裝配式建筑設計精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇裝配式建筑設計，期待它們能激發您的靈感。

篇1

［關鍵詞］預制裝配式;設計;施工;一體化;優化

引言

預制裝配式建筑(prefabricatedconcrete)即PC建筑，是通過工廠化生產構件，經過養護、運輸、吊裝、連接、與現澆段結合等步驟形成的混凝土結構。預制裝配式建筑是未來建筑工業化的發展方向，符合綠色建筑的理念。預制裝配式建筑在我國仍處于發展的初期階段，與傳統的現澆結構建筑存在較大差異，其設計、施工也與傳統建筑截然不同，至今仍沒有國家標準規范指導，施工作業人員缺乏經驗。本文以上海市內環第1個預制裝配式住宅建筑為例，對預制裝配式建筑的設計施工一體化進行分析研究。

1預制裝配式建筑特點

預制裝配式建筑與傳統現澆混凝土建筑相比有如下特點。1)結構深化設計需要對建筑結構進行構件拆分，構件拆分需要綜合考慮設計、施工、吊裝、運輸、施工場地布置等因素。機電管線、線盒需預埋預設在預制構件中，到現場后直接對接安裝。2)構件工業化生產，生產模具重復使用率高，構件尺寸精度高，達到清水混凝土的效果，預制構件甚至能根據設計需要在構件表面印出清水花紋。3)構件在工廠中預制，后運輸到施工現場直接吊裝施工，方便快捷。最大程度減少現場濕作業，減少對環境的揚塵、噪聲等污染，減少現場施工作業人員配置，在城市市區內施工有明顯優勢。4)預制構件與現澆構件結合的現澆節點受力復雜，是設計施工的關鍵節點，鋼筋排布密集，在后期存在漏水隱患。預制裝配式建筑的以上特點導致其設計、施工相比傳統建筑有其自身特性，并且兩者相互影響，因此單獨研究預制裝配式建筑的設計、施工存在片面性，不利于其發展，需對預制裝配式建筑的設計與施工進行一體化研究，使預制裝配式建筑的設計與施工相互配合、相互促進，優化提高，為建設項目增值。

2預制裝配式建筑設計

2.1聯系現場實際的結構深化設計

現階段開發商為加快資金回籠，不斷壓縮項目周期，而預制裝配式建筑在建筑施工圖完成之后仍需對建筑進行構件拆分，進行結構深化設計。構件拆分的大小、質量、形狀，直接影響到現場材料堆放的布置、施工臨時道路的設置、吊裝的選擇、塔式起重機基礎的設計等。在施工方案總設計中需考慮施工現場實際情況，并在可行的情況下進行優化，尤其在施工場地狹小的城市核心區域。因此預制裝配式建筑的結構構件拆分深化設計需與施工單位緊密聯系，并在前期總體設計中考慮運輸、施工難度和成本等。

2.2考慮全施工過程的受力設計

預制裝配式建筑構件在工廠內生產，經過養護，構件強度達到要求后運輸到施工現場，再通過吊裝安裝到位。構件在成為結構的一部分前需要經過運輸、翻身、吊裝等多個過程，出現多種不同的受力形態，這些過程均需通過預埋在構件內的球形鉚釘實現。因此構件拆分及設計過程中不僅需考慮構件在建筑結構中的受力還需考慮生產施工全過程中構件的受力。構件吊點的設置需考慮到構件重心位置、吊裝中的平衡、構件運輸過程中擺放角度等。以本工程中轉角飄窗設計為例:轉角飄窗屬于多維度異形構件，構件內存在大開洞，構件自重達9.7t，且構件重心位置不在墻身豎向范圍內，因此在構件上部設計了4個吊點，確保構件吊裝的平衡。考慮吊裝運輸過程中構件的受力，通過MIDAS軟件分析構件的應力分布，如圖1a所示。通過分析發現，轉角飄窗在吊裝過程中局部應力分布過大，需進行加固處理。通過研究采用3根槽鋼對轉角飄窗進行加固處理，加固后的應力分布如圖1b所示，應力集中明顯減弱，可以確保吊裝運輸的安全。

2.3機電管線設計

預制裝配式建筑中的機電管線與現澆結構中的機電管線施工存在較大不同，在現澆結構中機電管線通過預埋并直接整體澆筑在混凝土中，而預制裝配式建筑中機電管線需預先埋設于構件中，抵達現場后與現澆結構中預埋管線進行拼接，體積和質量巨大的構件在現場完成機電管線精確對接施工難度極大。因此機電管線設計需盡量避免埋設于預制構件中，本工程同時使用BIM軟件對現澆和預制構件部分進行建模，分析構件內部的管線排布、線管線盒的位置，確保機電管線能夠精確對接。

2.4利用預制構件特性完善建筑設計

預制構件為工廠化生產，尺寸精度高，表面整潔，能達到清水效果，且能夠預制出相應的花紋。在建筑設計過程中應充分考慮到預制構件自身優勢，減少建筑做法，減少現場濕作業。在本項目中，設計多處利用到了預制構件的特性，如在樓梯部分充分利用了預制構件的精度，安裝完畢后表面不再做面層處理，如圖2所示;墻壁后期做掛石材處理，墻壁取消了傳統的抹灰濕作業。

