■陳宇翔
(義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 金華 322000)
在現(xiàn)如今的建筑行業(yè),裝配式建筑逐漸成為十分常見(jiàn)的建筑形式,與常規(guī)建筑相比,在施工效率、專(zhuān)業(yè)性等方面具有諸多優(yōu)勢(shì)。另外,裝配式建筑正式施工之前,墻體、管道等均采用預(yù)制的方式,完成提前預(yù)制之后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)便可以直接安裝,不僅施工效率高,還保證了施工質(zhì)量與規(guī)范性。但是裝配式建筑在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也必須要制定完善的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,為預(yù)制、安裝施工等明確標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建,立足于項(xiàng)目的全過(guò)程,展開(kāi)科學(xué)有效的分析,才能夠保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系的可行性。
作為建筑領(lǐng)域的一種新形式,裝配式建筑在當(dāng)前社會(huì)中受到廣泛關(guān)注,并且受到行業(yè)從業(yè)者與廣大群眾的青睞,總結(jié)裝配式建筑特征,包括以下幾點(diǎn)。
1.裝配式建筑設(shè)計(jì)階段,采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)具有信息化特點(diǎn)。因?yàn)榻M織裝配式施工期間會(huì)運(yùn)用通用型號(hào)的構(gòu)件進(jìn)行安裝,所以設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn),采用構(gòu)件質(zhì)量控制方面也有明顯的要求[1]。另外,開(kāi)始施工的過(guò)程中,所有構(gòu)件信息、施工過(guò)程數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)等,均可以上傳到信息化系統(tǒng)中統(tǒng)一管理,加強(qiáng)了信息化管理水平。
2.裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比功能具有現(xiàn)代化特點(diǎn)。因?yàn)檠b配式建筑設(shè)計(jì)、安裝施工環(huán)節(jié),構(gòu)配件選擇、機(jī)電和給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)均會(huì)運(yùn)用綜合施工方法,現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)部門(mén)之間的協(xié)調(diào)性更強(qiáng),建筑工程保溫性、節(jié)能性、吸聲性更強(qiáng),加之一些裝配式建筑全面引用了智能化機(jī)電系統(tǒng),所以為裝配式建筑功能賦予了信息化、數(shù)字化的特點(diǎn)。正因如此,裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)與安裝環(huán)節(jié)也體現(xiàn)出極高的自動(dòng)化水平,采用的構(gòu)件是預(yù)制產(chǎn)品,通過(guò)流水線自動(dòng)化生產(chǎn)獲得,產(chǎn)品本身具有較高的精度與質(zhì)量保障,將其運(yùn)用在現(xiàn)場(chǎng)安裝施工環(huán)節(jié),有利于縮短施工時(shí)間,降低現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)難度,提升裝配式建筑整體質(zhì)量[2]。
3.裝配式建筑的安裝施工效率更高,在提前預(yù)制構(gòu)件之后,便可以將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),通過(guò)機(jī)械吊裝、安裝連接等方式進(jìn)行組裝,這一環(huán)節(jié)無(wú)需再次制作構(gòu)件,只需要裝配施工。所以對(duì)比傳統(tǒng)建筑模式施工時(shí)間縮短,也可以達(dá)到控制成本的目的?,F(xiàn)場(chǎng)所有原材料管控效果更加理想,降低了工程管理難度。
裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系包括諸多集成系統(tǒng),例如建筑結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備與水管線系統(tǒng),站在建筑行業(yè)角度,各個(gè)集成系統(tǒng)之間相互配合,是保證建筑質(zhì)量與功能完善的重要前提。每個(gè)集成系統(tǒng)彼此之間必然會(huì)受影響,若其中任何一個(gè)集成系統(tǒng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)欠缺完整性,或者配合度差,便會(huì)對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)、管理控制、整體質(zhì)量帶來(lái)影響[3]。裝配式建筑與現(xiàn)澆建筑相比,所有構(gòu)件之間必須要緊密配合,每個(gè)重要構(gòu)件設(shè)計(jì)、銜接均有不同的要求。所以,獨(dú)立構(gòu)件的規(guī)格與尺寸參數(shù)在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化這一方面,要保證銜接位置規(guī)范性,以此提升裝配式建筑安裝施工效率,保證裝配式建筑整體質(zhì)量。
構(gòu)建裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,在前期的標(biāo)定階段需要考慮的因素比較多,應(yīng)該立足于裝配式建筑施工需要達(dá)到的不同目標(biāo),其中包含功能設(shè)置的合理性、結(jié)構(gòu)完善性、建筑工程綠色環(huán)保程度等[4]。為了達(dá)到以上目標(biāo),需要遵循一系列構(gòu)建原則,具體包括以下幾點(diǎn):
