装配式建筑对现代建筑设计的影响

装配式建筑对现代建筑设计的影响

李琴

基准方中建筑设计股份有限公司武汉分公司

摘要：建筑业正逐步向信息化、工业化、数字化、智能化方向转型升级，驱使现代建筑设计理念、设计方式、设计流程的革新与优化，促进现代建筑设计以更高的科学性、合理性、可行性保障建筑设计、构件生产、施工组织、现场管理的有序推进。装配式建筑是绿色建筑转型升级的重要发展方向，其引入组件式与模块化建设理念，通过构件加工预制与现场装配取代传统建筑现场浇筑的作业模式，减少现场施工作业对周边水环境、大气环境、土壤环境带来的负面效应，同时构件预制、运输与装配的有机配合可规避现场大规模作业，降低建筑施工成本与实施能耗，减少建筑施工的环境污染与生态破坏。

关键词：装配式建筑；建筑设计；BIM技术

引言

目前，随着人民生活水平的提高，对建筑的各项功能都有了新的要求，因此，在建筑设计时，要满足人们的需要，适应时代的发展，灵活运用装配式设计，达到降低污染、节约资源、提高效率的目的。装配式建筑结构设计需要设计师充分运用自己的思想和创造力，在建筑结构设计时要综合考虑场地地质、抗震设防等各种因素，并将外部环境因素纳入设计方案。

1装配式建筑的特点

1)建筑设计标准化装配式建筑将建筑构成模块化，所设计的建筑构件具有标准化的尺寸、规格、原材料用量以及加工预制工艺等，以便于构件生产厂家根据建筑构件设计标准开展大规模工业化构件生产加工，保证构件装配的模块化集成。2)构配件生产工厂化在建筑构件设计标准化的基础上，生产厂商对照设计规范、设计要求、构件三维仿真模型等标注的规格、尺寸、用材等进行统一、批量生产，确保加工预制生产出的构件在流程化生产作业下高度一致且具有较高的精度，有效规避传统建筑工程现场浇筑时人为操作等主观因素对建筑工程质量的负面影响  。3)施工过程装配化建筑构件加工预制后经由运输车辆运输到施工现场后科学存贮，并对照装配式建筑施工组织计划，利用吊装等安装方式对构件进行组装装配、测量与纠偏，并对部分关键节点填缝灌浆，完成建筑构件装配工作 。装配式建筑施工过程的装配化与机械化水平较高，有效管控施工进度与施工质量，减少施工过程对现场及周边的环境污染与噪声污染。

2装配式建筑对现代建筑设计的影响

2.1方案、图纸深化

由于现阶段房地产施工工期压缩严重， 从拿地到出图再到结构深化时间非常短暂，设计院的出图批量化，现场施工许多的施工节点未能根据本项目的实际情况及时深化， 导致预制构件部分结点出错， 施工受阻， 甚至施工质量也将受到影响。 当预制构件在排产阶段才发现问题时，想要重新深化更改则需要更大的成本，因为厂家生产预制构件均是相同模板，一旦出错全都要报废。 因此，装配式施工要求项目技术部门以及PC 构件厂具备较强的图纸深化能力，在施工前预先审图找出问题，及时与设计单位沟通并进行深化设计。

2.2促进建筑构件产业化发展，完善构件生产流程

装配式建筑工程实施采用构件预制与现场装配模式，早期的装配式建筑构件生产需由设计单位对生产单位进行图纸交底，即将装配式建筑中涉及的各类构件详细设计图纸完整、准确地转达给生产单位。但二维图纸所展示的构件结构信息与参数信息较为局限，图纸交底的实际质量不高。在BIM技术的支持下，设计单位将建筑构件三维模型同步提交给生产单位，利用三维可视化模型直观展示构件的规格、尺寸、结构、材料、属性参数等，便于构件生产人员精确掌握构件的空间结构、属性数据、预制参数，如预留孔洞位置、深度与数量、钢筋下料长度等关键技术参数，提高构件生产的精准性与效率。同时，在BIM技术平台的支持下，构件预制生产单位与装配式建筑施工单位可在各自工作计划（生产计划与施工计划）设计方面有机衔接，在确保装配式建筑建设过程有序高效推进的同时，统筹调度构件原材料采购、加工预制、成品运输、现场浇筑、构件装配等装配式建筑作业流程，动态跟踪与调整优化生产计划、运输计划与施工计划，提高装配式建筑构件生产、运输、施工的高效协同性。生产单位在正式生产建筑构件前，可利用构件的预拼装试验，对装配式建筑深化设计方案科学性与合理性进行再检验，进一步完善构件工业化生产流程。

2.3施工进度控制

为了实现对实训楼的装配式施工进度控制，如图2所示，使用BIM轻量化软件将施工进度与装配式建筑模型相关联，可以对施工进度进行模拟。建筑模型能够模拟出任意工期内当天的施工量，按照进度计划进行施工，可以避免建筑工程的延期。将BIM技术与施工进度软件协同应用，可以合理控制施工进度，在施工进度模拟过程中，发现工期冲突可以及时对施工进度进行动态修改，并将修改结果上传云空间，减少施工管理顺序。在施工过程中，发现与设计不符或需进行设计变更，将设计变更单与模型相关联，更加可视化地进行施工控制。通过控制施工工程量，减少因为施工进度不合理造成的多余碳排放，从施工进度方面进行碳排放的把控，控制碳排放总量，减少工期对排放的影响，达到节能减排的目的。

2.4多专业协同设计要点

预制件的制造水平要求较高，例如内部钢筋、雨水管道等都是按照项目的要求在工厂内提前进行制作。而对于预制件的深入设计，则要求建筑、结构、机电等专业的专业人士共同合作，才能有效地解决各个专业之间的矛盾，从而保证工程的正常进行。在多专业协作设计中，BIM技术可以灵活运用，通过模型分析，更直观地对各个专业进行评估，能直观地发现问题，并进行有效的协调。当某个专业的参数发生变化时，可以根据这些参数的变动进行相应的调整，从而减少设计者的工作量。在各个专业协作的基础上，设计单位要主动与施工方、构件生产方等参与方进行协调。设计者要深入工厂进行现场调查，了解生产情况，并结合当前的发展情况，进行合理的资源分配和设计。比如，工厂的吊装埋件采用带螺纹的套管，在设计中尽量避免使用吊环、吊钉作为吊件，如果采用了则会导致厂家重新进行招标、采购工作，使工程造价增高，工期延长，影响装配工程的顺利实施。

2.5预制结构构件中的应用

在装配式建筑工程施工中， 混凝土构件是其中重要的构成内容，为了提升施工质量，作业期间需要借助 BIM 技术以及 CAD 技术两者相配合完成施工处理，并以此为装配式构件、结构使用的全寿命周期管理工作开展提供技术支持。 期间，可以利用上述两种技术对装配式建筑进行模型搭建， 模拟处理期间应将重点集中在力学和材料的使用方面， 着重加强对于装配式建筑的故障以及影响因素的把控， 最终为混凝土结构的设计优化提供支持， 也可为后续装配式混凝土构件的设计简化起到促进作用。

结语

装配式施工中预制构件的进一步深化设计对加工成型有着承上启下的影响，因此，预制构件深化设计在装配式建筑施工中有着非常重要的地位。项目的装配式建筑施工通过上述的施工前设计深化、预制构件出厂加工、施工中图纸优化等措施，给项目部节省了工期，同时质量也得到了保证。

参考文献

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