装配式住宅建筑的设计创新与应用研究

装配式住宅建筑的设计创新与应用研究

刘波

阿克苏四方建筑设计院有限公司 新疆阿克苏 843300

摘要：现阶段，我国建筑能耗占社会总能耗的21%，其中高能耗建筑占比高达70%以上，并呈逐年上升趋势，建筑行业进行节能减排、降低能源消耗与浪费成为当前迫切需要解决的问题。建筑节能方式多种多样，其中控制生产施工端的材料消耗和建设耗能以及控制建筑运行过程中的能源浪费是2个重要途径。近年来，我国大力推广的装配式建筑和超低能耗建筑便是从以上2个途径进行能耗控制和绿色节能的推广。

关键词：装配式住宅建筑;设计创新;应用研究

引言

目前，我国正进入社会经济和建筑产业转型、实现高质量可持续发展的新阶段，整个建筑业需尽快摆脱传统落后的状态。新型建筑生产建造方式的转型升级不仅关系到装配式建筑发展及其技术革新，还事关我国转变发展方式、实现新时期全面建设目标的全局，既涉及理念的转变、模式的转型和路径的创新，又是战略性、全局性、系统性的变革。建设具有长久优良性能的建筑产品和社会资产，以推动我国经济社会的高品质、可持续建设与发展，意义深远。

1基本概念

装配式建筑目前的官方定义为：预先将建筑所需预制部分制作完成，再在现场以较短时间装配而成的建筑。装配式建筑产品与传统的建筑设计产品在生成流程上有很大不同，传统建筑项目的设计工作规划比较倾向于“各自为政”的模式，即甲方需求、功能需求、指标需求等内容都是各自分散的个体，一个建筑项目分为若干项目组，最上层由各种标准化设计规范引导，分别服务于甲方需求、功能需求、指标需求等内容，最后将项目成果汇总，形成传统的建筑设计产品；而装配式建设设计产品的生产流程，从一开始便规定了标准化的建筑构件与部品，这些标准化部分的产品可适用于不同项目，然后分工不同的项目组也共享设计方法与装配构件标准，这样使项目之初就会花更多时间考虑该建筑项目的整体关系，而非单独的部件设计。

2装配式住宅建筑的特点

2.1装配式住宅建筑的优点

传统建筑建设施工以现场为主要阵地，部分分项工程施工需要在工地进行，如混凝土结构工程，如果遭遇降雨天气一方面会延误工期，另一方面会降低混凝土结构刚度及稳定性。由此可见，传统建筑的建设施工周期会受到气候条件、环境等因素的影响。装配式建筑部分构件、配件均在工厂流水线生产，在标准化设计的支撑下，当前大部分工厂的模具均能够满足构件与配件的生产需求，可在短时间内实现大规模生产。同时，装配式建筑采用标准化模块组装建设模式，如预制混凝土在工厂完成浇筑后运送至施工现场进行定位与组装，能够有效避免气候、环境等因素对施工周期带来的负面影响，施工周期可控并且有效缩短，能够保证建筑工程项目如期交付。

2.2装配式住宅建筑的局限性

当前我国的装配式住宅建筑仍然存在一些技术问题，主要体现在目前国家对于装配式住宅建筑的工程设计、竣工验收等相关管理的标准和相应指标需要进一步明确。在建筑构件的设计生产过程中，其尺寸及位置等都必须尽可能地精确设计，如果不能精确设计，就很有可能需要进行现场施工开槽、开洞或重新设计，这在一定的技术程度上增加了建筑设计、构件生产及建造施工时的技术难度。批量化的生产模式也会加大一定的错料风险，对设计及生产单位的要求都会相应提高。此外，构件生产工厂如果离实际建筑施工现场太远，可能会增加材料运输施工中的时间成本。