3預制裝配式建筑施工

3.1充分領會設計意圖

預制裝配式建筑在國內仍處于發展的初級階段，施工操作經驗不多，因此在施工過程中需充分領會設計意圖。構件作為一類特殊產品，在最終成為結構的一部分前需經歷吊裝、運輸、翻身等過程，而構件一旦破壞再生產需經過較長周期，將直接影響到整個項目施工工期，因此施工需要充分領會設計對構件受力分布的考量，防止構件在吊裝、運輸等過程中出現破壞。

3.2施工關鍵節點優化處理

預制裝配式建筑徹底顛覆了傳統的施工方式，施工中的吊裝作業、建筑做法等與傳統的現澆結構完全不同，施工中要充分考慮施工的各個過程優化。預制構件與現澆段間的連接是裝配式結構施工的關鍵，該節點受力復雜，鋼筋預埋較多。施工中需充分理解構件預留鋼筋與現澆段之間的連接關系，分層次完成鋼筋綁扎連接?，F澆結構中窗附框位置經常存在漏水隱患，若預制結構后期再裝窗附框將同樣存在漏水隱患，因此在施工前與設計溝通研究，將窗附框在工廠中與預制構件一同澆筑完成，形成整體，避免后期存在的漏水隱患。3.3現澆段與預制段節點處理預制構件與現澆段連接處是關鍵節點，因為混凝土澆筑時間不同，存在施工縫且收縮不一致，存在滲漏隱患，同時也是結構連接的薄弱環節。為避免后期出現滲漏情況，本項目在預制構件的上部和下部分別采取了不同的方式進行節點處理。為方便構件堆放，構件下部設計為拉毛平面，構件吊裝完成后在構件外側采取3道防水措施，如圖3所示，從外到內依次為220mm防水卷材，13mm厚耐候膠，20mm×30mm橡膠條。在構件的內側采用預制構件上部留有預留縱筋和箍筋，施工中無法采用上述3道防水措施，通過與設計溝通研究，將構件上部設計為凹槽形式，如圖4所示。在與現澆段鋼筋綁扎后采用防水混凝土澆筑，凹槽的設計不但可以防止水流向內側，還能有效增強節點連接。

4結語

預制裝配式建筑在國內仍處于發展的初級階段，在進一步摸索前進的過程中，設計與施工一體化協作，可以有效地促進設計、施工的優化提升，為建設項目增值。通過本工程的應用研究，在結構深化設計中聯系現場實際、綜合考慮施工全過程中構件應力分布、機電管線設計優化、利用預制構件特性等對設計施工有極大促進作用。同時在施工中充分領會設計意圖、做好成品保護、優化關鍵施工節點等可有效地促進生產效率，提升工程質量，提升經濟效益，促進預制裝配式建筑的發展。

參考文獻:

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［3］嚴薇，曹永紅，李國榮．裝配式結構體系的發展與建筑工業化［J］．重慶建筑大學學報，2010，18(3):259-261．

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［7］張軍，侯海泉，董年才，等．全預制裝配整體式剪力墻住宅結構設計及應用［J］．施工技術，2009，38(5):22-24．

篇2

關鍵詞：裝配式建筑；BIM；可視化

前言

在建筑工程中，其核心管理技術就是BIM技術，該技術的主要作用就是避免在三維空間中出現階段性的信息缺失，其中BIM技術的優勢主要體現在對建筑設計過程各個專業之間的協調以及對建筑工程的數據管理。BIM將建筑物所有的數據都進行統一管理并提供分析軟件的接口，實現數據導入以及建模計算，分析該建筑的整體或是構件的情況。

一、BIM與標準化設計

1.標準化BIM構件庫的建立

裝配式建筑的典型特征是標準化的預制構件或部品在工廠生產，然后運輸到施工現場裝配、組裝成整體。裝配式建筑設計要適應其特點，在傳統的設計方法中是通過預制構件加工圖來表達預制構件的設計，其平立剖面圖紙還是傳統的二維表達形式。在裝配式建筑BIM應用中，應模擬工廠加工的方式，以“預制構件模型”的方式來進行系統集成和表達，這就需要建立裝配式建筑的BIM構件庫。通過裝配式建筑BIM構件庫的建立，可以不斷增加BIM虛擬構件的數量、種類和規格，逐步構建標準化預制構件庫。

2.可視化設計

與傳統建筑方式采用BIM類似，裝配式建筑的BIM應用有利于通過可視化的設計實現人機友好協同和更為精細化的設計。

3.BIM構件拆分及優化設計

在裝配式建筑中要做好預制構件的“拆分設計”，俗稱“構件拆分”。傳統方式下大多是在施工圖完成以后，再由構件廠進行“構件拆分”。實際上，正確的做法是在前期策劃階段就專業介入，確定好裝配式建筑的技術路線和產業化目標，在方案設計階段根據既定目標依據構件拆分原則進行方案創作，這樣才能避免方案性的不合理導致后期技術經濟性的不合理，避免由于前后脫節造成的設計失誤。BIM信息化有助于建立上述工作機制，單個外墻構件的幾何屬性經過可視化分析，可以對預制外墻板的類型數量進行優化，減少預制構件的類型和數量。

