试论装配式建筑中的建筑设计 高凡

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:高凡
[导读] 摘要:近年来,我国的建筑行业有了很大进展,装配式建筑越来越多。
        上海开艺设计集团有限公司西安分公司  陕西省西安市  710065
        摘要:近年来,我国的建筑行业有了很大进展,装配式建筑越来越多。装配式建筑经过大量实践,已形成成熟的设计、生产、施工体系,然而装配式设计仍然偏重于结构设计,建筑设计与建筑细部构造设计的资料寥寥,深入探讨装配式建筑设计中建筑专业在项目的方案阶段、初步设计阶段、施工图阶段应完成的内容与注意的问题。
        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
        引言
        目前,我国装配式建筑的发展和应用逐渐增多,对装配式建筑艺术的各个方面都进行了阶段性的优化。与传统装配式建筑相比,现代装配式建筑在抗震设计、构件制作和设计等方面具有更好的质量特性。但是,装配式建筑在我国的应用还不成熟,而且这个行业的发展也不稳定,因此在装配式建筑的应用过程中难免会存在一些不足。例如,一些参与建设的开发商,可能因为对配套建筑了解不够,在开发设计决策时可能没有充分考虑现状。同时,由于相关设计院人员缺乏设计经验,导致零部件在生产设计过程中的设计与厂家脱节,导致最终设计结果不尽如人意。同时也存在生产成本高、计划资金与实际生产设计难以匹配等问题。
        1装配式建筑概述
        随着信息化技术在各行各业中的广泛应用,建筑业中施工技术信息化、现代化已经成为发展的主要趋势。传统的建筑施工技术中存在资源消耗大、技术利用不集中、施工效率低下、质量无法保证以及污染环境等问题,无法满足当前建筑业发展的需求,亟待运用新型建筑技术来改善这一现状。在此背景下,装配式建筑技术的应用符合建筑业的发展趋势,通过结合建筑功能来设计不同的构件,并将这些构件在工厂进行整体生产,再将生产完成的构件运输到施工现场进行相关的安装,实现了生产工厂化和施工过程的分解,将其分为设计、生产和施工三个步骤,不再集中于施工现场操作,有效保障了施工效率。装配式建筑技术在结构上大体分为新型全预制装配结构和传统钢架结构;在建筑形式上分为单层、多层以及高层等,施工方式也是现场安装,其有效减轻了建筑的重量,提升了施工的质量。
        2装配式建筑设计方法
        2.1对结构体系进行合理的选择
        对于装配式建筑结构体系进行合适选择,这对于建筑本身整体的设计具有非常重要的指导意义。因为选择了较为科学的建立结构体系,可以在一定程度上提升建筑本身的稳定性。比如在对外墙进行设计时,可以更加灵活地使用相应的装饰和温度的保持,以及相应采光等各种功能于一体。
        2.2钢筋连接设计
        预制装配式建筑工程的钢筋连接非常重要,直接影响着建筑结构的稳定性,因此,需要引起设计者的重视。首先,设计者要对配筋进行精确的计算,合理确定钢筋间距。另外,对于钢筋材料的连接设计,设计人员必须根据具体情况确定钢筋连接方法(通常有焊接、绑扎搭接、套管灌浆、机械连接等主要连接方式)。同时,由于工序错误会导致工程的进度受影响,故而设计团队要关注梁柱节点的定位。
        2.3对预制构件在不同工程中的位置和分块进行优化
        根据工程的实际需要,进行部分预制和现浇,由哪一方使用。预制率或结构体系的差异将是工程运行要求中需要考虑的关键因素。预制构件的优化设计和分装是建筑构件优化设计的重要组成部分。构件不合理的布置和拆卸会给建设项目增加许多不必要的成本负担,这需要设计人员综合考虑。在装配式住宅设计中,水平构件可采用预制技术,既可降低施工成本,又可有效避免脚手架和模板的施工。外墙保温装饰,预制外墙主体应考虑预制内墙的承载力和非承重,并应仔细测量,注意少用外脚手架。由于预制率和预制件设置的要求不同,在设计和布置时应考虑区域要求。比如上海对预制外墙的需求量很大,混凝土的体积需要确定预制率,但仍需根据具体工程确定。

如果是整体剪力墙结构体系,则需要剪力墙、内隔墙、叠层预制楼板和外墙板。在分割过程中要注意预制构件的重复率。在拆分构件模块的过程中,采用标准化的模块可以进行不同的组合,不仅可以有效降低模具成本,而且可以提高分离效率,使整个构件的施工过程和安装过程变得更加顺畅。此外,还需要改进相关部件的重量对中。塔吊在现场安装时,可根据塔吊的位置进行划分。
        2.4构造节点设计要点
        预制构件的节点设计是一项非常重要的设计内容。由于预制外墙板接缝和门窗洞口的防水性能相对较弱,故此,结构节点和材料的选择需要充分结合实际,满足各种性能的需求。每个接缝应根据工程实际情况和当地气候条件进行合理的接缝设计,达到相关防水和节能的标准要求。预制外墙板垂直缝可采用材料防水法和结构防水法,非承重墙竖向缝可采用槽缝、平缝,而预制外墙板水平缝在结构防水过程中可采用槽缝和高低缝。在门窗安装过程中,需要保证门窗与外墙板之间连接的安全稳定性和严密性。在装配式剪力墙结构外围护结构热工计算过程中,需要参照国家对节能标准的相关要求进行设计。例如,采用夹芯外墙板时,应保证保温层的连续性,保温层厚度应符合建筑面积的设计要求,保温材料应尽量选用轻质、高效的材料,在安装过程中应合理控制保温材料的含水量,使其符合我国现行标准。
        2.5环境适应性设计
        现阶段建筑领域对建筑工程的绿色设计越来越重视,为此预制装配式建筑工程设计者应采取措施提高建筑的环境适宜性,并在建筑设计过程中落实绿色环保的设计理念。其次,设计团队还要在设计阶段注重对工程场地周边环境资源的充分利用。在这个过程中,设计者需要先对建筑周围的气候和环境条件进行调查,掌握其特点,通过科学的选址,合理地确定建筑的朝向,提高建筑工程的通风与采光条件,减少建筑暖通空调和照明设备的耗能。运用环境资源时,设计团队可以利用能源收集设备和能源转换设备获取所需资源,从而发挥环境资源的最大功效,强化绿色设计的效果。
        2.6以信息化技术提升设计科学性
        在当下的建筑设计过程之中,越来越多应用到信息化技术,装配式建筑的设计也不例外。而且当下对于建筑建设设计的要求精度越来越高,装配式建筑对于精度的要求更高,尤其是各个零部件的设计,利用信息化技术进行调整已经是大势所趋。可以利用信息化技术在设计的过程中对于建筑的相应参数进行规范和计算,这样可以降低人工设计过程之中出现的失误。
        结语
        综上所述,通常认为在装配式建筑设计中,结构专业占比较大,建筑师的工作较为常规,然而在实际的工程中,建筑专业在装配式建筑设计中的作用十分重要。从前期配合投资方对装配率的选择,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的调整,施工图阶段的模数化、精细化设计以及构造节点设计,最终造价的控制,建筑设计贯穿了装配式建筑设计全过程,为装配式建筑提供了基础支撑及全程保障。在装配式建筑设计中,建筑师应及早介入,主动了解装配式建筑的特点,根据不同的项目特征进行建筑设计。
        参考文献:
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