预制装配式住宅设计研究与应用

葛芸

[摘 要]近年来，随着我国建筑行业发展水平的不断提高，对建筑设计提出了更高的标准和要求。作为一种新型的建筑形式，预制装配式建筑对比传统的建筑形式，具有非常明显的优势。文章简要分析了预制装配式建筑的设计的应用。

[关键词]预制装配式；设计；应用

中图分类号：TU241 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0372-01

引言

在我国力求建设资源节约型、环境友好型的美丽中国的大背景下，在“低碳经济”、“绿色建筑”等新兴观念的引导下，转变住宅的设计方法，改革住宅建造方式，大力发展预制装配式住宅，显然已成为我国住宅建筑发展的必然趋势。

一、预制装配式住宅的设计研究背景

预制装配式结构（Prefabricatedconcrete，简称PC）是一种经装配、连接和部分现浇而成的混凝土结构，它的主要构件为预制构件。该结构体系在国外现已发展并成熟起来，被大量应用于住宅设计建设中，而在我国国内则刚刚起步，发展前景和空间都相当可观，而且在政府积极地政策倾斜下，发展得也会越来越快，技术发展也会更加完善。但是在迅速发展得同时也会面临一些无法避免的问题，在我国的住宅建设中，现浇结构体系大多被应用于混凝土结构当中。该建筑施工方式虽然技术发展已相当成熟，但也普遍存在高成本、高耗能、高污染、高排放、科技含量低、资源利用率低等问题。在我国力求建设资源节约型、环境友好型的美丽中国的大背景下，在“低碳经济”、“绿色建筑”等新兴观念的引导下，转变住宅的设计方法，改革住宅建造方式，大力发展预制装配式住宅，显然已成为我国住宅建筑发展的必然趋势。

二、预制装配式建筑的设计的主要内容和流程

2.1 建筑组合设计

模块化的设计是“将有特定功能的单元作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的单元，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列组合”，模块化是系统的方法和工具，模块化设计能够使产品形成系列，有利于后期衍生开发（系列化）。标准化的组件，使得产品可以进入高效率的流水生产，节省开发和生产成本（标准化）。各模块间存在着特定的数字关系（模数化），可以组合成需要的多种形态模式（多样化）。各模块间具有通用关系，在不同的情况下可能充当不同的角色（通用化）。装配式建筑空间可以通过模块化的方式进行设计，公共建筑的基本单元模块一般是指标准的结构空间。居住建筑则是以套型为基本单元模块。模块应是可组合、分解和更换的部件组成。

2.2 立面设计

装配式建筑的外墙由各类预制构件构成。立面设计既要体现工厂化生产和装配式施工的典型特征。也要在坚持标准化设计的基础上实现多样化，避免“千篇一律”、“千楼一面”。要利用标准化、模块化、系列化的户型组合特点，控制好类型与数量。处理好立面设计和预制构件的关系，立面设计是总体，预制构件是局部，立面构成是总体和局部的集成和统一。实现立面形式的多样化，是装配式建筑设计的重要方面。首先是组合的多样化；通过标准模块多样化组合，实现了建筑形体和空间的变化。其次，是“层”的变化；立面由预制外墙、预制阳台及空调板、预制女儿墙、预制屋顶及入口构件、外门窗、护栏、遮阳、空调栏板等要素构成。在设计中，将外墙的几何尺寸视为不变部分，并保持预制装配的外墙标准模块的几何尺寸不变来实现标准化，满足工厂生产的规模化需求。而预制构件和部件外表面的色彩、质感、纹理、凹凸、构件组合和前后顺序等是可变的。立面设计可选用装饰混凝土、清水混凝土、涂料、面砖或石材反打、不同色彩的外墙饰面等实现多样化的立面形式；预制阳台和空调板等可以通过进深、面宽、空间位置等实现多样化。预制挂板、空调隔板、百叶、门窗、外墙部件及栏杆等非结构构件及部件，可以更多个性化手段实现多样化目标。