4.BIM協同設計

BIM模型以三維信息模型作為集成平臺，在技術層面上適合各專業的協同工作，各專業可以基于同一模型進行工作。BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設備信息、成本信息等，這些信息可以用來進行數據分析，從而使各專業的協同達到更高層次。

二、BIM與工廠化生產

1.構件加工圖設計

通過BIM模型對建筑構件的信息化表達，構件加工圖在BIM模型上直接完成和生成，不僅能清楚地傳達傳統圖紙的二維關系，而且對于復雜的空間剖面關系也可以清楚表達，同時還能夠將離散的二維圖紙信息集中到一個模型當中，這樣的模型能夠更加緊密地實現與預制工廠的協同和對接。

2.構件生產指導

BIM建模是對建筑的真實反映，在生產加工過程中，BIM信息化技術可以直觀地表達出配筋的空間關系和各種參數情況，能自動生成構件下料單、派工單、模具規格參數等生產表單，并且能通過可視化的直觀表達幫助工人更好地理解設計意圖，可以形成BIM生產模擬動畫、流程圖、說明圖等輔助培訓的材料，有助于提高工人生產的準確性和質量效率。

3.通過CAM實現預制構件的數字化制造

借助工廠化、機械化的生產方式，采用集中、大型的生產設備，只需要將BIM信息數據輸入設備，就可以實現機械的自動化生產，這種數字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產質量。

三、BIM與裝配化施工

1.施工現場組織及工序模擬

將施工進度計劃寫入BIM信息模型，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，就可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。提前預知本項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡，總體計劃、場地布置是否合理，工序是否正確，并可以進行及時優化。

2.施工安裝培訓

通過虛擬建造，安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知裝配式建筑的組裝構成，避免二維圖紙造成的理解偏差，保證項目的如期進行。

3.施工模擬碰撞檢測

通過碰撞檢測分析，可以對傳統二維模式下不易察覺的“錯漏碰缺”進行收集更正。如預制構件內部各組成部分的碰撞檢測，地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題。

4.復雜節點的施工模擬

通過施工模擬對復雜部位和關鍵施工節點進行提前預演，增加工人對施工環境和施工措施的熟悉度，提高施工效率。

四、BIM與一體化裝修

1.裝修部品產品庫的建設

土建裝修一體化作為工業化的生產方式可以促進全過程的生產效率提高，將裝修階段的標準化設計集成到方案設計階段可以有效地對生產資源進行合理配置。

2.可視化設計

通過可視化的便利進行室內渲染，可以保證室內的空間品質，幫助設計師進行精細化和優化設計。整體衛浴等統一部品的BIM設計、模擬安裝，可以實現設計優化、成本統計、安裝指導。

3.信息化集成

產業鏈中各家具生產廠商的商品信息都集成到BIM模型中，為內裝部品的算量統計提供數據支持。對裝修需要定制的部品和家具，可以在方案階段就與生產廠家對接，實現家具的工廠批量化生產，同時預留好土建接口，按照模塊化集成的原則確保其模數協調、機電支撐系統協調及整體協調。

五、BIM與信息化管理

1.經濟算量分析

經濟算量的主要原則是做到“準量、估算”，按照工業化建筑的組成及計價原則分為預制構件部分和現澆構件部分。結合工業化住宅的特點自主開發了裝配式設計插件，通過該插件可以將預制構件與現澆構件進行分類統計。通過分類統計可以快速地對設計方案進行工程量分析，從而進行方案比選，再由確定的工程量結合地區的定額計算出本項目的工程量清單，實現在方案策劃階段對成本的初步控制。

2.RFID等實現裝配式建筑質量管理可追溯

實現在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服務貫穿整個工程全生命周期過程。一方面，可以實現住宅產業信息化；另一方面，可以將生產、施工及運維階段的實際需求及技術整合到設計階段，在虛擬環境中預演現實，真正實現BIM信息化應用的信息集成優勢。通過在預制構件中預埋芯片等數字化標簽，在生產、運輸、施工、管理的各個重要環節記錄相應的質量管理信息，可以實現建筑質量的責任歸屬，從而提高建筑質量。

3.利用BIM云平臺實現適時、全球化、數字化的管理

BIM信息化技術與云技術相結合，可以有效地將信息在云端進行無縫傳遞，打通各部門之間的橫向聯系，通過借助移動設備設置客戶端，可以實時查看項目所需要的信息，真正實現項目合作的可移動辦公，提高項目的完成精度。

結語

綜上可知，裝配式建筑設計如何在行業BIM信息化的背景下，融入信息化大潮，發揮自身研發、設計和集成的優勢，實現產業鏈拓展和過程階段延伸，必將成為建筑產業化新時代的創新趨勢。圍繞這一創新趨勢，設計行業將大有可為。