(1)裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建需要明確基本思路,有完善的標(biāo)準(zhǔn),并且滿(mǎn)足裝訂設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)法基本原則,保證核心標(biāo)準(zhǔn)與工作方案、規(guī)劃內(nèi)容一致;(2)裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建理論在實(shí)踐中要保證合理,合理規(guī)劃系統(tǒng)和內(nèi)部包含的各個(gè)子系統(tǒng)的關(guān)系,將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系中的各項(xiàng)內(nèi)容合并、分解,從而滿(mǎn)足裝配式建筑施工要求,加強(qiáng)各個(gè)構(gòu)件之間銜接、結(jié)構(gòu)調(diào)整合理性;(3)裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)有大量的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和符號(hào),構(gòu)件體系階段要盡可能地統(tǒng)一,以免設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系在后期應(yīng)用的過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象。另外,則要遵循共性提升原則,相關(guān)內(nèi)容合并之后加強(qiáng)結(jié)構(gòu)緊湊性、系統(tǒng)規(guī)范性,杜絕內(nèi)容重復(fù)、脫節(jié)等現(xiàn)象;(4)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系在當(dāng)前行業(yè)環(huán)境下,必須要融合先進(jìn)技術(shù)、材料與一些新工藝,總結(jié)裝配式建筑發(fā)展方向,滿(mǎn)足新時(shí)期環(huán)境下新技術(shù)材料等標(biāo)準(zhǔn)要求;(5)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系期間所涉及到的所有方法必須要清晰明確,并且劃分為強(qiáng)、弱兩種體系,以強(qiáng)體系為主體著重構(gòu)建[5]。將不同標(biāo)準(zhǔn)所具有的聯(lián)系清晰地反映出來(lái),提升設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系操作可行性,在今后裝配式建筑施工過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用[6]。
裝配式建筑在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)比傳統(tǒng)建筑,無(wú)論是建筑理念還是工藝技術(shù)均進(jìn)行了創(chuàng)新與優(yōu)化,采用現(xiàn)代化管理模式,著重體現(xiàn)設(shè)計(jì)的層次性。所以基于裝配式建筑全壽命周期范圍內(nèi)裝配式建筑設(shè)計(jì)工作,構(gòu)建設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系也必須要體現(xiàn)出層次性的特點(diǎn)[7]。一般情況下構(gòu)建裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系可以劃分三個(gè)層次:一為綜合性層次。劃分綜合性層次往往是將建筑群、單體建筑中所有的建筑系統(tǒng)作為基本對(duì)象或者組成元素,全方位了解綜合性層次的設(shè)計(jì)任務(wù)、裝配式建筑所在位置整體面積、功能需求、設(shè)計(jì)風(fēng)格等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。二為通用層次。劃分通用層次要將建筑系統(tǒng)與建筑所屬類(lèi)型當(dāng)做基本對(duì)象,根據(jù)空間結(jié)構(gòu)要求劃分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將所有裝配式建筑分類(lèi)技術(shù)與管理途徑全部組合。三為專(zhuān)用層次。該層次的劃分標(biāo)準(zhǔn)為單一技術(shù),期間還需要掌握實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的有效方法與手段,明確專(zhuān)項(xiàng)層次標(biāo)準(zhǔn),保證裝配式建筑設(shè)計(jì)規(guī)范性[8]。
裝配式建筑設(shè)計(jì)與后期安裝施工階段,立足于宏觀視角呈現(xiàn)出線性狀態(tài),傳統(tǒng)形式建筑的設(shè)計(jì)工作是以建造為前提,充分考慮建筑整體性。裝配式建筑雖然具有復(fù)雜性,但傳統(tǒng)建筑形式所體現(xiàn)的線性狀態(tài)卻相對(duì)減弱[9]。預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)與安裝施工,除了要做好建造邏輯處理工作,還應(yīng)該加強(qiáng)這兩項(xiàng)環(huán)節(jié)所有流程安排合理性。構(gòu)建裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,期間涉及到諸多子系統(tǒng),為了能夠保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用的可行性與可操作性,建議采用一體模塊化設(shè)計(jì)理念,從線性過(guò)渡為系統(tǒng),期間還包括設(shè)計(jì)建造維度、實(shí)體系統(tǒng)信息系統(tǒng)、建造設(shè)計(jì)操作等諸多環(huán)節(jié)。
結(jié)合裝配式建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求,構(gòu)建設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系需要運(yùn)用到BIM技術(shù),在當(dāng)前信息化時(shí)代下,建筑行業(yè)信息化建設(shè)越來(lái)越深入,裝配式建筑設(shè)計(jì)工作也開(kāi)始廣泛應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)手段[10]。例如,G5軟件已經(jīng)在預(yù)制裝配式建筑中有非常廣泛的運(yùn)用,其作用在于逐漸實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模裝配式建筑建設(shè),不僅能夠節(jié)省成本,還切實(shí)提升了施工效率。當(dāng)前BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建中運(yùn)用,對(duì)于行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新而言是非常有效的先進(jìn)技術(shù)手段之一。
