装配式建筑设计要点分析与优化策略

装配式建筑设计要点分析与优化策略

李茂达1段贝贝1马竹筠2

1山西建设投资集团有限公司山西太原030000；

2中国邮政集团公司吕梁市分公司山西吕梁033000

摘要：随着建筑行业的快速发展，装配式建筑施工方式的应用变得越来越多。为更好的提高装配式建筑经济效益和工程质量，施工前的设计与优化分析是必不可少的关键环节，设计水平的高低直接影响到整个工程质量。因此，装配式建筑设计需要设计人员能够切实把握装配式建筑设计的各个要点，明确容易出现错误的关键内容，通过对设计方案的优化分析，最终为装配式建筑施工打好基础。

关键词：装配式建筑；设计要点；优化策略

1装配式建筑特点

装配式建筑所需的建筑构件可直接在工厂生产，如梁、柱、内外墙板、阳台、楼梯和空调板等；装配式建筑质量稳定性高、安全性高、效率高；装配式建筑施工周期短，能够在较短的时间内完成施工；装配式建筑的设计和施工管理具有信息化、标准化等特点；与传统建筑形式相比，装配式建筑的性价比更高；装配式建筑具有绿色、环保、节能的特点，对生态环境污染几乎为零，能有效降低能耗和提高工程效率。预制装配式建筑的应用优势特别明显,其具有灵活的划分空间,使房间能够自由分割,有利于完善和优化整体建筑设计。

2预制装配式建筑设计要点

2.1以工艺方案为依据规划初步设计

预制装配式建筑设计的初期阶段要根据工艺方案规划早期的设计进行定位。初步设计时一定要按照建筑的功能进行，不同行业中预制装配式建筑项目的工艺有着明显的不同；比如电厂、化工厂，这两类的预制装配式建筑的使用功能就相差较大，综合评估预制装配式建筑的功能规划条件，并确定加工构件的初步设计要求。预制装配式建筑设计的平面结构要具有统一的标准，遵循一体化的设计原则，进而设计出建筑的立面结构。建筑的平面和立面均要具备适用性特征，更应保障预制构件在建筑工程中的精准性。初步设计中需要注意预制构件的组合设计，尽可能采用少规格的预制构件，安排多种组合相互协调的设计方式，提高预制构件在建筑设计中的利用率。因为预制装配式建筑具有一体化的设计特征，所以在预制构件定位或者是管线预留以及模板预制中一定要做到协同一体化；采用协调测算的方法，规范预制构件在建筑结构中的使用，特别注意设计中的地面、墙体等位置，在预制装配式建筑设计的初期阶段，也要注意整个建筑的主体结构与内部各专业的协同作业，比如预制装配式建筑结构设计与内部装修、土建工程与电气工程等，必须确保每个专业的标准化，由此才能保证预制装配式建筑初步设计方案具有可参考的价值，才能符合预制装配式建筑的整体性控制。

2.2平面设计要点

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品的标准化、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。以住宅建筑为例，在方案设计阶段应对住宅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。平面设计可以通过研究符合装配式结构特性的模数，形成一系列标准化的功能模块，再结合实际的定位要求等形成符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，各功能空间分区明确、布局合理。通过合理的结构选型，减少房间内承重墙体的出现，在保证房间功能空间的基础上确保房间的内隔墙划分易于工业化生产和标准化拆分。

2.3立面设计要点

首先，分割设计。在预制建筑立面设计中，应选择科学合理的布置方法，选择水平分区设计，对重要结构进行分区；然而也有必要确保难以制造的部件尽可能不被分离。其次，预制外墙的拆分。这一部分是整个建设工程的重要结构体系，在设计中应根据建筑自身结构体系和剪力墙的布置特点进行墙板分开，为了使构件的运输更加方便快捷，建筑结构中的预制墙可以任意拆分，并根据建筑物的实际情况进行有效划分。施工时，应明确编号，便于安装施工。再次，标准件的应用。随着工业化的发展，更多的标准构件逐步应用于建设项目。标准件的设计逐渐精细化，造型更加独特，外部美逐渐增强，我们应注意构件形状和颜色的合理搭配，增加节奏美。

2.4建筑节点设计要点

装配式建筑设计中，预制构件连接节点的设计是装配式建筑结构设计中最为重要的工作。本节以装配式建筑预制外墙板的节点设计为例进行详细阐述。首先，对于装配式建筑预制外墙板的接缝、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地气候等进行合理的节点设计，尽可能体现节能效果，满足防水及节能的要求。其次，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，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。外墙板的连接节点的密封胶应具有与混凝土相适应的特性以及规定的抗剪切和伸缩变形能力，同时还应具有防霉、防水、防火、耐候性等材料性能。再次，对于预制外墙板上的门窗安装应确保其连接的安全性、可靠性及密闭性。装配式混凝土剪力墙结构住宅的外围护结构热工计算应符合国家建筑节能设计标准的相关要求。当采用预制夹心外墙板时，其保温层宜连续，保温层厚度应满足项目所在地区建筑围护结构节能设计的要求。

2.5预埋管线的设计要点

管线预埋设计也是装配式建筑设计中一项重要的设计工作。在前期准备工作中，设计人员应大量收集与工程相关的管线资料，通过对管线敷设位置、控制点标高及管线直径大小等因素的确定，精确设计管线的埋设方案。设计时应在设计图中详细标注出管线预埋位置、标高和埋管直径。其次，装配式建筑预埋管线设计时要充分利用BIM信息化手段，结合预制装配式建筑实际情况检查预留管线是否合理，重点检查预留管线的点位是否有冲突的情况，是否有遗漏的情况，各管线不能占用其他建筑位置；各预留管线之间不应出现平行交叉、垂直碰撞的问题；保证实现全部建筑功能。

3装配式建筑设计优化策略

装配式建筑设计优化策略主要包括：装配式建筑设计优化时应对设计中所涉及的不同专业进行有效协调，在行业技术规范指导下对现浇部分和预制装配部分进行科学设计和有效划分；通过对不同专业管线以及设备预埋位置的考量，进而选择适合的预制构件。施工方案设计应参照初步设计技术方法、内部装饰部品、预制构件的设计参数等进行全面考量，要注重装配式建筑隔声和防火的设计。装配式建筑在预制构件设计过程中，需要秉承着标准化、模式化理念，尽可能减少使用构件，保障构件的精准化，降低项目造价。构件生产加工过程中，生产厂家与设计人员应进行充分的沟通，要注意预制构件在建筑施工现场的固定、安装和吊钩的设计。

结束语

总之，预制装配式建筑施工能有效减少劳动强度，提高现场施工效率。因此，装配式建筑设计工作面临着更高的设计难度和更高的设计要求，基于装配式建筑发展越来越普遍的情况下，如何满足客户高层次的不同生活需求成为了装配式建筑设计的重点任务，这就需要我们广大装配式建筑设计人员做进一步的研究和探索。

参考文献

[1]徐雯.装配式建筑工程造价与成本控制分析[J].江西建材,2017(24):241+243.[2]杜康.BIM技术在装配式建筑虚拟施工中的应用研究[D].聊城大学,2017.

[3]兰兆红.装配式建筑的工程项目管理及发展问题研究[D].昆明理工大学,2017.