參考文獻

篇3

關鍵詞：裝配式建筑；結構設計；技術優化

近年來，我國建筑業發展迅猛。為了解決傳統建筑模式中人工成本高、工期長、工程量大、環境污染嚴重等重要問題，裝配式建筑應運而生，順應了行業發展的要求，并且采用裝配式施工方法綠色、環節、節能，符合當前社會經濟發展的理念。但目前裝配式建筑在我國發展還較為緩慢，還處于待完善階段，主要在東部經濟較為發達的沿海地區進行嘗試性發展。因此，很多企業于裝配式建筑物的特征不夠了解，ζ淅斫獠磺澹在建筑設計、抗震設計及構建制作上缺乏經驗，不能是裝配式建筑的優勢充分發揮，在建設過程中不但沒有降低建筑成本，反而使建筑成本大大增加。裝配式建筑結構有效設計是裝配式建筑結構成功與否的關鍵，再依循設計方案進行建筑結構的拆分、構件制作及結構組裝。穩定性、安全性和實用性是裝配式建筑結構的基本原則，所以對裝配式建筑結構設計優化顯得尤為重要，確保建筑物質量，進一步促進整個裝配建筑行業的發展。

1 裝配式建筑的設計要點

可行性、使用性是裝配式建筑結構設計的關鍵點。同時，在設計中首先必須注意在確保建筑物功能性和安全性的前提下，通過專業、標準、精細的設計，充分發揮建筑設計的優越性，注重能源的損耗，為人們提供一個安逸舒適的建筑環境。將建筑物的結構高度、不規則度及結構復雜度控制在合理范圍。建筑設計在進行初步設計過程中必須充分考慮建筑材料、結構體系、結構布置、各參數等，對多種設計方案從可行性、經濟性等方面進行充分比較，獲得最優設計方案。另一方面，根據國家相關標準，對結構設計進行精確計算，保證在建筑過程中對風險處于可控范圍。

2 裝配式建筑的結構優化設計分析

裝配式建筑的結構優化設計主要從設計流程、設計體系建立、結構技術體系、預制構件拆分與控制、預制構件節點優化設計及有效利用相關政策六方面進行優化。

2.1 設計流程優化

裝配式建筑在考慮功能性需求的同時還需要關注結構設計對工廠化生產及裝配式施工的影響。裝配式建筑的設計需要涵蓋整個過程，從構件生產到運輸、裝配，對建筑物的要求都非常嚴格。在設計階段，對構件設計、拆分等方面需要做好優化工作，保證裝配式構建在設計、生產、施工過程中的緊密連接，形成完整的工藝流程；在圖紙設計方面，以方案的可行性作為前提，細化設計建筑物裝配結構的各構件，優化預制構件生產工序，降低現場管理難度和施工難度，降低施工成本。

2.2 設計體系優化

設計體系優化主要在于建立標準的設計體系。規范建筑戶型模塊和交通核模塊，充分發揮建筑物經濟性和功能性要求，降低樓板和外墻的構件種類，使裝配式建筑物施工效率大大提高。建筑戶型模塊方面，在確保室內空間尺寸的精準、合理的前提下，可對室內結構布置、客廳布置及臥室開間布置做適當調整；交通核模塊方面，主要對建筑物使用過程中的人的上下通行和物品上下運輸（主要包括樓梯、電梯井、走道）、設備的安裝布置（主要包括機電管井）等進行規范性設計，使其與板樓、通廊相互搭配更加規范，滿足各種客戶對房屋的不同需求。

2.3 結構技術體系優化

與現場實際相結合，選擇合理的結構技術體系是裝配式建筑結構設計優化的關鍵。所謂結構技術體系是指配整體式的框架結構、疊合剪力墻、裝配整體式剪力墻結構等與結構設計有關的技術體系。建筑物的平面部分，在結構技術優化時可采用疊合板、疊合梁形式；建筑物剪力墻采用預制裝配式時可采用預制的疊合剪力墻，也可采用雙面預制的疊合剪力墻，豎向連接可采用鋼套筒連接形式進行。在各構件之間連接時方法較多，連接形式也不固定，具體根據施工需要而定。

2.4 預制構件拆分與控制

在不同項目中裝配式建筑結構的預制部位和預制形式不同，需結合具體工程項目而定，一般住宅建筑，首先應該考慮其水平構件的預制技術，主要有樓梯、陽臺、預制疊合梁以及外墻保溫與裝飾等一體化設置，減少外墻腳手架的使用，優化承重墻與非承重墻的設置等。

2.5 預制構件節點優化設計

裝配式建筑的設計重難主要在于節點設計，在抗震性、功能性方面對建筑物起著決定性作用。因此，在建筑構件連接處控制所使用的鋼筋、套筒、預埋件等的成本，優化節點處的連接方式，保證建筑物具有良好的抗爭性能，同時降低施工成本，提高工作效率，達到穩固連接各部件的目的。

2.6 有效利用相關政策

裝配式建筑發展處于起步階段，技術不成熟，因此其發展受到了較大的阻礙，為了鼓勵新技術的發展，提高建筑業走向更加綠色環保、低能耗的目的發展道路，政府必須出臺一些優惠政策，鼓勵企業發展裝配式建筑結構，降低裝配式建筑結構的建設成本，充分發揮裝配式建筑結構的優勢。

3 結語

我國的裝配式建筑近年來發展緩慢主要原因在于其建設成本較高，因此降低裝配式建筑物建設成本是其向前發展的關鍵。企業應該加強管理，建立健全各模數標準、部件產品標準，通過這些標準是個裝配式構建統一流水線式工廠生產，降低構建的預制成本。另一方面，在工程實際中要不斷對裝配式建筑結構設計方案進行優化，改進施工工藝，提高工程質量和效率，降低施工成本，推動裝配式建筑的不斷創新與發展。

參考文獻

[1] 石建光，林樹枝.預制裝配式混凝土結構體系的現狀和發展展望[J].墻材革新與建筑節能，2014（01）：45-48.

