浅析未来建筑设计的发展方向 --探究装配式设计

发表时间:2020/5/26   来源:《建筑实践》2020年1月3期   作者:黄彧晖
[导读] 随着建筑科学的发展和进步,在施工过程中强调节能与环保

        摘要:随着建筑科学的发展和进步,在施工过程中强调节能与环保,减少对周围环境的污染,因此预制装配式建筑将成为未来建筑设计的主要发展方向。它能够有效实现工厂流水线式构配件加工,施工安装流程自动化。装配化设计与施工技术日趋成熟,相较于传统的建筑设计形式具有较为明显的优势,施工过程中装配式建筑能够节约许多人力资源,也不会产生较多的建筑垃圾,同时还能够有效改变建筑布局,对周围环境比较友好,因此在实践中得到了广泛的应用。本文主要对预制装配式建筑的设计要点进行探究,希望给相关研究人员以借鉴和参考。
        关键词:装配式建筑;建筑设计;设计要点
1前言
         随着在建筑产业中逐渐贯彻绿色节能的理念,传统的高耗能高污染的建筑形式已经越来越不符合可持续发展的要求,预制装配式建筑作为一种新型的技术形式,在我国正方兴未艾。预制装配式建筑实际施工中会受到很多因素的影响,比如说装配技术的高低,工厂预制构件的质量以及现场的管理水平等。装配式建筑施工技术是较为复杂的,需要诸多单位进行配合,这就更加凸显出前期预制装配式建筑设计的重要性,对它的设计特点,有以下5个方面的主要特征:
         第一,设计流程比较精细化。预制装配式建筑材料由于提前预制,构件在工厂中进行生产,因此它的施工装配式安装较为精细化,这就要求装配式建筑设计流程也要随之改变,相较于传统的建筑设计,装配式建筑设计在前期要增加技术策划以及对于预制构件的加工图设计,以体现其精度性。
         第二,对于建筑的模数化设计。装配式建筑设计要有效控制建筑模数,主要目的是使预制装配式构件与节点之间达到统一,逐步转变为模块化组合,这样就能够使装配式构件在现场安装更加顺利,设计更加符合建筑施工的标准。
         第三,设计成果的一体化。装配式构件要协调各个构件的生产厂家,加强各专业部门对产品生产的管理,对于预制装配式建筑设计图纸进行优化。
         第四,需要对成本进行精确化处理。预制装配式建筑由于它的拆分以及组合的方案不同,会影响它的装配效率,直接与建筑成本相关,因此只有前期装配式建筑设计符合现场施工装配的要求,才能够使得工程成本控制更为精确。
         第五,设计技术的信息化。在装配式建筑中可以利用最为先进的BIM技术来提升构件构件设计的精确度以及完成度,BIM技术是利用建筑信息模型和三维模拟技术来实现预制装配式构件在全过程的管理,能够有效提升预制装配式建筑的经济寿命,具有较为广阔的市场发展空间。
2装配式建筑的设计流程
2.1技术策划阶段
         技术策划阶段是装配式建筑设计的领头羊,在这一阶段需要综合考虑各种因素对于后期装配式建筑施工的影响,比如说装配式施工的技术水平、施工工艺、现场的管理水平、工厂构件的生产能力以及从工厂到施工现场的运输条件等,结合项目的整体定位、建设的标准以及集成产业化的目标、建筑成本的投入和技术路径等领域,制定出切实可行的技术标准,为后期装配式建筑设计提供一个框架性的参考依据。
2.2方案设计阶段
         在方案设计阶段,应该以上一步的技术策划制定的标准作为依据,主要是立面与平面的设计,立面方案需要根据装配式建筑的主要特征,考虑到预制构件加工的特性,立面要尽量呈现出多样化的特征,在进行平面的设计方案时,主要遵循多组合以及少规格的设计原则,首先要满足装配式建筑的使用功能以及保证它的质量,然后在最大程度实现装配式建筑的系列化以及标准化,方便现场的装配。


