冯帅
身份证号码23082819831014****，黑龙江省哈尔滨市 150000
摘要：近年来，经过大量实践，装配式建筑已经形成了成熟的设计、生产和施工体系。但是预制设计还是以结构设计为主，建筑设计和建筑细部设计的资料很少。以西北地区王新村C2片区棚户区改造及安置房项目为例，深入探讨了项目方案阶段、初步设计阶段和施工图阶段应完成和注意的内容和问题。
关键词：装配式建筑设计；模块化设计；专业配合；节点构造设计
1.我国装配式建筑发展趋势与C2项目设计背景及概况
1.1 装配式建筑发展趋势
近年来，国家有关部门和地方政府都非常重视建筑产业化。《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号)明确指出，发展装配式建筑是建筑方式的重大转变，是推进供方结构改革和新型城镇化发展的重要举措，不仅可以节约资源，减少建筑污染，提高劳动生产效率和质量安全水平，还可以促进建筑业与信息化、工业化深度融合，培育新产业和新动能，化解产能过剩。住房和城乡建设部颁布了《预制建筑评估标准》(GB/T 51129-2017)，地方政府也颁布了相关政策，如设计管理办法、图纸审查要点等，力争10年内使预制建筑面积占新建建筑面积的30%。
1.2 项目设计背景及概况
本工程为政府棚改工程，居住单元面积较小(仅40~90m2)，厨房、卫生间、隔墙、零部件较多，给施工和装修带来诸多挑战。如何在满足户型比例和外观效果的前提下，实现全装配式建筑？如何协助结构专业在设计阶段减少预制墙板、楼板等构件的种类，让预制厂家生产出质量和数量都很好的预制构件？如何协调设备，精装设计，预留埋置，解决预制建筑的独特设计问题？是这个项目的设计难点。
2.组装建筑设计思路
工程建设的基本过程分为方案、初步设计和施工图设计三个阶段。产业化项目也不例外，但要根据其特点分阶段解决。
2.1 在方案阶段，要协调好施工、设计、组装部件厂家与施工方的关系，共同优化房屋总平面、户型、立面的设计。在满足用户需求的前提下，对户型、单元、建筑电梯核心筒、厨房、卫生间、立面开窗尺寸进行标准化、模块化、系列化，论证预制构件的技术可行性和经济性，进行统筹规划，提出最佳方案。同时，建筑、结构、设备、装饰等专业和构件的生产厂家，要按照门窗的规格统一各功能空间的门、窗、电动遮阳百叶、太阳能板的尺寸和规格，并根据各套尺寸的大小进行尺寸和规格的整合，减少种类，达到通用性和一致性，实现构件的标准化设计。
2.2 设计尺寸和模数之间的协调
预制建筑的特点之一在于建筑构件的工厂和规模。在设计中，尽可能减少了元器件的种类，统一了模数，有利于工厂的标准化和工业化生产。在设计中，厨房、卫生间和楼梯的精细尺寸和模数设计对优化建筑构件、降低建筑成本、提高建筑质量具有明显的作用。
2.3 纵横向预制构件的合理布置
在初步设计阶段，通过优化户型，减少了预制墙板和楼板的种类。同时避免刀柄形状等不规则的墙板楼板，方便运输，减少损耗。这个过程非常重要，可以从根本上达到合理布局、拆分竖横构件、提高预制构件重复率、减少预制构件种类、提高构件生产效率、降低工程成本的目的。
根据上述设计原则，本项目剪力墙在初步设计阶段不改变基本户型的前提下进行调整，既减少了剪力墙数量，又规范了楼层布置，为结构专业下一步拆板设计提供了设计依据。虽然现阶段建筑专业、结构专业、预制板厂家之间沟通协调的时间成本很高，但后续的设计工作证明，现阶段的调整为整个工程的顺利进行提供了有力的有利保障，是预制建筑设计中必不可少的环节。
2.4 节点设计
在预制外墙板的接缝处，应保持墙体保温性能的连续性。如果外墙板渗水，会破坏外墙板的安全性。与普通建筑相比，装配式建筑更应注重外墙的防水性能。防水接缝的结构设计应通过材料防水和结构防水两种防水措施来完成。主要连接节点有L型、T型、I型。
在施工过程中，预制构件与现浇混凝土之间的缝隙应采用泡沫聚氨酯，先密封压实，再进行胶合。