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【關鍵詞】預制裝配式建筑;發展前景;結構設計

引言

一、裝配式建筑的方案設計

建筑設計的過程是復雜的，涉及到方方面面的問題，但建筑的作用一般只有一個，是做住宅、辦公、商場、還是劇院。此過程一般都是建筑外觀設計，明確設計任務，考慮到建筑信息化，主要是建立項目的工程信息。最好還能給詳細設計軟件提供統一的設計模板，模板可以是一個配置文件，可以是一個數據庫，里邊規定了本項目中應用的一些構件屬性的限制值。比如使用的入戶門寬不能小于多少，梁、柱的承載力不能小于多少等等。設計室負責人將從設計師的草圖中挑出相對較好的創意，通過各種繪圖軟件進行精細效果圖的繪制，建筑項目的信息化從這里的開始。

二、裝配式建筑的詳細設計與并行化

設計精細的效果圖的目的是為了進行詳細設計，數字模型工程師能夠使用BIM 軟件使建筑模型由精細效果圖變為三維建筑信息模型。這種模型包含各種基本的建筑構件以及構件的尺寸、材料、強度等等物理特性。在裝配式建筑的詳細設計的過程中，基本包括3 個專業：建筑、結構、設備。BIM 軟件的發展使建筑、結構、設備進行并行設計成為可能。

2.1構件的詳細設計、分析與制造流程

裝配式建筑的模型的建立是一個建筑信息模型，應包括裝配體、子裝配體和單個設備等相關的所有數據，都會與三維模型的數據聯系在一起，包含在一個統一的建筑信息模型中，同時連裝配體如何裝配，裝配的順序都會有所說明。在裝配式建筑的設計過程中，有包括建筑構件設計、構件生產工藝、構件裝配工藝、后期的構件維護工藝人員參與其中。經過BIM 軟件系統仿真后獲得結果，知道滿足需要為止。

2.2設計領域的改變――并行化

并行工程已經在制造業十分成熟了，但在建筑行業，并行工程的提法還很少見，并行技術是綠色建筑與市場競爭的必然選擇，建筑設計的并行化是面對建筑領域的綠色倡導，同時降低成本，縮短時間的唯一捷徑。

實現并行工程，需要建立一個并行工程集成管理環境。其中關鍵方面包括以下幾點：

1）建筑軟件（包括建筑、結構、設備專業）的信息化。BIM 軟件的大力發展，為并行工程提供統一的協同平臺與數據管理平臺，便于各個專業充分在數據層面表達自己的設計。

2）建筑的詳細設計過程改變。詳細設計過程變成一個類似敏捷開發的過程，逐次修正迭代。一個項目在詳細設計階段由眾多專業的工程師參加，每個專業都會對模型做出本專業的修正，但每次修正表現在整體的模型上不一定總是積極的，出現消極沖突的時候，就需要相關專業的人員對修正進行討論迭代，趨向于共同解決消極修正，以此避免建設過程中的設計沖突返工。

3）分布式管理、統一協調、持續的跟蹤，也就是人的作用。隨著并行工程的進行，工程內部系統復雜程度進一步加劇，問題也多樣化，分布式管理便于信息收集、統一協調，并與信息整理，持續跟蹤便于問題的解決。

隨著BIM（建筑信息模型）技術的大力推廣，并行工程一定會得到重用。

三、裝配式建筑的全壽命周期中的BIM 與射頻技術

裝配式建筑的統一制式，有利于BIM 軟件的管理，同時裝配式建筑的大空間的移動離不開BIM（建筑信息模型）技術和射頻技術的大力支持，射頻技術是BIM 數據從虛擬三維計算機空間輸出到現實的捷徑，兩者都是裝配式建筑轉向綠色全壽命周期建筑的關鍵技術。

3.1 BIM 技術

BIM 技術是建筑工程全壽命周期的核心管理技術，避免在虛擬的三維空間中產生階段性的信息孤島。建筑設計多專業協同與建筑全壽命周期的數據管理是BIM 技術的優勢，裝配式建筑需要的管理系統正式這樣管理系統。BIM 以裝配式建筑全壽命周期的數據為核心，對裝配體、子裝配體和單個設備等相關的所有數據繼續管理，同時提供通用有限元分析軟件的接口，便于導入數據到分析軟件進行建模計算，也可以實現一些耦合軟件，在整體與構件之間做分析。

