摘要:一般意义来讲,装配式建筑是结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。其主要特征是形成以标准化设计为中心的装配式建筑产品的工业化建造体系。为此,就标准化设计理念基础上的装配式建筑设计路线作以探讨。
关键词:装配式;建筑;系统性;标准化;设计
引言
装配式建筑设计是指将建筑物所需部件进行设计,进而在工厂加工,再运送到施工工地进行组装,这样一来可以显著降低现场工人的施工劳累度,与此同时还提升施工效率。在对装配式建筑进行设计时,设计人员要充分考虑施工现场真实状况,确保设计内容能够有效的在现场落实,如此一来才能够到达装配式建筑的最终目的。
1推广装配式建筑的必要性
装配式建筑的充分应用是未来建筑行业的总体发展趋势,也是现代建筑施工理念的一种体现,也是建筑行业更加集约化和科学化的一种发展,能够有力地推动整个社会和建筑行业的进步与发展。装配式建筑的充分应用,可以提高建筑的质量与品质,更是一种更加绿色环保,节约资源的建设方案,对于建设美丽中国,实现可持续发展,推动城市化建设具有十分重要的现实意义。就目前来说,装配式建筑主要集中在一线城市,具有一定的局限性,受到了技术以及一些其他因素的限制,但是装配式建筑是未来建筑行业的发展趋势,也是大势所趋,具有十分广阔的发展市场。除此以外,装配式建筑也是国家大力支持和推动的建筑项目。国务院提出要逐步提高装配式建筑在建筑行业所有工程项目中的占比,从而更好地保障人们的居住安全,推动可持续发展和绿色建筑理念的贯彻落实。而装配式建筑构件节点连接技术的研究,能够为装配式建筑提供更为有利的技术保障,推动装配式建筑方案的落实和实施,保证建筑结构整体的舒适性和绿色环保,装配式构件节点连接技术的研究也是装配式建筑方案实施的一项核心技术,会影响整个建筑的质量。
2装配式建筑设计路线
2.1设计的协同与集成
设计过程的主线是建筑标准化设计,各专业之间的协同设计则是完善建筑功能的整体设计,跟随设计主线平行交互进行,这种一体化设计达到施工图设计深度后,开始系统性集成设计,最终完成建筑部品构件的深化设计。⑴设计协同过程中,一般由建筑专业牵头,提供标准化设计条件和资料给到各相关专业展开设计,每个设计阶段后期,再由各相关设计专业反提设计成果和技术资料给建筑专业整合,并就存在的相互碰撞问题,进行技术分析、磋商及论证,取得一致意见并相互确认后,开始下一阶段设计,不断深化往复。协同设计要实行严格的校审和协调制度,通过各专业之间有效的交叉与整合机制,持续优化建筑功能和品质;同时,精准确定各专业和系统之间界面、定位和关联,为高复合度的集成设计打好基础。⑵集成设计将结构系统、外围护系统、设备与管线系统和内装系统以建筑功能模块或单元为基础进行深度整合,侧重部品构件的复合性设计和设备管线综合性设计,并确定部品构件以及设备管线之间的连接方式,包括通用型接口、接缝构造以及界面公差设计,以保证连接节点的安全性、通用性和耐久性要求。通过更高程度的部品构件和综合管线的精准集成,表现装配式建筑产业的发展优势。⑶利用建筑信息模型技术和信息管理平台,提增标准化设计过程的协同和集成效率,平衡和优化各专业之间的整体设计,实现建筑部品构件及功能模块的精准集成。
2.2结构构件预制设计要点
预制结构构件对于装配式建筑施工来说是比较重要的,所以需要正确地设计预制结构构件。但在设计预制结构构件的时候,需要先完成对构件加工图纸的设计。在设计构件加工图时,应充分结合工厂的实际工艺情况,设计出构件的具体尺寸,这样可以使构件的精度得到保障,防止由于构件加工尺寸存在问题,影响到建筑施工的整体质量。在开展预制结构构件设计工作时,需要参考基本的构件设计原则,充分研究施工现场和构件加工厂的吊装水平、生产能力和运输能力等内容,使构件设计变得更加全面。