拼缝处注胶必须饱满、密实、连续、均匀、无气泡，宽度和深度符合要求，胶缝应横平竖直、深度一致、宽度均匀、光滑顺直。只有施工方严格遵循这个节点，才能避免渗水隐患。
2.5 设计考虑
在设计过程中，协调各专业的设计特点，满足预制建筑的设计要求，便于施工。复合楼板是预制建筑中最常用的。复合地板要求地板平整无落地面积，这就要求建筑专业协调给排水专业，合理安排卫生洁具和地漏位置，调整地面排水方向，保证卫生间地板低于其他无落地房间。
为了减少预制墙板厂家的预留环节和施工难度，设备专业的立管尽量走在现浇段。我们的解决方案是在单元细节上区分现浇墙和预制墙。实践证明，虽然增加了建筑专业的绘图量，但为后续专业提供了方便，最终提高了绘图效率。
3.关于集合建筑设计的思考
王新村西北C2片区棚户区改造安置项目是北京市住房和保险办公室的示范项目。复合地板、预制混凝土夹芯保温外墙、预制混凝土内墙、预制楼梯、预制阳台板、空调板、厨卫一体化及部分管道均为装配式。为保证较高的组装率，首层和屋面板采用复合楼板，住宅坡顶和大门采用钢结构。因此，本项目组装率为84%，符合AA组装评价标准，具有高起点、高标准的示范特色。这种方法的优点是组装率高、湿作业少、环境影响小、施工速度快，但总体成本高于普通混凝土建筑(约增加1500元/m2)。
通过方案设计、施工图设计、预制板分图设计、预制板生产到工程施工全过程的经验和教训，结合预制建筑的发展现状和现行规范，我们对预制建筑的设计特点和组装率的控制思考如下:
3.1 非示范项目建议考虑最低装配式建筑面积指标要求。目前装配式建筑的造价高于现浇建筑，因此可以遵循以下设计原则:1)先高层建筑，再多层建筑，直到满足最低装配式建筑面积指标要求。建筑越高，标准化水平越高，构件越容易实现“高复制”，成本增量相对较低；2)大户型先于小户型。大户型的零部件数量比小户型少，所以应用比例更容易实现。本项目户型面积较小，90%户型小于90m2，零部件数量巨大，增加了成本。
3.2 适当减少预制承重竖向构件。在装配式建筑中，竖向构件的设计和施工是最困难和复杂的，工人的素质很高；外墙热桥和防水问题难以处理，密封胶的耐久性不能和建筑一样；灌浆套筒检验技术未纳入强制检验范畴，灌浆质量问题层出不穷。灌浆材料在低温环境下的适应性仍在测试中，对温度的适应性低，影响工期，大构件运输成本高。
3.3 采用复合地板。该技术相对成熟，现浇节点相对较少，可同时作为模板，对增加施工进度、改善现场环境有明显效果。
3.4 认真使用干法施工方法施工楼板。干式地暖需要用冷热水管分开，施工要求高，地板容易不平，后期维护费用高。
3.5 预制楼梯、阳台板、空调板制造施工难度不大，可广泛使用。
3.6 根据住宅用户选择是否使用管道分隔。管道分隔需要占用一定的室内空间。如果住户是不确定的人，为了便于管理、维护和更换，可以选择管道分隔。本工程为棚户式，为固定用户，公寓楼面积小，所有管线不分开。
综上所述，装配式建筑是一个系统工程，不同的组合代表不同的成本增量，因此方案阶段对于装配式建筑的设计非常重要。
4.结束语
一般认为结构专业在装配式建筑设计中占很大比重，建筑师的工作比较套路化。然而，在实际工程中，建筑专业在装配式建筑设计中起着重要的作用。建筑设计贯穿于装配式建筑设计的全过程，包括前期与投资方的装配率选择，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调整，施工图阶段的模块化、精细化设计和结构节点设计，以及最终的造价控制。在预制建筑的设计中，建筑师应及早介入，积极了解预制建筑的特点，根据不同的工程特点进行建筑设计。
参考文献
[1]聂梅生.新世纪我国住宅产业化的必由之路[J].建筑学报，2001（5）：18-22.
[2]曲立志.产业化住宅设计的几点探讨[J].建筑学报，2004（10）：10-12.
[3]赵汗青.装配式建筑设计要点分析与优化策略[J].装饰装修天地，2020（3）：198.