3.2射頻技術與物聯網技術

射頻技術能隨時隨地的記錄構件的幾何、物理信息。因裝配式建筑是在工廠內生產，項目地組裝，會涉及到構件的生產、倉儲、物流、安裝與驗收，各個環節都需要能隨時識別出構件的身份，避免產生階段性的信息孤島，減少人工信息錄入出錯的可能性，有利于BIM 模型信息及時更新。同時射頻技術有利于工程材料的物聯網監控管理，極大方便構件的動態運輸。

3.3維護的技術難點

在裝配式建筑的全壽命周期中，建筑的維護、加固是不可忽視的問題，輕型裝配式物流中心倉庫有過替換的實際工程，但是又太多裝配式建筑還沒有發揮出這一優勢。如何找到那個合理的“千斤頂”是裝配式建筑能夠像機械一樣做替換的關鍵。

四、結束語

未來預制裝配式技術的發展，應充分發揮工廠預制件和現場裝配的優勢，將新材料、新工藝不斷應用到建筑上，使結構與建筑及設備等專業密切配合，充分優化建筑性能與功能。 隨著低碳、節能、綠色、生態和可持續發展等理念的深入人心，預制裝配式建筑會在我國有廣闊的發展前景。作為結構設計人員，應密切關注國家建筑產業政策，轉變觀念，積極推進新型裝配式結構體系的應用，從而推動我國建筑工業化的進程。

參考文獻：

[1]栗新.工業化預制裝配式（PC）住宅建筑的設計研究與應用[J].建筑施工.2008（03）

[2]嚴薇，曹永紅，李國榮.裝配式結構體系的發展與建筑工業化[J].重慶建筑大學學報.2004（05）

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關鍵詞：混凝土裝配式建筑；保障性住房；標準化；模數化；工業化生產

中圖分類號：TU241.92

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0422（2012）06-0140-05

1 前言

保障房建設是當前重要的民生工程，牽涉到億萬居民的切身利益。社會意義和政治意義都非常深遠，所涉及的方面很多、政策性很強，需投入的資金量巨大、運轉周期長。因此從政府的角度出發，把保障房的建設辦好是頭等大事。

住宅建筑工業化生產是住宅生產方式的變革，推動預制裝配式結構住宅產業化，是住宅建設的發展趨勢，是實現節能減排、發展低碳經濟的必然需求。當今世界，能源緊張，節能減排已是全球共同的話題，建筑的工業化勢在必行。

裝配整體式混凝土結構運用在住宅建筑中，通常有裝配式框架體系、裝配式混凝土框架—剪力墻體系、裝配式剪力墻體系。根據閔行浦江基地的實際工作經驗，本文僅對裝配式混凝土框架—剪力墻結構體系在保障性住房中房型設計上的運用進行討論。

2 裝配式建筑簡述

裝配整體式混凝土結構是由預制混凝土構件或部件通過鋼筋，連接件或施加預應力加以連接并現場澆筑混凝土而形成整體的結構，又簡稱為預制裝配式結構（precast concrete，PC結構）。按照此工藝建造的建筑，稱為裝配式建筑，也可稱為PC建筑。裝配整體式混凝土結構是工業化住宅的理想結構體系。

2.1裝配式建筑的特點

1)預制構件表面平整、外觀美觀、尺寸準確，建筑物的質量明顯提高；

2)施工方便，模板和現澆混凝土作業減少，預制樓板無需支撐，疊合樓板模板較少；

3)建造速度快，對周圍的環境影響??；

4)預制結構在設計和生產時還可以充分利用工業廢料，變廢為寶，以節約資源和其他材料。

2.2裝配式建筑的要求

我國建筑行業一直走的是粗放型的發展道路，標準化缺失，模數化沒有真正落實。住宅開發及部品生產標準化概念淡薄，對模數協調理論不重視。

我們號召向制造業學習，像造汽車那樣造房子，向機械行業、計算機行業學習。學習他們的標準化、模數化及模塊化，結合建筑行業的實際，解決難以標準化的問題。

裝配式建筑一定要用標準化、模數化、模塊化的理念進行設計。

3 裝配式建筑在保障性住房中運用的可行性

3.1保障性住房的社區規模大、易形成規模效應，適合住宅工業化的推行

上海市政府為了加快推進全市配套商品房的建設、解決城市低收入住房困難家庭的住房問題、完善現有的保障性住房建設體系，積極部署規劃了多個大型居住社區保障房建設是當前重要的民生工程。市政府規劃了顧村、泗涇、浦江、三林、周康航等多個保障房的大型居住社區。每個大型居住社區的規模都在100~200萬平方米左右。只要將其中部分建筑量以裝配式建筑的工藝進行設計和建造，就能形成一定的規模效應，對降低建造成本提供了一定量上的保證?，F閔行浦江基地，建設單位已將其中的30萬m2的住宅，以PC工法的工藝進行建造。

3.2保障性住房的房型面積小、房型式樣不多，適合標準化、模塊化生產

受政策等各方面的影響，保障性住房的套型建筑面積均不大。經濟適用房在90m2以內，公共租賃房在60m2以內。小面積的戶型增加了設計難度。但從另一方面講，由于是小面積的戶型，各功能房間僅滿足基本功能的需求，戶型的變化少，這對推廣標準化和模塊化是有利的。在實際工程中，保障性住房對個性化的設計要求并不是很高；一個項目中房型的種類基本在3~4種；在建筑設計上退臺、錯層等的設計手法，很少使用。所以適合工業化設計的要求。

