金 艷，楊先瑞

（云南省設計院集團有限公司，云南 昆明 650228）

0 引言

預制裝配式建筑是建筑工業(yè)化發(fā)展的重要表征，實現(xiàn)建筑設計方案、技術支撐與審美價值的創(chuàng)新，能夠為我國未來裝配式住宅設計工作提供現(xiàn)實借鑒意義，促進建筑設計質(zhì)量與效率的雙重提高。

1 建筑精細化設計要點

1.1 裝配式住宅精細化設計

1.1.1 平面設計

結合裝配式住宅的結構特性確定模數(shù)系列，建立標準化功能模塊，在此基礎上結合住宅定位形成套型模塊，根據(jù)不同組合形式建立最終單元模塊。在建筑平面設計上，采用大空間平面布局，針對承重墻、管井位置進行靈活設計，盡量減少套內(nèi)承重墻體，選用內(nèi)隔墻進行套內(nèi)功能空間的劃分，借此優(yōu)化結構選型，滿足家庭對于住宅使用功能的需求。

1.1.2 立面設計

基于標準化、模塊化設計原則進行立面設計，通常裝配式住宅在建筑外墻上選用裝配式混凝土外墻板、空調(diào)板以及裝飾構件，利用不同飾面材料與色彩變化塑造出立面效果。例如依托工廠預涂刷涂料、裝飾材料反打、肌理混凝土一體化工藝進行預制外墻板的生產(chǎn)，并針對連接構造等進行工藝試驗，保證預制外墻板質(zhì)量；在外墻門窗設計上，主要通過調(diào)節(jié)門窗尺寸、采用窗框分隔等形式進行門窗靈活布局；在陽臺、空調(diào)板等裝飾構件的設計上，通過調(diào)整構件位置、改變構件形狀，營造出自由多變的立面裝飾效果，塑造出不同裝配式住宅建筑立面的差異化風格。

1.2 預制構件精細化設計

1.2.1 預制混凝土墻板

預制混凝土墻板主要結合建筑造型或室內(nèi)采光、通風等條件，采用預留門窗洞口形式設計，形成相應的立面效果。以西蒙斯樓設計為例，該建筑選用工廠預制混凝土墻板，在墻板上開設有5 個大規(guī)格洞口和若干個規(guī)則小洞口，在建筑表面形成多孔結構幕墻，與建筑整體立面及平面相連。在建筑內(nèi)部各房間均開設9 個規(guī)格為0.6m×0.6m 的窗口，墻體厚度為0.5m，將大規(guī)格洞口與小規(guī)格洞口相結合，可有效改善采光效果、促進空氣流動，營造整體活躍、局部規(guī)整的建筑效果[1]。

1.2.2 預制玻璃幕墻

預制玻璃幕墻將幕墻與門窗進行一體化設計，采用工廠預制玻璃幕墻板塊，針對分格方式進行精細化設計，各幕墻單元均由雙層玻璃構成，依托簡潔立面發(fā)揮圍護結構與建筑裝飾雙重功能，在外部自然空氣與建筑內(nèi)部暖通的配合下形成垂直微循環(huán)體系，強化玻璃幕墻的保溫隔熱效果，起到節(jié)能、美觀與實用效果[2]。

1.2.3 預制單元模塊

全預制模塊采用工廠預制的承重結構與圍護結構，集成內(nèi)部隔墻、管道等單元構件，基于標準連接節(jié)點構造形式進行現(xiàn)場組裝，并且采用全預制模塊的建筑在立面上支持一次成形，可選用不同建筑材料、花紋、色彩等進行建筑立面、門窗等部位的裝修設計，創(chuàng)造較好的裝飾效果。半預制單元模塊同樣選用工廠預制承重和圍護結構，內(nèi)部未集成隔墻類單元構件或功能設施，支持現(xiàn)場快速安裝[3]。

1.2.4 預制樓梯

高層住宅建筑主要采用預制裝配式混凝土樓梯，由生產(chǎn)廠家針對樓梯結構、構件類型、截面尺寸和配筋進行統(tǒng)一設計，在構件生產(chǎn)過程中針對同一模板可實現(xiàn)循環(huán)使用，對于構件截面尺寸、平整度與垂直度等指標提出嚴格要求，可有效規(guī)避以往模板重新拼裝產(chǎn)生的誤差，提高生產(chǎn)精度，并且具有吊裝工藝簡單、成品質(zhì)量標準高、預制構件連接可靠、無須增設模板支撐體系、節(jié)能減排以及降低工程造價等優(yōu)勢性能，被廣泛應用于高層住宅。