2.3 平面设计要点解析

预制装配式建筑平面设计应遵循模数协调原则，优化套型模块的尺寸和种类，实现住宅预制构件和内装部件的标准化、系列化和通用化，完善住宅产业化配套应用技术，提升工程质量，降低建造成本。本住宅建筑在方案设计阶段对其空间按照不同的使用功能进行合理划分，结合设计规范、项目定位及产业化目标等要求确定套型模块及其组合形式。平面设计通过研究本项目装配式结构特性的模数系列，形成标准化的功能模块，再结合实际的定位要求等形成适合工业化建造的套型模块，由套型模块再组合形成最终的单元模块。建筑平面宜选用大空间的平面布局方式，合理布置承重墙及管井位置，实现住宅空间的灵活性、可变性。套内各功能空间分区明确、布局合理。通过合理的结构选型，减少套内承重墙体的出现，使用工业化生产的易于拆改的内隔墙划分套内功能空间。

2.4 预制构件设计要点

预制装配式建筑的预制构件的设计应遵循标准化、模数化原则。应尽量减少构件类型，提高构件标准化程度，降低工程造价。对于开洞多、异形、降板等复杂部位可考虑现浇的方式。注意预制构件重量及尺寸，综合考虑项目所在地区构件加工生产能力及运输、吊装等条件。同时预制构件具有较高的耐久性、耐火性。预制构件设计应充分考虑生产的便利性、可行性以及成品保护的安全性。当构件尺寸较大时，应增加构件脱模及吊装用的预埋吊点的数量。预制外墙板应根据不同地区的保温隔热要求选择适宜的构造，同时考虑空调留洞及散热器安装预埋件等安装要求。对于非承重的内墙宜选用自重轻、易于安装、拆卸且隔声性能良好的隔墙板等。可根据使用功能灵活分隔室内空间，非承重内墙板与主体结构的连接应安全可靠，满足抗震及使用要求。用于厨房及卫生间等潮湿空间的墙体应具有防水、易清洁的性能。内隔墙板与设备管线、卫生洁具、空调设备及其他构配件的安装连接应牢固可靠。

预制装配式建筑的楼盖宜采用叠合楼板，结构转换层、平面復杂或开间较大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层宜采用现浇楼盖。楼板与楼板、楼板与墙体间的接缝应保证结构整体性。叠合楼板应考虑设备管线、吊顶、灯具安装点位的预留、预埋，满足设备专业要求。

空调室外机搁板宜与预制阳台组合设置。阳台应确定栏杆留洞、预埋线盒、立管留洞、地漏等的准确位置.预制楼梯应确定扶手栏杆的留洞及预埋，楼梯踏面的防滑构造应在工厂预制时一次成型，且采取成品保护措施。

2.5 构造节点设计要点

预制构件连接节点的构造设计是装配式混凝土剪力墙结构住宅的设计关键。预制外墙板的接缝、门窗洞口等防水薄弱部位的构造节点与材料选用应满足建筑的物理性能、力学性能、耐久性能及装饰性能的要求。各类接缝应根据工程实际情况和所在气候区等，合理进行节点设计，满足防水及节能要求。预制外墙板垂直缝宜采用材料防水和构造防水相结合的做法，对承重构件钢筋混凝土剪力墙采用预留钢筋焊接后再用防渗混凝土现浇接缝；对非承重墙垂直缝可采用槽口缝或平口缝，预制外墙板水平缝采用构造防水时宜采用企口缝或高低缝。接缝宽度应考虑热胀冷缩及风荷载、地震作用等外界环境的影响。

外墙板连接节点的密封胶应具有与混凝土的相容性以及规定的抗剪切和伸缩变形能力，尚应具有防霉、防水、防火、耐候性等材料性能。

三、结束语

在我国住宅建筑行业未来的发展前景中， 国内住宅产业化和建筑工业化为其提供了有利的契机， 因此发展预制装配式住宅已然成为今后发展的趋势。从社会综合效益分析来看，改善住宅品质、提高安全生产水平，维护人民的社会利益也显得越来越重要， 因此发展预制装配式建筑技术将是我国住宅建设发展的必由之路。

参考文献

[1] 杨赪.某预制装配式住宅设计及施工技术[J].施工技术，2017，（05）：141-143.

[2] 何睿森.论预制装配式混凝土住宅设计施工一体化[J].山东工业技术，2017，（02）：110.