徐維新 新時尚建設有限公司董事長

當前，建筑工程所涉及的項目不斷增多，存在的各類問題也逐漸凸顯，如能源消耗超標、各種材料的浪費、對環(huán)境造成污染等，間接證明了傳統(tǒng)的建筑施工工藝已經(jīng)與建筑行業(yè)不斷擴大的市場需求脫節(jié)。因此，需要尋求能源消耗更低、施工效率更高、不會對環(huán)境造成污染且與現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展需求相匹配的技術手段，以提升建筑工程的質(zhì)量和效率。裝配式建筑就是在這一背景下的重要產(chǎn)物，具有廣闊的發(fā)展前景。為了有效提升建筑施工的質(zhì)量，對裝配式建筑設計及其應用進行全面分析具有非常積極的現(xiàn)實意義。

1 裝配式建筑的主要特點

裝配式建筑也可以稱作建筑工業(yè)化，是由工廠進行集成式建筑的制造與生產(chǎn)，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行安裝。工廠制造的構件主要有梁、板、柱、剪力墻以及樓梯等，該建筑模式與當前建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢相符合，為人們呈現(xiàn)出了建筑施工行業(yè)的全新圖景。建筑也可以像商品生產(chǎn)模式一樣，進行各種標準構件的生產(chǎn)，然后通過運輸?shù)竭_工地后就像進行積木的搭建一樣開展拼裝。裝配式建筑的特點主要由以下3 個方面。

1.1 功能多樣化

裝配式建筑在進行外墻的設計時都會使其具有保溫屬性，具備冬天暖夏天涼的功能，還可以有效降低空調(diào)的使用頻率，避免對空氣造成污染，具有節(jié)能減排的效果[1]。同時，裝配式建筑的門窗以及墻體都具有很好的封閉性能，可以有效隔絕外部的聲音。此外，裝配式建筑還具有很好的防火抗震功能。

1.2 施工裝配化

裝配式建筑所需要的構件都通過工廠進行制造與生產(chǎn)，能夠完成保溫、隔熱、裝修一系列的設計及施工。保溫所需的隔熱板和裝修所需的板子都能夠跟隨預制件在工廠中的制造完成，也可以在預制構件上為裝飾面板留下所需的埋件。不但能夠保證裝配式建筑的裝修和隔熱效果，還能夠提高工程的施工效率，縮減施工所需的工序，降低施工形成的噪聲，減少產(chǎn)生的廢料。

1.3 設計多樣化

當前，建筑設計通常將房間中的格局作為主要對象，房屋整體的應用缺乏靈活性，而裝配式設計能夠有效規(guī)避這些短板，其主要特點是能夠?qū)臻g的面積進行有效分割，依據(jù)用戶的實際要求進行配置。

2 裝配式建筑的分類和優(yōu)勢

裝配式建筑主要有兩類，分別是全裝配式建筑和半裝配式建筑。建筑構件制造流程跟其他機械產(chǎn)品一樣，能夠通過效率和質(zhì)量較高的批量制造來完成，不但使施工擺脫了季節(jié)變化的限制，而且在速度方面獲得了顯著提升，框架和板柱結構的大量使用和批量生產(chǎn)獲得了很好的效果。半裝配式建筑所采用的主要承重結構都利用預制的構件，其他部分通過豎向的承重結構來完成，如磚墻或者砌筑。外墻利用預制構件實現(xiàn)，主要應用于大規(guī)模的建筑中，其主要優(yōu)點是具有很強的適應力并且所需成本較低[2]。

裝配式建筑的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在4個方面。

一是具有很高的標準化程度。裝配式建筑可以在工廠進行所有構件的提前預制，可以擺脫環(huán)境和氣候?qū)ιa(chǎn)造成的影響，并且能夠進行集成化和標準化的生產(chǎn)，施工和生產(chǎn)互相不受影響。

二是能夠有效縮減施工成本。裝配式建筑所需的構件可以提前進行批量生產(chǎn)，不但可以節(jié)省施工場地所需的費用，減少維護人員的人力成本，而且能夠減少勞動力數(shù)量，簡化施工流程。

三是滿足各種設計要求。裝配式建筑能夠采用不同的施工建材，滿足各類客戶的需求，實現(xiàn)各種類型構件的制造，但是需要嚴格控制尺寸和形狀等。

四是具有較為可觀的長期效益。依據(jù)現(xiàn)場的需求進行構件的制造時，需要利用各種機械設備、管理軟件以及運輸工具等，對現(xiàn)階段而言是較大的投入，但是從長遠角度來看，這些設備可以長期進行使用，能夠為企業(yè)帶來長遠的效益。