3.3政府政策層面上支持

保障性住房是政府的重大民生工程，政府在政策上肯定是大力支持的。裝配式建筑、工業化生產，這與國家產業結構改革、節能減排、原材料的循環利用、提升建筑質量等是密切相連的，政府在政策層面上必定是支持。上海市已經出臺了《關于加快推進本事住宅產業化的若干意見》和《關于本市鼓勵裝配整體式住宅項目建設的暫行辦法》。此辦法，對于裝配式建筑在容積率上給予3%的獎勵。

4 保障性住房向工業化、標準化轉型

4.1當前保障性住房的設計狀況

目前建筑的建造模式以現場澆筑為主。在此建造工藝的前提下，保障性住房的設計存在以下幾方面的狀況：

1)由于建筑面積小，建筑尺寸的模數化概念不強。例如：主臥室的開間尺寸通常會設計成3.3~3.6m之間，但次臥室的尺寸往往就多種多樣了；

2)房型平面凹凸多，體形系數大，對節能不利。為了解決平面凹凸所產生的結構問題，在結構設計時增加了大量的結構連板，這些結構連板在建筑上沒有功能要求；

3)有些開發單位過分地追求建筑形象，在立面設計上添加了大量的裝飾構件。這些裝飾構件通常是沒有功能作用的。這與綠色建筑的理念是相違背的。

上述幾點情況，是目前保障性住房設計對工業化、標準化建造不利的地方。在國家產業結構調整、節能減排、發展裝配式建筑的前提下，保障性住房的設計必須要有所改變和調整。

4.2初步嘗試，采用裝配式框架—剪力墻體系做戶型設計

最初做設計時，在常用的剪力墻戶型的基礎上，做一些規則化處理。將其改成框架剪力墻的結構形式，預制外墻板掛在梁柱外側。主要在以下幾個方面進行調整：

1)將原先的剪力墻體系調整成框架—剪力墻成體系；

2)主要柱網和剪力墻縱橫兩個方向基本對齊；

3)東西山墻和北向外墻拉平；

4)內部隔墻盡量對齊；

5)將戶型設計成對稱的式樣，以減少預制構件的種類。見圖1。

關于本戶型預制及現澆構件的說明：

1）主體框架柱和剪力墻現場澆注；

2）樓板、陽臺板和框架梁為疊合構件；

3）護墻板、內隔墻、空調板、樓梯等為預制構件。

按此方案實施預制率為50%，如將框架柱改為預制構件預制率為70%。

經過各方的協同努力后，本方案在閔行浦江基地進行試點實施。從目前實踐的情況來看，本方案存在的問題主要是：室內存在凸出的梁柱，與常規的剪力墻戶型相比，帶來使用上的不方便，北向的次臥室尤為明顯；中間套型的起居室偏暗；整體造價較高等。針對上述的問題，我們進行了反思。

1）以成本考量為導向，標準化工作必須先行，且初期不宜追求過高預制率；

2）標準化涉及到可拼裝組合的戶型、構件拆分等多個方面，只有實現了徹底的標準化才能真正有效的降低成本；

3）實施PC之前需從項目策劃、概念設計的源頭開始，拿任何已有的現澆體系的住宅改成PC，成本控制的難度會非常大；

4）不能為了預制而預制，應著眼于PC技術體系的成熟和進一步發展；

5）而建立一套自己特色的技術體系則需要長時間的實踐和堅持，只有不斷改進和優化才能進一步降低成本，將技術的推廣應用找最為成熟；

6）PC技術體系不能僅僅為了做住宅；

7）住宅采用PC技術的優勢就是每年住宅的建設規模大，傳統住宅的戶型的諸多變化導致標準化的缺失。

綜上所述，在傳統戶型基礎上調整出來的裝配式建筑、為了裝配式建筑而去裝配等的做法是不合適的。要使裝配式建筑能在保障性住房中推廣，為市場接受，必須在建筑房型平面設計上有一定的改變和突破。

4.3設計提升，在裝配式框架—剪力墻體系下戶型平面設計轉型

由于初步嘗試的戶型存在一些不足，我們進行了反思。突出標準化、模數化的設計理念。標準為“在一定范圍內獲得最佳秩序，對活動或其結果規定共同的和重復使用的規則，導則或特征的文件。該文件經協商一致并經一個公認的機構批準?！睒藴蕬撘钥茖W技術和經驗的綜合成果為技術，以促進最佳社會效益為目的。標準化的形式和方法主要是：簡化、統一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。

如某些家具設計最能體現此概念（見圖2）。

裝配式建筑的設計應該充分體現此理念。結合保障性住房的實際情況，對戶型的設計提出了若干原則。

1）裝配式框架—剪力墻體系的預制率的高低可調節性大，且此體系還可以用于辦公、商業、學校等一系列的公共建筑中，市場前景廣闊。因此，新的戶型設計依舊選用裝配式框架—剪力墻體系。

