趙曉旭

(北京中環(huán)世紀工程設計有限責任公司 北京 100089)

預制裝配式建筑，相較于傳統(tǒng)的建筑形式，在施工過程和實際使用上均具有較明顯的優(yōu)勢。在施工過程中受環(huán)境氣候影響較小、施工效率高、所需勞動力少；在實際使用上空間的劃分靈活多變、空間利用率高。雖然預制裝配式建筑具有諸多優(yōu)點，但是由于預制裝配式建筑需要先行生產(chǎn)預制構(gòu)件，然后將預制構(gòu)件運至施工現(xiàn)場，再經(jīng)過機械設備組裝而成。因而，在建筑設計中掌握預制裝配式建筑流程及要點具有重要的現(xiàn)實意義。

一、預制裝配式建筑設計特征

隨著預制裝配式建筑興起及發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的建筑模式逐漸被改變和取代。由于預制裝配式建筑在實際施工中更易受到施工的管理水平和技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝、建設周期及施工運輸?shù)葪l件的影響。因此需要建設單位、設計單位、施工單位、生產(chǎn)廠家等相關(guān)單位密切協(xié)作配合。所以，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑的設計工作相比，預制裝配式建筑的設計工作的特征主要表現(xiàn)為以下五個方面：

(一)精確化的成本。預制裝配式建筑構(gòu)配件的生產(chǎn)加工以設計成果為依據(jù)，同樣的裝配率條件下，對于不同預制構(gòu)件拆分方案的投入成本也存在明顯的差異。所以預制裝配式建筑設計方案越合理，成本控制就會越精確。

(二)一體化的配合。為實現(xiàn)施工組織與主體構(gòu)件、預制構(gòu)件、裝修部品及設備管線一體化的目標，預制裝配式建筑設計需密切配合相關(guān)專業(yè)和構(gòu)配件廠家。

(三)模數(shù)化的設計。通過建筑模數(shù)的控制方式，實現(xiàn)建筑、構(gòu)件及部品之間的統(tǒng)一，使模數(shù)化控制進一步發(fā)展為模塊化組合，從而實現(xiàn)標準化。

(四)精細化的流程。相較于傳統(tǒng)建筑設計流程，預制裝配式建筑設計增加了前期技術(shù)策劃與預制構(gòu)件加工圖兩項設計工作。所以，施工流程更加全面化，設計流程更加精細化。

(五)信息化的技術(shù)。BIM(建筑信息模型)技術(shù)是將功能信息、物理信息以及幾何信息通過數(shù)字信息技術(shù)呈現(xiàn)，用以支持建筑工程全生命周期內(nèi)的決策、建設、管理和運營。在預制裝配式建筑設計中運用BIM技術(shù)實現(xiàn)預制構(gòu)件設計精確度的提升。

二、預制裝配式建筑設計流程

(一)技術(shù)策劃階段。為保證預制構(gòu)件標準化程度及技術(shù)路線合理性，技術(shù)策劃階段，設計單位應對建設項目的定位、規(guī)模、生產(chǎn)目標、成本投入及外部施工環(huán)境進行全面考察，并與建設單位共同討論決定技術(shù)實施的具體方案，后續(xù)開展設計工作需以此技術(shù)方案作為依據(jù)。

(二)方案設計階段。以前期的技術(shù)策劃為依據(jù)開展平立剖面及造型設計方案。造型形式應結(jié)合裝配式建造方式的特點并考慮構(gòu)件生產(chǎn)加工的經(jīng)濟性。平面設計方案應密切結(jié)合建筑使用功能，并依據(jù)預制構(gòu)件設計“多組合、少規(guī)格”的原則，盡可能實現(xiàn)統(tǒng)一化和標準化，尤其是關(guān)于住宅套型設計。

(三)初步設計階段。協(xié)同設計在預制裝配式建筑的初步設計階段具有重要意義。協(xié)同設計不僅包括建設單位、設計單位、施工單位、構(gòu)件生產(chǎn)廠家等外部協(xié)同設計，亦包括各設計單位之間及設計單位內(nèi)部各專業(yè)之間的協(xié)同設計。預制裝配式建筑底部現(xiàn)澆加強區(qū)層數(shù)應結(jié)合底部干掛石材層數(shù)調(diào)整進行同步更正。