3 裝配式建筑設計原則

一是精細化設計原則。在進行裝配式建筑設計時要以精細化為原則，圍繞設計圖紙以及施工工藝需求進行。

二是模數(shù)化設計原則。設計師要注重裝配部件、構件以及建筑之間的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，依據(jù)國家針對裝配式建筑提出的設計和施工要求進行，對建筑模塊組合的設計進行優(yōu)化。

三是一體化設計原則。堅持一體化設計原則，設計人員需要加強與供應企業(yè)、管理部門以及施工單位之間的溝通與交流，針對施工流程、管線鋪設、裝修藏式以及構件預制等開展一體化設計[3]。

四是成本化設計原則。設計人員要對預制構件的設計方案進行優(yōu)化，促進裝配式建筑成本的降低，從而增加工程項目的整體收益。五是信息化設計原則。設計人員在開展裝配式建筑設計時，要加強對信息化技術的應用，應用數(shù)學和物理學科有關知識，制定出科學合理的方案，保證施工技術的合理性。

4 裝配式建筑工程項目的設計策略

4.1 建筑平面設計策略

裝配式建筑在進行平面設計時主要遵循的原則是模數(shù)之間的協(xié)調(diào)，要對套型模塊的各種類型以及尺寸進行有效優(yōu)化。對于建筑中使用的內(nèi)部裝飾品而言，需要保證其能夠和預制構件實現(xiàn)系列化、標準化以及通用化，并對裝配式建筑發(fā)展的有關配套技術進行強化，從而保證在降低成本的同時促進施工效率和質(zhì)量的提高。作為裝配式式建筑設計最基礎的內(nèi)容，平面設計需要保證套型模塊與實際的尺寸一致，便于預制件進行統(tǒng)一化的制造，為后續(xù)的裝修和施工奠定基礎。同時要加強對內(nèi)部空間的設計，針對住宅空間應當選擇大空間布局方案，針對管徑的直徑、承重墻的厚度等要進行統(tǒng)一設計，提升其質(zhì)量[4]。此外，要對建筑內(nèi)部開展功能的區(qū)域劃分，凸顯各個區(qū)域的功能屬性，保證布局的合理性。

4.2 建筑立面設計策略

立面設計相較于平面設計更加具體，所以在開展立面設計的過程中要加強對各個細節(jié)的管控。首先在開展立面設計的過程中要遵循標準化原則，對于內(nèi)外墻的構件和裝飾面，要在堅持個性的前提下按照統(tǒng)一的標準進行。例如，在外部墻面的裝飾上，可以利用帶紋理的裝飾面和材料，便于設計人員進行搭配和組合，然后再進行統(tǒng)一的設計。其次，要保證裝配式建筑所具有的立面多元化效果。針對內(nèi)外墻所使用的空調(diào)板、門窗等構件，可以依據(jù)立面所構成的效果開展搭配和排列，以立體構成為視角，對空調(diào)板及門窗等進行調(diào)整，保證裝配式建筑所構成的立面更加大方和得體，使裝飾效果更加多元化。

4.3 建筑構件設計

結構構件是開展裝配式建筑施工的重要基礎，因此要對結構構件開展科學的設計。在進行構件設計過程中，需要先對構件加工圖開展設計，全面考慮加工廠的工藝技術，再對具體尺寸進行設計，使構件的精度得到保證，以免由于構件尺寸與實際不符造成質(zhì)量問題。在進行構件具體設計的過程中，要依據(jù)設計原則，對施工現(xiàn)場和生產(chǎn)企業(yè)所應用的設備、運輸情況以及制造水平等進行分析，在此基礎上對構件進行全面設計。

在進行裝配式建筑的構件設計過程中，需要依據(jù)的主要原則有模數(shù)化和標準化。促進構件標準化程度的提高，減少其類型種類，從而實現(xiàn)成本降低的目標。同時要促進構件使用期限以及耐火性能的提升，在開展設計過程中要對成品所具有的安全性與裝配時的安全性進行全面考量。預制外墻板要依據(jù)有關的標準保證其所具有的隔熱以及保溫性能，同時要根據(jù)區(qū)域的不同選擇與當前環(huán)境適配的結構。

在建筑內(nèi)部沒有使用承重墻的區(qū)域，要選擇具有良好隔音效果的隔墻板，并保證其能夠快捷地進行安裝或者拆卸。依據(jù)室內(nèi)空間的具體情況進行區(qū)域的劃分，保證主體結構能夠與承重墻之間建立安全可靠的連接，使其所具有的抗震效果符合有關的標準。

針對衛(wèi)生間以及廚房等較為潮濕的空間，要確保構件具有良好的防水效果，并為后續(xù)的清潔提供便利[5]。樓蓋可以利用疊合樓板，某些開間較大或者平面相對復雜的樓層可以進行現(xiàn)場澆筑，以保證樓板和墻體間以及樓板相互間連接的可靠性。針對陽臺的立管孔、欄桿孔、地漏以及嵌入盒等位置，需要進行精準的定位。預制樓梯需要對扶手桿以及預埋孔的位置進行提前確定。

