装配式建筑设计要点及相关问题研究

杨云飞

摘 要：伴随着建筑市场长期的粗放式发展，以现浇为主的传统建筑方式已不能适应现代社会对建筑功能、品质以及节能环保等方面的要求。而装配式建筑相对于传统建筑在节约资源和能源、减少污染、提高劳动生产效率及工程质量等方面都有很多积极的作用。但装配式建筑又有其独有的特点和设计方法，故如何进行合理的装配式建筑设计，则对装配式建筑的健康发展有着非常重要的作用。

关键词：装配式;建筑结构;优化设计

1 装配式建筑的概念

装配式建筑是指结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。从材料类别上来说分为三大类：装配式木结构建筑、装配式钢结构建筑、装配式混凝土建筑。目前我国建造的建筑类型以剪力墙住宅为主，而剪力墙住宅建筑材料又以钢筋混凝土为主，故本文所阐述的装配式建筑主要是指装配式混凝土建筑。

装配式混凝土建筑是指建筑的結构系统由混凝土部件（预制构件）通过可靠的连接方式装配而成的建筑。与国内传统现浇混凝土建筑相比较而言，装配式混凝土建筑的主要结构构件均采用工厂预制而成，具有以下几方面的特点：1）设计精细化程度要求比较高，专业协同要求比较高，严禁后凿后开孔现象，构件一旦生产出来就难以再修改;2）工厂化生产能够提高混凝土产品质量，提高生产效率，实现节能环保的目标;3）施工人员的工程实践经验以及技术水平、管理能力要求更高，安装误差以毫米为单位;4）要求建筑全装修，相比较现浇结构，装配式混凝土建筑的后期随意装修造成的结构破坏更容易引起重大质量事故;5）信息化程度较高，结合BIM技术，集成了建筑全寿命周期的重要信息。装配式建筑的特殊性使其能够将设计、生产、施工、装修、管理等建造环节全部打通，从而实现对建筑全产业链的协调整合。

2 装配式建筑工程设计工作要点

2.1 平面标准化设计

第一，将平面标准化设计相关的执行规则以及协调模数进行确定。如果在户型相同的情况下，模数调整或者扩展需要根据200mm为基础，在开间不变、进深不调整的前提下完成平面标准化设计。当然如果基本户型不同，通用便捷尺寸相同，利用对基本模块的恰当组合，户型呈现出不同状态。客厅、卫生间等都属于平面设计的基本模块，这些基本模块在不同条件下构件设计比例不同，数量也会出现变化。第二，在进行模块组合户型标准化设计中，根据接口通用的前提，对整个户型进行标准化整合设计，对不同模块进行多元化的组合，以此打造系列的标准化住宅类型。通过协同便捷组合模块，确定同一系列的不同组成，延伸楼栋组合设计。

2.2 立面设计

立面设计主要以建筑结构中的立体结构为主，比如建筑结构中外围墙板、阳台亦或是门窗、橱柜等。根据设计涉及到的立体构件明确模数，协调好彼此之间的种类与联系，通过立面设计将构件加以组合，呈现出多元化、个性化、规律性的效果。其中外围墙板的立面设计，材料选择具有多样性特点，所以在设计中依据立面设计原则，尽可能多的将设计贴合建筑结构需求，从而达到更理想的立面设计效果。立面设计中门窗的设计，受到采光、建筑结构以及通风等因素的影响，为门窗设计提供了更多选择方式，尤其体现出颜色、尺寸以及排列等。立面设计中的阳台设计，需要从整体风格角度出发，体现出阳台的功能性，重视立面设计中基本单元组合。立面标准化设计中，因为饰面多样化，必须利用预制的外墙板选择适当的饰面材料，以此重视立面设计中的肌理形态，重视立面设计的色彩变化。立面设计中的饰面涉及到混凝土材料、石材以及涂料等，外墙板设计期间还要注意灵活性，凸显出立面设计效果。

2.3 施工图纸设计要点

对于装配式建筑来说，施工图设计工作是比较重要的，借助施工图纸可以有效展示建筑结构构件、施工设备以及内部装饰设计参数，施工人员可以更好地选择施工工艺，施工质量能够得到更加可靠的保障。不仅如此，在设计施工图纸的时候，需要正确地设计装配式建筑连接的隔声部分、防漏部分和防火部分，使得建筑功能能够得到更加可靠的保障。

2.4 预制构件设计

在预制构件设计过程中，需要对构件的重量与尺寸进行严格的控制，对预制构件的加工能力、生产能力、运输条件及吊装条件等进行综合性的分析，并要保证预制构件具备较高的耐久性。设计过程中需要对构件生产的可行性与便利性进行充分考虑，如果构件的尺寸较大，就需要增加相应的构件脱模与预埋吊点。在外墙板的预制的过程中，需要对当地气候环境进行分析，保证外墙板的隔热保温能力能够满足相应的需求。对于非承重内墙要选择安装便利且具有良好隔音性能的隔墙板。在对室内空间进行分割的过程中，需要根据具体的使用功能来进行灵活设计，保证非承重墙板的安全性与可靠性。而对装配式建筑楼盖进行选择的过程中，一般情况下需要使用叠合楼板，而结构转换层及平面较为复杂的楼层可以使用现浇楼盖。楼板之间、楼板及墙体之间要保证衔接的完整性，在使用叠合楼板时，需要对设备的管线、灯具安装点的预留及预埋进行合理的考虑，使其能够满足设备的专业要求。

2.5 构造节点设计

对于预制构件的连接节点设计是一项至关重要的设计内容，预制的外墙板接缝及门窗洞口等位置的防水性能都较为薄弱，因此对于其构造节点和材料的选择上，需要满足相应的物理性能、装饰性能及耐久性能。对于各个接缝，需要结合工程的实际情况及当地的气候条件来进行合理的节点设计，使其可以满足相应的防水要求与节能要求。对于预制外墙板的垂直接缝，可以采用材料防水方法与构造防水方法，而对于非承重墙的垂直接缝，可以使用槽口缝及平口缝，而预制外墙板的水平接缝在进行构造防水的过程中可以使用企口缝及高低缝。在门窗的安装过程中，需要保证外墙板与门窗连接的安全性与可靠性，并且要增加连接密闭性。装配式剪力墙结构的建筑，在对外围护结构进行热工计算的过程中，需要遵循我国建筑节能设计标准，如果采用的是夹心外墙板，就需要保证保温层的连续性，且保温层的厚度需要满足建筑所在地区的围护结构设计要求，对于保温材料的选择，需要尽量采取轻便高效的材料，在进行安装的过程中，需要对保温材料的含水率进行合理的控制，使其符合我国现行标准的规定。

3 结语

总之，在我国建筑工程行业发展中，装配式建筑作为一种工业化程度高、管控效果好的建筑形式，与我国建筑行业未来发展趋势重合。因此，要大力提升装配式建筑设计及建设的科学性，在实际工作中针对装配式建筑设计的关键点进行严格把控，同时还应提升建筑设计人员对于装配式建筑设计的认识，保证其设计能力，为装配式建筑向着更加科学、合理的方向发展提供助推力。

参考文献：

[1]陈春涛.装配式建筑结构的设计要点及相关探讨[J].建筑技术开发，2019，46（19）：3-4.

[2]尹祚会.装配式建筑设计要点分析与优化策略[J].居舍，2019（22）：110-111.