装配式建筑设计流程探讨

倪 昕（1.AUBE—法国欧博建筑与城市规划设计公司,广东 深圳 518053；2.深圳市欧博工程设计顾问有限公司,广东深圳 518053)

近年来随着住宅建筑的快速发展，对施工速度以及品质要求越来越高，装配式建筑的需求开始提升。同时，相关政府部门大力推动，也使得装配式建筑在我国各地开始大量涌现。本文试图从流程和设计手法的一些相关点切入，探讨装配式建筑建筑设计过程中遇到的一些问题。

现在我们常谈论的装配式建筑与早年推广的预制板和模数设计实际上是一脉相承的，但无论从设计要求还是实际生产，再到施工安装都更上一个台阶，更接近由传统建造方式向现代工业化建造方式的转变。现代装配式建筑设计，在整个建造过程中以工业化生产方式为基础，把建造从方案设计、施工图设计、构件生产、现场安装、后期管理全生命周期连接为一体的全产业链设计方式，进而提升建造效率、施工质量以及最终品质。以实际使用为例，鉴于公共建筑尚无标准形式，目前还未进行装配式建筑，主要还是以住宅作为实例，通过对住宅建筑的结构主体、围护结构及部品部件等进行标准化构件设计，并在工厂进行批量生产，现场配以机械化的方式进行装配式施工，最后室内装修达成一体化设计。

作为一个系统工程，牵扯多个合作方，同时还有施工难度、制作工期等影响，因此需要从以下几个方面分别推进才能最终实现。

1 设计原因

装配式建筑是一个系统工程，在进行装配式建筑之前首先要明确做装配式建筑的原因，然后才能选择相应的设计方案。如：① 做试点，考察技术，为以后做准备，就需要选择一些较简单构件做预制。② 政府强制要求，例如保障房设计，就需要满足相关的强制性指标。③ 有相关的利好措施，如容积率奖励等等。以深圳为例，这一点有明确的规定。根据深圳市住房和建设局及深圳市规划和国土资源委员会及深圳市人居环境委员会《关于加快推进深圳住宅产业化的指导意见（试行）》的通知[深人环（2014）193号文件]其中第 3 条规定：除了明确采用产业化方式建造的商品房项目外，对建设单位在自有土地（包括已规划批复的城市更新项目）自愿采用产业化方式建造的，可申请建筑面积奖励。奖励的建筑面积为采用产业化方式建造的规定住宅建筑面积的 3%，功能仍为住宅。奖励建筑面积无须修改已有法定规划，计收 50% 的评估市场地价，不纳入预售范围。因现有做装配式建筑获得的面积奖励本身不能超过地块所在区域的最高容积率，故所获的奖励空间有限。在实际项目中多采用部分楼栋做装配式建筑，控制整体建造成本。这就需要在决定项目是否做装配式建筑之前明确设计的原因，从而指导后续设计的思路，并把这一点作为重要的前置条件。

2 布局方式

住宅的规划布局目前受高容积率的影响，限制条件较多。装配式建筑因为不是单一设计的问题，还要考虑到工艺流程，要求在布局时期就充分考虑诸如：预制构件运输车流线的设计，如何配合现场施工组织方案合理布局塔吊的位置（大吨位的塔吊和运输车都有较大的限制），预制构件堆场等等问题。最终选择合适的楼栋进行装配式建筑设计，从而最大限度优化流程，减少施工难度。

同时要针对布局情况，尽量选择标准构件多，易于装配式建筑的楼栋进行装配式建筑设计。一并考虑套型的组合拼接方式、体型系数等相关因素，以便提高建造的效率，把对立面的影响降到最小，实现装配式建筑与功能性的统一。这需要在设计开始之初就有所规划，同时户型设计也要有相关的针对性，种类和变化不要太多，整体配合后续施工需要。这个过程往往涉及多方协调。此外，最好在此阶段就能对周边装配式建筑的工厂进行初步的调研，明确产能，生产排期，以及相关生产周期，以便与整个项目的周期项目配合。这个阶段的重要性往往没有得到设计方和建设方的重视，导致后续周期难以配合，从而影响工程进度。

3 标准化的类型

装配式建筑换句话来说其实就是相同标准化构件集中生产安装的一个工艺流程设计。这里就要求在设计中尽可能达成更多的标准构件，以便缩短生产时间，同时减少模板的使用量，最终控制成本。

