装配式建筑设计要点及相关应用研究

张文斌

（太原市建筑设计研究院，山西太原 030002）

0 导言

伴随着我国当前科学技术和社会经济的不断发展与推进，各类新型技术被广泛应用到整个建筑领域中，在很大程度上促进了我国建筑业的快速发展，而装配式建筑成为建筑业主要的发展趋势之一。对比传统的建筑工程设计施工，装配式建筑设计有着很大的优势。而前期设计阶段对整个装配式建筑后期应用质量有着很大影响，所以，我们需要针对装配式建筑工程设计要点及有关应用进行分析。

1 装配式建筑概况

近年来，我国装配式建筑不断发展，其发展前景十分广阔。但因为我国在装配式建筑项目的发展起步比较晚，所以其施工技术水平与发达国家相比还存在很大差距。由于对比传统建筑，装配式建筑自身具备很大特点，主要体现为以下几点：在车间生产其大部分的构件；要在施工现场装配完成各类构件，不但节省部分现场作业，还利于节省时间；施工与设计是整个装配式建筑施工的核心和主导，可以同步进行装饰装修作业；装配式建筑工程最为典型的施工特点就是标准化的生产模式，而信息化管理技术可以得到充分的发挥与利用，有助于项目造价的控制；具备一定的节能环保，利用预制方式可以起到节能施工的效果，还可以预防返工问题，控制建筑材料的合理应用，拓宽其选择空间，因此，在该过程应用绿色节能环保材料，可以全方位地提高其应用需求。

2 装配式建筑技术优势

2.1 显著的经济效益

预制装配式工程施工涉及内容和工序相对较少，但其在材料、设备等方面投入减少，依照相关分析我们不难发现，装配式项目结构施工在装饰和采暖项目等方面产生一定经济续效益，其每平方米存在明显的差价，其具体分析如表1 所示。

表1 工程每平方米价位

依照表1 我们可知：与传统建筑施工进行对比，装配式施工可更好地降低造价，有着很可观的经济效益，其主要表现在采暖和装饰等几项工程过程中，但相比传统的混凝土施工，运用预制构件，能降低施工的难度，保证成品质量水平，特别针对外墙施工中预制构件的应用，可以更好地减少外墙产生渗水问题，所以整个项目的经济效益也会增加。

2.2 减少能源消耗

装配式建筑工程需要选取合理的结构形式，我们以外墙为例，在施工中不需利用电动吊篮，而木模板整体用量也比较少，从而避免以往建筑方式下产生的能源消耗问题，在工程建设环节其节能效果可减低15%，另外，此效益还可以延伸到整个应用环节，同时外墙还可选取夹心保暖的基本方式，确保整个项目保温和隔热性，业主在保温或是隔热过程减少能源消耗，其幅度一般可控制在25%～35%，同时我们从水资源角度分析来看，其减幅度可满足36%，甚至更高。

3 装配式建筑的设计与应用

3.1 总图设计

在装配式项目设计中，总图设计是最重要的内容之一。有效开展进行总图设计，不但可以提高工作效率，还可以减少各类矛盾，从而加快整个施工环节进度。而总图设计就是对建筑工程设计要点及概述进行详细和具体的分析在该环节，设计人员应重点考虑各类问题，如预制件运输和存放，及安装等诸多问题，其在具体的设计中，还需要对预制构件安装顺序进行相应的分析，还应对建设期间各环节的安全性进行分析。在装配式建筑工程总图设计过程中，还应对后面的进行详细规划，所有施工和设计人员都应详细了解短期和长期施工计划和步骤，确保装配式建筑工程后续施工能顺利进行。

3.2 明确设计流程

装配式建筑设计流程对比以往常规设计的区别性主要体现工程设计方案和图纸，以及结构选择和实际的操作等各个方面。在开展装配式建筑设计方案时，我们需要了解设计工作的深化性、全面性，其重点就是要满足建筑结构施工模式所适应的环境需求。同时装配式建筑设计过程中，还需要将项目规模和功能需求作为整个方案设计的主要内容。而成本管控对建筑项目整个质量和经济效益的保证也具有一定的价值。此外，装配式建筑在结构选择方面还应满足实际抗震规范设计和框架柱的设计可行性作为重点，明确预制构件设计规范和工程标准需求。装配式剪力墙结构如图1 所示。