2 精細化理念、 全裝修設計與BIM 技術在預制裝配式建筑設計中的具體應用

2.1 項目概況

本項目是位于云南安寧市的一個高層住宅小區(qū)，占地面積為57911.01m2，總建筑面積為267956.61m2，容積率為3.498。本項目共包含10 棟高層住宅、2 棟多層商業(yè)及配套用房、地下室，結構形式為鋼筋混凝土剪力墻結構，其中全部高層住宅出地面部分均采用裝配式技術實施。該項目中所有住宅均依照產(chǎn)業(yè)化要求進行設計與建造，采取裝配式室內(nèi)全裝修施工方案，基于精細化理念、全裝修設計與BIM 技術的配合，實現(xiàn)預制裝配式住宅的精細化設計。

2.2 精細化設計

2.2.1 裝配式建筑標準化設計

本項目分兩種戶型：A 戶型和B 戶型，其中，A 戶型8 棟，B戶型2 棟。本項目的拆分原則是依照同跨度板跨盡量統(tǒng)一模板，減少模具數(shù)，進而提高標準化水平。整個項目以“少規(guī)格、多組合”為原則，將5 個不同戶型相互組合，形成A、B 兩種標準層平面，并針對兩種標準層平面的核心筒進行統(tǒng)一。

2.2.2 結構形式設計

全部高層住宅出地面部分均采用裝配式技術實施，項目外墻及主體部分整體采用高精度模板工藝進行豎向構件的現(xiàn)澆混凝土施工，其中標準層除衛(wèi)生間、部分公共區(qū)域外均采用疊合樓板（如圖1 所示）。樓內(nèi)各層樓梯、陽臺板、空調(diào)板、裝飾梁柱等均為預制構件，在工廠完成構件的部分預制，將其運送至現(xiàn)場進行吊裝，需完成臨時支撐架結構的設計，避免在后續(xù)安裝環(huán)節(jié)影響到施工安全性。非受力內(nèi)隔墻部分采用高精度砌塊薄抹灰技術。項目單體及外立面采用模數(shù)化設計，采用預制構件，并盡可能多的選用通用部品部件。

圖1 疊合樓板設計

2.2.3室內(nèi)全裝修設計

本項目依照《裝配式建筑評價標準》要求采用全裝修成品交房，項目全戶型均進行全裝修設計，選取輕鋼龍骨隔墻作為戶內(nèi)隔墻，利用涂裝板進行墻面板裝修，選用模塊式快裝采暖地面，選取快裝龍骨吊頂進行室內(nèi)各功能區(qū)域設計，配合整體櫥柜、集成窗套等家具，并針對室內(nèi)部品進行統(tǒng)一安裝，為業(yè)主提供以簡裝為基礎的菜單式裝修方案。

項目采用裝配式整體浴室（也稱整體衛(wèi)浴、集成衛(wèi)浴，其分解圖如圖2 所示），選用新型高科技材料，經(jīng)過工廠預制化生產(chǎn)，完成衛(wèi)生間地面、墻面、天花的統(tǒng)一設計，并在項目施工現(xiàn)場通過拼接的方式進行整體組裝，實現(xiàn)出整體衛(wèi)生間效果。該裝配式衛(wèi)生間集成洗漱、如廁、沐浴等配套設施，借鑒汽車生產(chǎn)流程實現(xiàn)精密化生產(chǎn)，僅需4h 即可完成一整套浴室的整體安裝。

2.2.4 BIM 技術應用

圖2 裝配式衛(wèi)浴分解

首先，采用BIM 技術建立裝配式住宅建筑整體結構的三維模型（如圖3 所示），針對疊合樓板、預制樓梯、ALC 預制墻板等預制裝配構件進行精確數(shù)字模塊化處理，實行模塊化設計預拼裝組合，以此優(yōu)化預制模塊，降低工程造價，實現(xiàn)經(jīng)濟性目標，同時可指導預制，如對接自動化預制設備、實現(xiàn)預制自動化，結合三維掃描等技術在出廠前對比預制與設計誤差，保證預制構件的精確度。其次，采用BIM 技術建立建筑內(nèi)部的三維模型，融合電氣管線、給排水管線、暖通管線等，保證上述管線做到合理排布、精確定位，指導管線在混凝土構件、裝配墻板中實現(xiàn)精確預埋、預留，有效避免現(xiàn)場打鑿安裝或綜合管線打架等問題。最后，采用BIM 技術通過模擬施工指導施工流程，能夠為后續(xù)裝配式住宅建筑的具體施工作業(yè)提供重要指導，提高施工管理水平與效能。

圖3 BIM 技術建立的三維模型

3 結論

當前預制裝配式建筑的市場份額逐步增大，為建筑設計領域提供新的發(fā)展方向，對此還需整合技術、資源、空間、主體等要素進行建筑設計與生產(chǎn)方式的動態(tài)更新，進一步推動建筑行業(yè)的規(guī)劃化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。