2.3初步设计阶段
         在初步设计阶段需要根据前期的方案设计,确定出底部现浇的层数,同时明确出现场预留的管线和设备,初步设计还要分析建筑经济的合理性,做出合理性的评估,并且对建筑质量进度以及成本因影响因素进行分析,融合各方面的技术要点,采用较为先进的技术工艺。
2.4施工图设计
         在施工图设计阶段主要根据是所提供的设备参数,各个专业设计必须要以此作为基础,将预制装配的方案与隔音防火等要求相结合,以完善施工图设计。
3装配式建筑的设计要点要求
3.1平面设计的要点
         在装配式建筑平面设计中,主要依据装配式建筑的特点,对模块的数据进行调整。需要对装配式建筑模块的类型以及尺寸进行优化,要对装配式建筑内部预制构件以及装修部件实现通用化、标准化以及系列化,需要有集成化的配套技术,能够有效降低装配式建筑的投入成本,同时提升施工效率。装配式建筑在进行布局的选择时,对于大空间要合理布置,同时合理安排管井以及承重墙的位置。
3.2立面的设计要点
         装配式建筑立面设计要利用装配式建筑构件模块化以及集中化的特点,使用预制外墙板可以改变外部的装饰材料,实现多图案以及多纹理构件。装配式建筑具有较多的灵活性,因此可以将不同的外墙进行组合来改变立面的设计效果,呈现出现代化建筑的特征。预制外墙构件主要包括主墙板,空调板,门窗以及阳台等等,为了实现外观立面的多样化,通风采光的人性化,对窗口大小进行适当的调整。可以采用工厂的涂漆或者是装饰材料一体化,外墙门窗需要满足通风的特性,需要及时调节门窗的尺寸以及虚实之间的比例,对空调板状态进行改变,以展示出不同的装饰效果。
3.3预制构件设计要点
         装配式建筑预制构件要遵循标准化以及尺寸模块化,这也是设计的基本原则,在设计过程中对于尺寸,要尽量减少不同的类型,尽量提升预制构件的标准化,这样能够有效降低装配式建筑的成本。构件能够有效满足防火以及防水的性能要求,外围保温和隔热也要符合国家规范标准。装配式建筑内部使用的预制墙体架构要有良好的隔音效果,施工体现出便捷的特征。预制构件在设计中一定要保证主体结构的稳定性。如果设计中选用叠合楼板,对于一些内部结构较为复杂的楼层,可以采用现浇的楼盖,预制的阳台内部一定要嵌入,同时要保证滤管孔,地漏以等孔洞的准确性,不能存在有任何的缝隙,主要防止后期发生渗水的不良后果;对于预制楼梯的要有预埋孔位置,需要提前进行确定。构件在设计过程中需要考虑构件的承载能力,考虑内部的活荷载以及风荷载对于装配式建筑稳定性的影响。对工厂中预制构件的脱模、运输、吊装以及安装等流程进行仔细的分析,主要是避免装配式构件在生产过程中所造成的误差,减少对后期施工质量的影响。构件的可行性以及成本预测主要受到构件的体积以及数量的影响,因此在装饰构件设计过程中,要提前和生产的厂家以及施工方进行沟通,对施工方的需要以及工行实际生产加工的能力进行分析,然后将两者的意见进行,寻求一个统一的标准,这样就能够有效了解在生产以及施工当中对于预制构件的限制,这样对自己的后期预制构件的设计有了较强的指导和标准意义。
3.4构件连接件
         构件连接件是装配式建筑施工中非常重要的工序,也是属于核心技术,对于节点以及构件之间的连接需要专业化施工人员。构件连接件主要包括梁端之间的接缝,柱顶部裂缝的处理,竖向接缝和水平接缝的处理。对于接缝的处理构成了装配式建筑的整体性。接缝可以使用采用混凝土或者是灌浆的形式将其填补完整,不能留下空隙。
4结束语
         本文主要对装配式建筑设计的整体流程以及设计要点进行分析,重点分析了装配式建筑的平面设计,立面设计,构件设计以及连接件设计,希望能够有效提升装配式建筑设计的质量,以实现装配式建筑的长期健康可持续发展。
参考文献
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[2]艾菲玛·艾合塔木,陈国新,翟新铭.装配式混凝土结构设计方法研究[J].四川建筑科学研究,2020,46(02):63-68.
[3]侯忠林.预制装配式建筑设计实践及问题探讨[J].智能城市,2020,6(05):42-43.
作者简介:黄彧晖(1980.09--);性别:男,民族:汉         籍贯:天津,学历:本科,毕业于国立华侨大学;现有职称:助理工程师;研究方向:建筑设计。
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