目前受工艺所限，主要的承载构件例如竖向构件（包括柱子、剪力墙等）没有办法实现装配式建筑，同样的梁也不能进行装配式建筑生产。目前所说的装配式建筑其实包含了现浇和装配两个部分，两个部分需要预留胡须筋保证两者的连接。故实际能进行装配式建筑的部件主要包含：凸窗、叠合楼板、预制楼梯、预制阳台，部分预制填充墙等次要构件。但超高层住宅（超过 200 m）因竖向构件混凝土所占比例较大，楼板所占比例较小，且凸窗数量不多，外加其楼板受力情况极其复杂，不太适合采用装配式建筑设计。

装配式建筑比较适合实体墙面较多的住宅项目，不太适合偏公建化立面的住宅塔楼，而选择做装配式建筑也一般是中间标准层区段的标准构件，目的是使构件的标准化程度达到最高。在设计中，平面应该做到结构空间规整，尽量通过多个标准单元进行拼合复制组成标准层平面，提升标准化的程度。门窗洞口最好上下对齐，避免采用转角窗等不利于装配式建筑的形式。平面内有水房间尽量集中进行布置，一并满足标准化整体橱柜、整体卫浴的设计要求。针对外墙的装配式建筑，必须重点考虑预制外墙接缝的防水处理。

4 平面模数化

模数的概念一直存在，以 300 为模数统一建筑的各个方面是延续多年的业内标准。随着装配式建筑的推行，模数具有更大的实际意义，相同构件数量决定了模板的数量，模板的数量影响项目周期和整体投资，整个过程环环相扣。这就要求我们在设计中尽量采用相同的模数，统一预制构件，提升模板重复利用率。这个模数不仅包含建筑，还要包含相关的各个专业。因为预制构件需要提前预留管线的线槽，所以强弱电、水管等相关线路要与最后精装的图纸相配合并进行定位，其中所有插座、设备开口都需要配合到位，方便后续安装。

5 成本控制

装配式建筑的成本控制贯穿全过程，从设计的标准化，到构件生产的简单化，再到安装的简易性都与成本控制密切相关。随着预制率的提升，装配式建筑的成本逐步降低。从深圳项目来看，按照目前阶段预制率的不同，装配式建筑的住宅土建成本是要比传统建造方式有一定的提升，增加200～ 600 元/m2不等。这要求我们设计单位，要对整个流程有一个总体的认识，通过对冗余流程的优化，同时避免构件的返工等来达到控制成本的目标。

6 施工方式

装配式建筑并非是设计公司单一的设计过程，而是涉及多产业共同协作完成的系统化工程。作为设计方，不能只是关注自身，而要关注全产业链的上下游。特别是生产阶段和安装阶段，不能仅仅是把构件设计出来提供给工厂，这样可能会导致大量的浪费，还需要在可方便生产和安装的基础之上考虑整个系统的设计。首先要介入总包选择，需要关注施工总包的能力，是否具有装配式建筑住宅的施工经验；其次是甲方的分包单位，需要考虑工序的前置，比如预制构件上预埋的窗框，其供货厂商及构件都需要提前招标并提供给设计及预制构件厂。在施工过程也与传统建造方式有一定区别，需要关注塔吊的吊装能力，因为 PC （预制混凝土）构件的重量较大，塔吊需要合理布局，减少租借的费用；此外堆放场地也必须提前加以考虑。

对于标准层的施工，要关注 PC 构件的挑架、脚手架等的拉结方式，并注意构件的支撑以及调位。此外，还有一个连接方式的考虑，因为 PC 构件需要与主要支撑构件相互连接。所有的这一切都需要有相关施工经验的总包统筹考虑现场预制构件和现浇构件的施工顺序问题，如若弄反施工顺序，会大大降低效率，进而影响整体的进度。

7 结 语

目前国内装配式建筑还处于较初级阶段，建设周期、建设成本相比传统施工方式并没有太大的优势，还需要相关部门能给予新生事物更多的支撑，才能逐渐形成完善的系统，并降低整体的成本，提升速度，真正实现装配式建筑本身的高效高质的特征。

在整个工程实施过程中，装配式建筑涉及的专业极多，传统设计公司不能仅仅只是作为设计方存在，而需要借助不同专业设计公司的力量，以一个统筹者的方式进场。除了功能和美观之外，还要考虑到如何实施，因为同一个项目存在施工先后，一部分装配式建筑一部分传统施工，不同施工人员如何进行组织都需要与总包及甲方进行协调。从另外一个角度来说，装配式建筑拓展了建筑师的视野，使我们能够从更多角度了解建造与设计过程的关联性，而不仅仅只是是否按图施工的问题。推进装配式建筑设计是一个系统工程，不仅仅是设计公司，还需要生产厂商、施工团队的配合，从而使我国建造水平更上一个台阶。