通常BIM技術(shù)需要結(jié)合信息技術(shù)、綠色環(huán)保技術(shù),基于物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代環(huán)境下,樹(shù)立互聯(lián)網(wǎng)理念以提升裝配式建筑設(shè)計(jì)工作質(zhì)量為目標(biāo),發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)將裝配式建筑工期縮短,并且達(dá)到節(jié)能降耗的目的。裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)采用BIM技術(shù),真正實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)一次性設(shè)計(jì)、洞口預(yù)留以及戶(hù)型組合拼裝[11]。與傳統(tǒng)建筑形式對(duì)比,大大緩解了重復(fù)性設(shè)計(jì)這一問(wèn)題。除此之外,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建還可以應(yīng)用一體化設(shè)計(jì)技術(shù),裝配式建筑技術(shù)前期預(yù)制生產(chǎn)與安裝施工環(huán)節(jié)關(guān)系非常密切,并且存在于建筑生產(chǎn)全過(guò)程中,采用先進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式,發(fā)揮出裝配式建筑預(yù)制化這一特征,在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)上融合一體化設(shè)計(jì)技術(shù),在組件拆分、生產(chǎn)與組合等方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檠b配式建筑比較特殊,內(nèi)墻裝飾層能夠預(yù)制填充墻體,采用保溫材料與防水材料均可以提前預(yù)制完成,隨后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)便可以獲得一體化墻體。從材料性能與后期使用效果方面呈現(xiàn)出良好的保溫性、防水性、穩(wěn)定性特征。一般制作一體化墻體在建筑工程中使用,在當(dāng)前行業(yè)環(huán)境下得到廣大從業(yè)者的青睞[12]。
裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù),在現(xiàn)有基礎(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將其劃分為多個(gè)獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)模塊,由設(shè)計(jì)人員制定設(shè)計(jì)規(guī)范,明確不同模塊邊界條件,即便各個(gè)模塊獨(dú)立,在設(shè)定的邊界條件要求下相互構(gòu)建全新的系統(tǒng)。模塊化系統(tǒng)分解之后,獲得各個(gè)層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)模塊。設(shè)計(jì)人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模塊與設(shè)計(jì)需求重新組合,為輸出賦予多樣性特點(diǎn)。搭建模塊化系統(tǒng)要在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用分散化技術(shù)為獨(dú)立模塊提供活力,使其能夠組建成為不同的簇群以及生態(tài)系統(tǒng)[13]。經(jīng)過(guò)分解、分級(jí)、規(guī)則、選擇、組合之后,完成設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建。例如,房屋居住工程可以根據(jù)不同的功能,將空間劃分為臥室、起居室、廚衛(wèi)等各個(gè)功能區(qū)域,而這些功能區(qū)域都可以被稱(chēng)作單位功能空間模塊,將其二次分解之后得到子模塊,分別對(duì)應(yīng)單一的居住行為,即為單一功能空間模塊。采用模塊化設(shè)計(jì)方法,在工業(yè)化建筑的設(shè)計(jì)工作中是非常有效的手段之一。利用不同的組合搭配方式達(dá)到裝配式建筑產(chǎn)品生產(chǎn)定制的目的,有利于節(jié)省開(kāi)發(fā)成本支出,提高設(shè)計(jì)工作效率,還能夠利用模塊化生產(chǎn)的方式達(dá)到規(guī)模效應(yīng),將設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)化,在當(dāng)前行業(yè)環(huán)境下不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案,充分利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)資源,確保最終設(shè)計(jì)產(chǎn)品滿(mǎn)足客戶(hù)要求。最后建議采用個(gè)性化設(shè)計(jì)技術(shù),基于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式為裝配式建筑產(chǎn)品賦予個(gè)性化、多樣化特征。針對(duì)一些有特殊要求的關(guān)鍵技術(shù),可以搭建以客戶(hù)驅(qū)動(dòng)為前提的開(kāi)放式架構(gòu)模型,加強(qiáng)規(guī)模生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。
裝配式建筑整體來(lái)說(shuō)呈現(xiàn)出綜合性的特點(diǎn),尤其是集成體系的構(gòu)建,其中包括建筑結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備、外維護(hù)、排水管線內(nèi)裝等各個(gè)系統(tǒng),且這些系統(tǒng)之間聯(lián)系非常緊密,若是其中一個(gè)流程控制不到位,必然會(huì)影響到裝配式建筑整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。所以,對(duì)于裝配式建筑各個(gè)系統(tǒng)的銜接需要保證標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化,這是裝配式構(gòu)件預(yù)制加工非常重要的前提,也是保證后期安裝施工質(zhì)量的關(guān)鍵性手段[14]。結(jié)合當(dāng)前裝配式建筑發(fā)展情況,在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用方面依然面臨一些問(wèn)題,例如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容完善與創(chuàng)新、與各個(gè)施工環(huán)節(jié)的融合等。為了能夠加強(qiáng)涉及標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用的可操作性,要注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
