预制装配式建筑的设计要点探讨

预制装配式建筑的设计要点探讨

张雯静

辽宁城市建设职业技术学院 辽宁 沈阳 110122

摘要：本文探讨预制装配式建筑设计要点，介绍预制装配式建筑设计流程，分析设计工作的重点关注对象，总结预制装配式建筑设计经验，为该建筑形式的普及化发展奠定基础。

关键词：预制装配式; 建筑设计; 方案

预制装配式建筑在加工厂集中化完成各类建筑构件的生产加工活动，将预制构件运输至施工现场进行安装连接。该种形式的建筑极大地减少了施工现场作业量，减轻了资源浪费及环境污染问题，且各类构件在性能、尺寸、外形上更为精确，有利于工程质量的整体性提升。后期施工作业的简化需要依靠科学、严谨的设计工作才能实现，为此需要对预制装配式建筑设计要点进行总结。

1 预制装配式建筑设计流程

1.1 方案设计

方案设计是对预制装配式建筑设计活动的整体性规划，在方案设计阶段，结合建筑工程项目的建设目标、建设要求、项目定位、框架结构、实现功能等，充分考虑预制构件加工能力及工程施工工艺、技术水平的限制，对预制装配式建筑的平面及立面结构、特点、形式做标准化的规划和界定。分析各个预制构件的尺寸、外观及性能要求，了解预制构件的需求位置及安装连接形式，预估预制构件的使用体量并进行工程造价活动，对项目成本进行初步估计。过程中，重点关注建筑立面设计与平面设计的协调程度，并确保相关技术水平能够充分达成预制装配式建筑项目的目标要求。在确保建设质量及建筑后期功能实现的基础上，尽量对预制过程进行规范和统一，实现建筑工程预制构件的规模化、标准化生产，为之后更大范围地满足预制装配式建筑需求建立基础。

1.2 图纸设计

初步图纸设计工作开展于方案设计之后，结合方案中的工作重难点及设计要求，对工程中各个系统的排布、技术选择、参数设定的合理性进行验证，确保工程中各个模块之间能够相互协调、相互匹配。例如，对墙体、楼板、梁柱等预制构件的种类、尺寸、规格等进行优化设计，进一步梳理技术方案，并对随之产生的经济成本做出可靠的计量。在初步图纸设计阶段已经涉及建筑整体构造的优化与细节工作的改进设计，是施工方案设计的基础性环节。

1.3 方案设计向图纸设计的过渡

方案设计向初步图纸设计的过渡是设计工作的关键节点，将方案中建设需求利用技术语言转化为初步设计，确保各项细节均在初步图纸中有所体现。对于不同行业、不同用途的预制装配式建筑，其在功能上存在明显差异。在进行初步设计时，就要重点关注建筑工程功能属性的满足，结合功能，对预制构件的加工方案进行初步规划。平面设计是预制装配式建筑设计的基础，依照统一的标准及要求进行平面设计，在此基础上提出立面设计方案，进而实现精准化预制、精确化施工。另外，初步设计应多选用组合设计的手法，尽量规避定制化预制构件的应用，使得各项预制构件能够满足多个组合结构的建设需求，进而扩大同一属性预制构件的可利用范围。与预制装配式建筑设计相对应，管线预留、模板预制等活动也要遵照一体化的设计原则，整体性开展计算、测验活动，确保各个施工模块之间相互适应，优化各类预制构件的使用途径。现代建筑工程项目顺利竣工需要多个部门之间的协同配合，除预制装配施工外，基建工程、电气工程、室内装饰装修等均作为预制装配式建筑建设的重要构成。因此要求初步设计考虑到与以上建设单元的协调，提升初步图纸设计的可靠考性，从整体和局部两个层面，对装配式建筑建设过程进行控制。