2.3框架结构的相关设计
在对装配式建筑各个部件进行设计时,需要设计人员选取适合的建筑框架结构,同时标明相关部件的拼装流程。设计人员首先要对建筑框架的应力进行运算,确保部件提供应力能够与其相吻合,如此便能够确保建筑框架的整体稳固性以及品质。另外,在对其应力进行运算时,应提前对其抗地震指数实行检测,并且合理设置钢架位置。这样才可以保证框架结构能够符合标准。设计人员还应该全面思考施工工地的具体情况之后,在进行远程梁结构设计,这对于控制成本而言十分关键。部件加工工厂还应按照设计方案进行精准的焊接,以保证其品质能够符合标准,在这一过程中,设计人员应该做到适时检测,以确保各个部件的制造都符合设计要求。
2.4专业设计要点
⑴结构系统设计以保证建筑的安全性、稳定性和耐久性为原则,根据国家及行业相关设计规范和标准,在建筑标准化设计的基础上,确定建筑的结构形式、高度、跨度、体型、材料等级、构造和连接方式。其中,装配式混凝土结构通过节点连接和构造设计,实现“等同现浇”的效能,给结构安全以最基本保障。对于各类别装配式构件在制作、运输、堆放和吊装等环节荷载作用下的承载力和变形进行验算,并完成临时支点和吊点设计。⑵外围护系统设计根据地域气候条件,满足建筑的使用功能、建筑效果和建造技术要求。其中,比较其他外墙系统,强调预制混凝土外墙板与主体结构连接的安全性要求,保证在罕见地震时,外墙板不得掉落;连接节点应具有可靠的承载力,并采用柔性连接方式,具备适应主体结构的变形能力;外墙接缝防水构造应防排结合,接缝材料具有可靠的粘接性能和耐久性能。⑶设备和管线系统设计注重与其它系统的集成化设计,强调管线综合平衡、精准定位和通用型接口,应用管线分离、整体卫浴和同层排水技术,公共管井、管廊采用模块化设计。⑷内装系统设计应符合建筑、防火和环保等相关规范要求,结合建筑模块化设计,通过采用建筑信息模型(BIM)技术实现装修与机电系统一体化设计,体现系统之间建筑部品、构件及接口的通用性和集成技术。
2.5设计理念
在工程项目设计与施工中,对于负责设计的单位来说,首先应当是在总包的前提下进行的设计,本着服务的原则,服从工程总包的工作安排。要想达到这样的效果,首要的是必须要培养相应的人才队伍,从事设计的人员不但要懂得如何设计,更要有着一定的管理基础,能够对市场中的建筑材料以及施工现场有着全面的了解,熟悉管理的过程,只有这样才能为其胜任设计工作打下基础。此外,设计人员还要能够有着一定的参与决策权,对工程项目的整体规划、环境生态要求等有着充分的把握,将设计上升到策划的层次上来进行,关注建筑的功能要求与技术要求,兼顾效益与成本投入,能够在限额内完成设计,提高项目施工的经济效益。
2.6施工图纸设计要点
对于装配式建筑来说,施工图设计工作是比较重要的,借助施工图纸可以有效展示建筑结构构件、施工设备以及内部装饰设计参数,施工人员可以更好地选择施工工艺,施工质量能够得到更加可靠的保障。不仅如此,在设计施工图纸的时候,需要正确地设计装配式建筑连接的隔声部分、防漏部分和防火部分,使得建筑功能能够得到更加可靠的保障。
结语
装配式建筑标准化设计思想和方法要贯穿于设计全过程,坚持“少规格、多组合”的基本原则,以模数化为基础,标准化为核心,集成化设计为方向,精准高效地实现完备的建筑功能和系统性建造指标,为装配式建筑建造工业化发展提供可靠保证。
参考文献
[1]装配式混凝土建筑技术标准:GB/T51231-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.
[2]叶明.装配式建筑概论[M].北京:中国建筑工业出版社,2018.
[3]装配式建筑评价标准:GB/T51129-2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.