(1)結(jié)合當(dāng)前裝配式建筑的模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)以及尺寸協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),編制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,尤其是裝配式建筑尺寸參數(shù),其中涉及到建筑電梯間、廚衛(wèi)等各個(gè)功能區(qū)域尺寸;(2)經(jīng)典的裝配式建筑要以業(yè)主提出要求為基準(zhǔn)制定設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)與模塊,所有系統(tǒng)之間的銜接也要保證標(biāo)準(zhǔn)化。例如,我國(guó)現(xiàn)有一線城市的人口基數(shù)龐大,針對(duì)保障性裝配式建筑的設(shè)計(jì)要提前展開(kāi)調(diào)查,確定設(shè)計(jì)符合多數(shù)人員需求便可以確定其滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。另外,對(duì)于施工技術(shù)的選擇,也要在預(yù)置構(gòu)件生產(chǎn)不同系統(tǒng)緊密銜接這方面著手,制定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與安裝提供參考;(3)裝配式建筑在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),所有設(shè)計(jì)人員必須要全面了解標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要求,按照裝配式建筑所有系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)與方法要求,掌握不同設(shè)計(jì)方法的操作技巧,并且將現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與裝配式建筑設(shè)計(jì)、后期安裝施工等環(huán)節(jié)充分融合。
裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系在實(shí)踐應(yīng)用中,在系統(tǒng)工程學(xué)理論的基礎(chǔ)上構(gòu)建霍爾三維結(jié)構(gòu)模型,以此為前提衍生出空間六維模型,這是裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系得以全面應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。要明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建流程、依存主體,詳細(xì)劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型[15]。其中,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系的依存主體要立足于各個(gè)設(shè)計(jì)階段、對(duì)象、性質(zhì)分別展開(kāi)分析。根據(jù)方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、構(gòu)件加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)提出的要求,明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容。結(jié)合前期調(diào)查采集到的裝配式建筑各項(xiàng)數(shù)據(jù),加強(qiáng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用的可行性與針對(duì)性。在對(duì)象組成方面,按照對(duì)象建筑實(shí)際應(yīng)用功能主要有居住建筑、工業(yè)建筑、公共建筑和農(nóng)業(yè)建筑這幾種類(lèi)型,設(shè)計(jì)階段按照各個(gè)建筑類(lèi)型有明確的側(cè)重點(diǎn)。性質(zhì)組成方面具體包括技術(shù)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)這兩項(xiàng)工作。創(chuàng)建裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,其中包含六個(gè)基本維度,即階段維度、級(jí)別維度、等級(jí)維度、屬性維度、對(duì)象維度、性質(zhì)維度。每個(gè)維度分別包括不同的內(nèi)容,后期應(yīng)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系也要以這六個(gè)維度為主,綜合考慮裝配式建筑設(shè)計(jì)需求。滿(mǎn)足綠色環(huán)保、節(jié)能降耗功能性要求的同時(shí),也能夠符合經(jīng)濟(jì)性、專(zhuān)業(yè)性、規(guī)范性等技術(shù)方面的規(guī)定,這是裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用最為關(guān)鍵的問(wèn)題。
綜上所述,構(gòu)建裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,需要結(jié)合裝配式建筑整體特征以及設(shè)計(jì)工作要求,立足于六個(gè)維度進(jìn)行構(gòu)建。期間必須要保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容的清晰性、針對(duì)性與指導(dǎo)性,能夠在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與安裝施工等環(huán)節(jié)體現(xiàn)出其實(shí)質(zhì)作用,提高裝配式建筑設(shè)計(jì)施工安裝效率。
太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2021年5期