2 预制装配式建筑设计要点

2.1 立面设计要点

装配式建筑外墙体系中，多个预制构件组合形成外墙结构，要求理念设计在实现建筑基本性能的基础上，注意其审美特性的突出。确保通过立面结构，彰显装配式建筑的突出优势，同时防止墙体结构过于单一影响人的审美感受。立面设计效果的优化需要做好以下三项工作：（1）采用多样化的组合方式。例如，通过多种标准化预制模块依照不同方式的排列、组合，优化建筑形体，带来三维立体的视觉效果，彰显装配式建筑特色。（2）注重层次的打造。建筑立面通常包括外墙、女儿墙、空调板、屋顶、阳台等结构，以上结构元素的存在形态均会影响整个立面的设计效果。要求不同元素之间在尺寸、形态上相互搭配，丰富立面层次，并为预制构件的标准化生产提供便利。（3）借用质感、色彩、纹理等艺术元素，提高立面审美。例如，混凝土、装饰性混凝土、瓷板、涂料等材料，在质感上的表现差异明显，结合建筑所在区域及其使用功能，选取适当质感的立面材料，能够使立面更为风格化。阳台、空调板等体型较小的结构，改变其尺寸比例或颜色，将其设计为立面的装饰性元素，而百叶、挂板等非结构预制构件，其设计更为灵活，更适合发展成为立面装饰元素。

2.2 平面设计要点

平面设计的首要原则为协调性，通过反复的测量、评估和对比，找出最佳尺寸及类型设计方案，进而达到彰显装配式建筑优势、提高工程质量、降低建设成本的目的。例如在设计之前，依照建筑各区域功能分布，划分整个空间，确定模块类型并设计对应的组合方法。依照先标准化功能模块、后套型模块、套型模块组成单元模块、单元模块打造整体构造的顺序进行平面设计，该原则与工业化生产的要求相适应。以装配式建筑中相对常用的大空间布局设计为例，此种布局设计形式能够为承重墙、管线系统等结构找到最佳的存在位置，整个空间的灵活利用率更高，在实现建筑工程的基础上，能够尽量减少对承重墙结构的需求，为隔板拆卸作业提供方便。

2.3 连接设计要点

装配式建筑中连接点的位置、连接方式、连接技术的选择都要以建筑功能需求作为基础，确保连接设计标准、可靠。连接构造设计要依照装配式建筑的连接技术水平进行。在设计过程中，相关人员就要依照连接形式的技术标准及操作要求进行技术方案制定。对于钢筋混凝土装配式建筑来说，结构受力情况也是开展设计工作一项参考要素，保证每一节点位置都足以承受对应荷载及传递应力，提升结构安全性和稳定性。

2.4 管线设计要点

管线系统施工过程相对复杂，需要得到其他各部门施工作业的有效配合。在设计阶段项目，应结合管线系统位置、走向规划，预留管线排布空间。例如，电气工程中的系统接地、电线电缆的敷设、排水管道系统排布等。管线预留设计要点总结如下：对各类管线所在的区域及具体位置进行确认，设计管线预留施工方案；依照装配式建筑要求，检验管线预留工作的合理性，避免其影响其他建筑功能的实现；借助BIM技术，验证系统中是否存在碰撞点或遗漏部分；避免管线间相互交叉；预留管线的位置选择不能影响其他施工作业的正常开展。

2.5 预制设计要点

预制设计是整个装配式建筑设计工作的重中之重，在预制设计过程中，尽可能满足对规范化、统一化、模块化的要求。合理选择各预制构件的尺寸、外观、性能，提高预制构件适用程度，降低后期安装复杂性，合理节约建设成本。首先，对结构复杂、重要程度较高的构件，结合实际情况，选择混凝土浇筑的方式对其安全稳定性进行强化。适当降低单个构件的外观及自重大小，其原因是若构件体积及重量较大，在后期运输及安装过程中容易导致构件损坏。在设计过程中，应予以充分考虑，为后期装配式建筑建设工作创造更多便利。其次，提高构件的强度、使用寿命、抗震、防火性能，提升装配式建筑的整体质量。

3 总结

设计工作是预制装配式建筑优越性实现的基础，做好方案设计、初步设计工作，并对立面设计、平面设计、连接构造、管线预留预制设计等工作进行严格的把控。确保各设计模块之间充分协调，合理选取预制构件的外观尺寸及性能参数，为后期施工作业提供科学、可靠的理论依据，促使建筑行业实现模块化、节能化、健康化发展。

参考文献

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