3装配式住宅建筑应用研究

3.1装配式设计精确施工

传统的建筑住宅工程大多都是现场开展施工作业，对建筑材料、机械、人员等建筑资源的施工安排较为困难，因此会降低一部分施工精确度，若施工计划不够严谨，则会在一定程度上造成建筑资源的严重浪费。在这种情况下，选择装配式住宅建筑可以创建施工资源模型，并根据实际施工需要进行材料配备，依照施工资源的利用变化来准确判断装配式预制件的制备生产状况，这就极大提高了施工资源的综合利用效率，实现企业优化材料配置和资源节能的效果。与此同时，在装配式住宅建筑设计过程中应注重数据计算的合理性，这样能避免工程分部和各工程间的数据发生冲突，使建筑材料可以得到充分的综合利用。装配式住宅建筑需要设计房屋的内部预埋件及外部吊装件，应避免反复更改预埋件的尺寸深度等信息。相应构件结合的精度和稳定性对整个工程的开展具有重要的影响，这就要求在进行预制构件设计施工时，需要充分采用一套科学合理的建筑施工工艺技术，以保证安装装配式构件的质量和效率。

3.2注重装配式建筑经济性与技术性的统一

不同预制构件生产工艺、生产周期等具有较大的差异性，因此其成本费用也不尽相同。同时，预制构件从工厂运送至施工现场也需要花费较多的运输费用。为此，在项目设计阶段需要合理选择预制构件材料及生产厂家。例如可用本地生产的钢材与墙体材料，如果项目规模较大，也可以由建设方投资成立专业生产公司，可以有效降低预制构件生产成本。同时，在装配式建筑结构设计阶段，需要保证建筑物具有较好的性能，如部分地区属于地震多发区，可采用钢结构装配式建筑，其上部重量低，具有较好的抗震效果。在经济算量时需要明确列出预制构件的信息，利用计算机统计与分析技术形成预制构件经济算量清单，套用相关的公式或方程式对装配式建筑项目进行概算，以确定预制构件的数量、单价等，为后续预制构件的生产、施工等奠定良好基础。

3.3结合BIM技术的应用

近年来，为了满足装配式建筑的推广应用的需要，有关研究部门在构建标准设计体系的基础上，对预制构件的参数指标等内容都进行了详细的说明。由于这些内容由中国建筑标准设计研究院进行编制，并且经过了相关领域专家的审查通过，因此其具有很高的权威性和通用性，可在实际应用中直接作为参考，装配式建筑的预制构件库也可直接由此创建。装配式建筑的出现改变了传统建筑技术形态，凭借BIM技术的应用，可以根据建筑设计要求，在短时间内完成建筑结构部件的集中生产，并将建筑结构部件运输至现场进行快速装配。从实际效果来看，装配式建筑使传统建筑的工期明显缩短，且建筑成本大大降低，这也为装配式建筑的推广应用奠定了基础。其中，作为装配式建筑的核心技术，BIM技术在装配式建筑安装中同样有着广泛的应用。BIM技术在装配式建筑安装中的应用解决了早期装配式建筑普遍存在的装配效率低、装配质量差等一系列问题，同时，利用BIM技术的优势，可实现装配式建筑安装逻辑的优化，使建筑安装过程更加科学、高效，缩短施工周期，减少建造成本。在现代建筑领域，BIM技术与装配式建筑的融合将进一步推动装配式建筑在现代建筑行业的应用，促进现代建筑行业的发展。

结束语

通常认为在装配式建筑设计中，结构专业占比较大，建筑师的工作较为常规，然而在实际的工程中，建筑专业在装配式建筑设计中的作用十分重要。从前期配合投资方对装配率的选择，方案阶段的标准化、系列化、模块化设计，初步设计阶段的结构墙体的调整，施工图阶段的模数化、精细化设计以及构造节点设计，最终造价的控制，建筑设计贯穿了装配式建筑设计全过程，为装配式建筑提供了基础支撑及全程保障。在装配式建筑设计中，建筑师应及早介入，主动了解装配式建筑的特点，根据不同的项目特征进行建筑设计。

参考文献

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