(四)施工圖設計階段。初步設計階段制定的技術(shù)措施應作為施工圖設計的基礎。各專業(yè)應根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)提供的預制構(gòu)件、設施設備、內(nèi)裝部品等設計參數(shù)開展施工圖設計，并充分設備管線預埋預留方案。此外，各專業(yè)應特別注意建筑連接點處的保溫、隔聲、防火、防水等設計事項。

三、預制裝配式建筑設計要點

由于我國現(xiàn)階段預制裝配式建筑多用于住宅建筑，以下主要以住宅建筑為例簡述預制裝配式建筑設計要點。

(一)規(guī)劃設計要點。規(guī)劃設計應滿足建筑退線、間隔距離、房間采光及通風等要求，優(yōu)先選用住宅單元套型模塊進行組合。預制裝配式建筑施工應提前考慮施工組織開展流程，有效鏈接各施工工序，保證施工效率。由于預制構(gòu)件的吊裝，需運至吊塔覆蓋的范圍內(nèi)，因此必須在總平面設計中充分考慮并合理規(guī)劃運輸通道。合理布置安排預制構(gòu)件堆放位置及面積，根據(jù)現(xiàn)場實際施工方案及現(xiàn)場情況選擇適宜的吊塔噸位及位置，從而精確控制構(gòu)件運輸環(huán)節(jié)，提升場地使用率。

(二)平面設計要點。以模數(shù)協(xié)調(diào)為基礎，裝配式建筑平面設計應對套型模塊種類和尺寸進行優(yōu)化，預制構(gòu)件與住宅內(nèi)裝部品應實現(xiàn)標準化、系列化、通用化，結(jié)合住宅產(chǎn)業(yè)化相配套的應用型技術(shù)，在降低工程成本的同時提升施工效率。布局方式上，應優(yōu)先選用大空間布局，并合理布置管井及承重墻，從而實現(xiàn)空間布局靈活自由。明確套內(nèi)各功能空間布局，結(jié)構(gòu)合理選型有效減少套內(nèi)承重墻體。

(三)立面設計要點。根據(jù)系列化、標準化、模塊化的套型組合特點，通過不同外墻組件的靈活組合,不同的飾面材料表現(xiàn)出不同色彩和紋理的變換，呈現(xiàn)出工業(yè)化建筑立面效果的特點。預制裝配式建筑的混凝土預制組件、外裝飾組件、空調(diào)板、陽臺、門窗等預制外墻構(gòu)件靈活組合可以充分發(fā)揮預制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的裝飾效果，使其外觀設計呈現(xiàn)預制裝配式建筑特點。外門窗以滿足通風采光為基礎，調(diào)整窗口大小、比例以及窗框形式，調(diào)整空調(diào)、陽臺的形狀和位置,通過裝飾組件組合實現(xiàn)立面設計的自由多樣化。

(四)預制構(gòu)件設計要點。預制構(gòu)件設計依據(jù)模數(shù)化、標準化原則可提高構(gòu)件標準化程度，減少構(gòu)件類型，進一步降低工程項目成本。預制構(gòu)件設計應充分考慮構(gòu)件大小，項目區(qū)域構(gòu)件生產(chǎn)運輸能力，構(gòu)件耐火性及耐久性，成品保護的可行性、安全性及生產(chǎn)地便利性。預制外墻板應按照不同地區(qū)氣候要求進行保溫隔熱防水設計，并選擇經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)類型。用于潮濕房間的墻體應該滿足防水性能，衛(wèi)浴、設備等安裝及其他構(gòu)件連接應安全可靠，與主體結(jié)構(gòu)及承重墻體進行連接的建筑構(gòu)件，應滿足抗震要求。除開間較大或平面復雜的樓層應采用現(xiàn)澆樓板外，應選擇疊合樓板，樓板與墻體、樓板與樓板連接處應保證結(jié)構(gòu)完整性。

(五)專業(yè)協(xié)同設計要點。預制裝配式建筑應符合抗震設計要求。柱、承重墻、門窗洞口應該從下到上對齊排成一列，不宜采用轉(zhuǎn)角窗。專業(yè)協(xié)同設計應該考慮公共區(qū)域垂直管井位置、大小和共享實際性。住宅廚房和衛(wèi)生間排風管道應確定位置和大小，確定配電箱位置，住宅臥室、客廳需預留設備安裝位置并設置預埋件。