2）如果是大空間的建筑，房間內存在凸梁凸柱對建筑的使用功能影響不會太大。但保障性住房的房間面積小，凸梁凸柱的影響不能不考慮。提出將梁柱外凸到室外，以減弱凸梁凸柱對室內的影響。

3）建筑尺寸盡量統一，從而可以較少預制構件的種類和規格。通過構件之間不同的組合來達到各種戶型的使用要求。

4）廚房、衛生間、陽臺等小構件尺寸盡可能一致。

在上述原則的指導下，提出了以下的戶型設計（見圖3）。

此戶型構件的種類少，大部分的構建是以6.6m和3.3m為基本尺寸。平面規則，基本沒有凹凸，體形系數小，對節能有利。柱網規則，縱橫兩個方向均能對齊，對結構受力有利。沒有凹口，對房間采光有利。梁柱外凸，減少了結構構件對平面的影響。此戶型設計成一房、二房、三房，三種不同戶型的組合形式，滿足了保障性住房的基本功能需求。戶型單元之間可分可合（見圖4、圖5）。

此戶型的建筑構（部）件可拆分為：交通核剪力墻部分、樓梯、框架柱、框架梁、護墻體、陽臺、樓板、空調板等。剪力墻為現澆構件、樓板和陽臺為疊合構件、其它的均可做成預制構件。可根據工程實際情況，自主選擇預制構件。調整預制率的高低比較方便（見圖6）。

4.4戶型的可延展性設計

僅一種戶型是不可能滿足市場的需求。在上述對裝配式建筑的認識、實踐和設計原則的指導下，提出了一系列的戶型設計方案。同樣的建筑構件，通過不同的組合，再配以不同的現澆的交通核，來滿足不同住宅需求。讓裝配式建筑在保障房中實現：簡化、統一化、通用化、組合化、系列化、模塊化。

在此，衍生出來了三種系列的戶型平面圖,如下：

A系列：由三戶組成一個單元，開間模數3300，進深模數4500。通過現澆交通核的不同，來滿足11~24層的戶型要求（見圖7、圖8、圖9）。

B系列：由四戶組成一個單元，開間模數3300，進深模數3300和3600。通過現澆交通核的不同，來滿足11~24層的戶型要求（見圖10、圖11、圖12）。

C系列：由四戶組成一個單元，開間模數3300，進深模數由三種。通過內天井來實現中間戶型廚衛等房間的通風和采光。此設計建筑進深大，有利于節約用地（加圖13、圖14、圖15）。

通廊式戶型（見圖16）。

上述系列的房型都體現了標準化、模數化、系列化的概念。戶型平面規整，有利于建筑節能。但建筑的進深不大，對節約土地不利。如果能提倡暗衛生間，那對裝配式建筑的戶型設計是非常有利的。既可以減少凹凸和內天井，又能加大建筑進深。小面寬、大進深的建筑可以節約土地。

4.5裝配式建筑立面設計

裝配式建筑的立面設計同樣應體現標準化、模數化的理念。在二進制的計算機領域里“0”和“1”創造了數字世界，簡單卻擁有無限可能。在做立面設計時可以借鑒這個概念?！?”可以看做裝配整體式混凝土結構，“1” 可以看做標準化、模數化的通用部件。兩者相結合，并以不同的排列和組合來達到立面設計的變化與同一性。

上述建筑戶型的立面上已經存在有四種元素——柱、梁、板、陽臺（欄桿）。此四種元素是建筑的基本構件。現代住宅建筑中通常會在空調板外加百葉，來隱蔽空調室外機。因此，立面上總共有柱、梁、板、陽臺（欄桿）、百葉共五種元素。通過五種元素的不同組合方式、柱和墻面的顏色和材質的變化，來到達立面設計的標準化、模數化、多樣化（見圖17）。

4.6裝配式建筑相關構造示意圖

住宅窗戶損失的熱量占到總量的接近一半，增強外窗的節能措施將起到很好的作用。PC墻板預埋窗框，解決了窗框與墻體之間的氣密性問題；凸梁凸柱的結構形式，增加了南向外窗的遮陽效果，形成一個天然的外遮陽效果。夏季高太陽方位角的直射強光被凸梁凸柱遮擋，冬季低太陽方位角的光線可以直射入室內，增強戶內得熱效果（見圖18）。

墻板豎向上下端與結構體連接處構造見圖19。

標準墻板標準墻板與立柱連接處構造見圖20。

標準墻板水平連接處構造見圖21。

5 結語

在我國20世紀50~60年代，混凝土裝配式建筑曾經推廣過。但由于技術等各種原因，被市場所淘汰。經過幾十年的發展，如今混凝土裝配式建筑的技術在國外已經達到了很高的水平，但國內發展較慢。在經濟和產業面臨轉型之際，混凝土裝配式建筑必定會迎來大發展的時期。保障性住房是國家重大的民生工程，混凝土裝配式建筑對國家的產業轉型，節能減排等有著積極的意義。兩者如能完美結合，必定是利國利民的好事。

參考資料：

[1]中國建筑文化中心編.編委：于華 史健等.保障性住房設計圖集.江蘇人民出版社 2011.6