构体系节能形势、面积计算范围、经济性与技术性，并且需要应用现代科学技术，如BIM技术构建装配式建筑及建筑构件三维数字化模型图，将项目设计可视化，避免各项目设计方案发生冲突，继而为后续的装配式建筑建设施工奠定良好的基础。