4.4 施工作業(yè)設計

預制裝配式建筑需要對項目施工流程進行全面的考量和具體的分析，從而保證各個工序間緊密連接，促進施工效率的提高。對各個構件運輸?shù)木唧w路線開展全面設計，保證構件能夠運輸?shù)接行У牡跹b位置，促進吊裝作業(yè)效率的提高。另外，還要對預制構件進行臨時存放的場地開展設計和規(guī)劃工作，并對塔吊的位置以及吊起的噸位進行全面管理，提高構件運輸流程的精準度，保證現(xiàn)場施工的安全有效。

此外，要對項目的抗震情況進行設計。在進行預制構件設計時，主要原則是保證連接的簡單性以及組合施工的方便性[6]。建筑承重墻、墻柱等呈現(xiàn)垂直狀態(tài)的構件要上下垂直，門窗洞要從上到下保持大小相同的一列。裝配式建筑還要對公共區(qū)域內(nèi)管井的分布進行考量，避免出現(xiàn)互相交叉的問題，為后續(xù)維修提供便利。在進行公共空間的設計時，要為排水、電氣以及暖通管道提供預設的位置和空間，設計人員要依據(jù)具體的生活習慣進行電箱、通風管道的規(guī)格設定，并保證暖通系統(tǒng)能夠循環(huán)運行。此外，要為照明系統(tǒng)、插座、網(wǎng)絡接管口以及有線電視接口等預留位置。

5 裝配建筑設計的實際應用

5.1 預制準備剪力墻技術的應用

剪力墻與裝配式建筑剩余環(huán)節(jié)之間的連接能夠幫助建筑構成統(tǒng)一的整體，從而保證施工的順利進行。如果為了避免墻體發(fā)生移動，在進行建筑設計的過程中就要明確主體工程與內(nèi)剪力墻之間的連接，通過螺栓將兩者的連接位置進行固定。首先，要合理進行縱橫墻構造的選擇，依據(jù)工程的實際需求就不同因素對剪力墻的影響進行考量，從而盡量滿足所有條件，使剪力墻能夠符合使用需求。其次，針對與剪力墻存在連接的各個位置，需開展科學有效的設計，對承受力特點的差異進行考量，保證其滿足實際的應用需求。

5.2 預制件安裝技術要點

預制件安裝的技術要點主要包括以下7個方面。第一，在進行螺栓的預埋時，需要盡快與鋼混結構中的鋼筋進行焊接，使其成為一個整體，避免在施工過程中混凝土構造發(fā)生損壞。對于樓面的螺栓預埋點位，需要將斜撐角度控制在30°～45°，底部斜撐高度維持在0.4 ～0.5 m，高度超過2 m。第二，在進行鋼筋定位的連接過程中，要利用厚度為5 mm且寬度超過鋼筋直徑10 mm 的鋼板，根據(jù)提前設計好的間距點位進行開孔。第三，預制墻板根部的地方要提前留下2 cm 左右的縫隙，從而對預制墻板的位置移動進行管理，保證符合施工要求。第四，利用厚度為3 ～5 cm、寬度相同的保溫海綿條順著外墻的保溫板進行鋪設，在將預制件起吊時，避免跑漿問題的發(fā)生。第五，在吊裝過程中要遵循輕和慢的原則，完成后要對預制件的垂直度、左右位置以及里外情況進行校正。第六，作為裝配式建筑的重要內(nèi)容，接縫和節(jié)點對于建筑的安全和性能具有直接影響，如果設計不合理，則不僅會影響其抗震和防水效果，還會影響其使用期限，因此要加強對節(jié)點和接縫位置的設計和檢測水平，避免安全隱患的存在。第七，運輸問題。構件在運輸時會受到不同因素的影響，可能會出現(xiàn)損壞，從而影響裝配式建筑的質(zhì)量，同時吊裝設計的不合理也會造成梁柱出現(xiàn)傾斜，進而引起構件的損壞。

6 結語

隨著低碳環(huán)保概念的不斷普及和深入，裝配式建筑的應用范圍逐漸拓寬。裝配式構件能夠在工廠中進行制造，并通過運輸達到施工現(xiàn)場。利用科學規(guī)范的手段進行安裝和施工，不但實現(xiàn)了能源的節(jié)約，而且能夠減少對環(huán)境的污染。同時，構件的標準化為施工現(xiàn)場流程的規(guī)范化提供了基礎，因此針對裝配式建筑的設計和應用進行分析對于這一建筑模式的發(fā)展具有積極意義。