图1 装配式剪力墙结构

近年来，装配式建筑的快速发展使各类建筑形式呈现多样化的基本特点，而建筑结构所使用的条件和项目建设施工环境则具有一定的差异性。所以，建筑工程设计部门在建筑结构确定时，应强化与施工建设部门之间的沟通与交流，从而实现装配式建筑设计内容与施工流程认知上的一致性，并为后续施工进展的有序性创造一定的条件。以往常规结构方案设计主要体现为设计方案的实用性和全方位性，预制构件生产和运输中存在很多不可控的各类因素，对设计方案和施工生产环节具有一定的作用和意义，所以，提高各环节之间的配合度是提高建筑工程经济效益的主要内容。要确保预制构件的使用效果，同时，装配式建筑设计基本原则还应集中表现在项目施工具体操作的便捷性和结构受力等方面，还应发挥专业设备应用优势，高效处理不同管线预埋作为重点内容。

3.3 预制构件连接设计

在预制构件具体的设计过程中，应注重预制构件连接设计质量。在对预制件连接设计过程中，应确保连接技术和方法，以及误差值满足精准设计标准，从而后续装配式建筑连接提供一定的参考。同时在连接设计中，还可以通过计算机体系对预制构件连接受力开展仿真模拟，并分析构件连接设计后整体的受力情况，确保各个连接点能够有效连接，并保证预制件连接受力分布情况应符合项目建设需求，从而确保后续项目建设的安全性和稳定性。此外，在构件连接设计中，还应依照装配式建筑工程开发需求，编制有关连接技术手册，确保后续工程质量安全，并为其提供一定的基础参考。

3.4 预制构件的防水设计

建筑在投入应用时，常会收到来自生活用水或是各类环境因素的影响，在一定程度上影响建筑总体质量，因此在施工中应保证混凝土等材料的防水性。由于装配式建筑和外界因素接触较多的位置为预制漏报与外墙，在两者之间进行连接的问题，需要重点进行防水工作。例如一些项目选用三明治外墙板，其在封闭类型设计中对提高防水设计尤其重要，主要利用三道措施开展防水密封施工：第一道防护就是通过灌注砂浆的基本方式进行全方位额封堵；第二道则是利用好减压空间，并运用防水橡胶条对整个表面做好压紧处理；第三道防护促使就是利用高弹力聚氨酯密封胶或是泡沫棒做好密封，从而达到防水保护的最终效果。

3.5 装配建筑结构细节设计

装配式建筑结构主要是一项预制构件安装的主要模式，预制构件安装难免会遇到一些细节问题，所以，有关设计人员对装配式建筑结构设计中需要针对细节进行设计。首先，要注重预制构件平面设计，在平面进行设计中要保证合理的平面布局，将门窗与平面设计进行吻合，门窗可以满足安全标准，一般情况下，采用上下对齐或是成列分布的设计方案。有关人员还应对细部结构开展深户设计，还需要注重预制件间缝隙的防水设计，确保预制件整体的耐久性和应用效果。同时在对不分特殊位置节点的设计时，还应进行精确考量，在接缝位置组好防水和防风等方面的设计工作，确保室内保温的良好性能。并在外墙和立面进行设计时，还应满足美观、整洁和经济效益的设计基本需求。另外，墙体之间的链接处还应做好相应的加固，从而确保装配式建筑墙体结构设计可以满足隔音和保温等性能要求。

4 结束语

总之，随着现阶段装配式建筑数量的不断增加，人们对建筑项目质量要求也不断提高。想要满足人们对建筑的需求，有关设计人员应不断完善和优化结构设计。一般情况下，我们应从设计体系和流程，以及计算方式等多个方面进行优化，并利用监督管理工作保证有效性的优化设计，促使装配式建筑结构项目的全方位提高。