裝配式建筑設計范文
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第1篇
隨著城市化進程的加快，帶動了建筑行業的發展。但是一些大型建筑工程中對生態環境造成破壞，于是人們開始認識到生態環境保護的重要性，建筑行業開始逐漸涉足于生態環保建筑施工中，而裝配式建筑符合綠色建筑發展要求，得到了支持發展，國家提倡大力發展裝配式建筑。
1裝配式建筑分析
1.1裝配式建筑發展
如今，隨著綠色、生態環保理念的深入，建筑行業開始推廣鋼結構、裝配式建筑設計，這種建筑設計與工程生產相吻合，同時推動裝配式建筑設計發展，使我國建筑設計更為先進化。裝配式建筑是：指采用部件部品，在施工現場以可靠連接方式裝配而成的建筑。其構件要符合安全化、規范化等要求。這種建筑方式工期較短、技術水平要求較低，在節能、節材和減排方面的成效已在實際項目中得到證明，是現階段我國大力推行的產業化建筑方式。17世紀美洲移民時期，使用木材拼裝房屋，這是裝配式建筑發展的前身。1851年倫敦用鐵骨架嵌玻璃水晶宮，這也是國際史上第一個大型裝配式建筑。二戰后，歐洲等國家房屋被大量破壞，因此，住房成為當時最需要的物品，這就要求很快生產出質量好的房子，從而推動了裝配式建筑的發展。在20世紀80年代，我國裝配式建筑結構、升版體系、大板等得到發展，實現了工業化的進步。不過當時由于我國技術水平、經濟基礎上的不足，使得裝配式結構體系未能得到推廣。隨著我國綜合實力的提升，現階段我國多數區域開始應用預制產品，但是在預制裝配式建筑研究上仍然涉及不足，主要體現在：科研成果上缺少理論依據，使得裝配式建筑發展未能得到大力發展。裝配式建筑設計具有穩定性強、安全性高、效率高、綠色環保等特點，能夠確保結構構件質量，施工工期短、無需較高的技術水平；有效的保護生態環境，并且提高了建筑工程中所產生的經濟利益。
1.2裝配式建筑特點
①裝配式建筑中建筑材料全部可以在車間生產制造，構件包含：陽臺、空調板、外墻板、樓梯、內墻板等；②施工場地裝配作業從而降低傳統現澆作業；③實行一體化的建筑裝飾模式，實現室內裝飾與建筑主體施工同步進行；④裝配式建筑設計管理具有信息化、標準化特點，構件具有標準性、規范性、效率高特點，降低了成本輸出，能夠與工廠數字化管理相符合，裝配式建筑性價比較高；⑤具有生態環保的效果。
2裝配式建筑設計方法
2.1技術設計
裝配式建筑中，技術設計具有重要的作用。有關單位需要引起高度的重視，需要對工程的外在環境條件、成本、目標等有深入的了解，進而確保預制構件的標準化、規范化，主動與施工單位進行溝通，雙方經過研究進而制定出一套可行性設計方案，為后續裝配式建筑提供參考。
2.2構件設計
根據裝配式建筑技術設計，對平面、立面進行優化設計，在保障裝配式建筑功能的前提下，秉承著少規格、多組合的構件設計原則，使建筑符合規范化、系統化的要求。在立面設計階段，需要對不同結構構件進行著重分析，根據裝配式建筑特點設計出不同的立面結構。
2.3初步設計
以專業技術要求點為依據，做好協調設計；根據建筑要求設計現澆底部層數；對不同專業管線、以及設備預埋位置進行考量，進而選擇適合的預制構件；注重建筑項目的穩定性、價值性，對建筑施工時間、質量、所需費用等進行綜合分析，進而制定出合理的技術方法。
2.4施工方案設計參照初步設計技術方法、內部裝飾部品、預制構件的設計參數，在進行裝配式建筑施工方案設計過程中，需要對不同專業的預埋預留構件作已全面考量，注重裝配式建筑中隔聲、防火的設計。
2.5構件加工設計
在進行構件加工過程中，生產廠家需要與設計人員進行充分的溝通，生產廠家根據設計要求加工構件，設計人員需要向廠家提供構件的大小、類型等。另一方面，還需要注意預制構件在建筑施工場地的固定和安裝孔、吊鉤等設計。
2.6預制構件設計
裝配式建筑在預制構件設計過程中，需要秉承著標準化、模式化理念，盡可能減少使用構件，保障構件的精準化，降低項目造價；裝配式建筑中開洞、降板等環節可以選擇現澆施工方法，對構件吊裝、運輸加工、生產進行綜合考量。構件需要具有防火、耐久效果；在構件設計過程中需要注意構件的安全性、穩定性等；如果構件尺寸較大，可以增加預埋吊點、構件脫模數量；根據不同的隔熱保溫需求，設計符合要求的外墻板，滿足空調要求；在進行建筑物中非承重墻設計時，需要選擇具有一定的隔聲效果、便于安裝、較輕隔墻板，根據不同的功能，對室內進行功能劃分，保障建筑結構、非承重隔板連接的穩定性、牢固性。
2.7構造節點設計
裝配式建筑設計中，最為重要的是構造點的設計。對于外墻門窗洞口、連接縫隙等防水性較低的材料，其構造點需要具有耐久、力學、物理等性能；根據本地區的氣候特點對構造點設計進行優化設計，盡可能體現節能效果；采取構件防水、材料防水相融合的方式，科學設計外墻板垂直縫，參照不同外界環境設計適度的接縫。例如：地震、風荷載等。
3結語
隨著建筑行業行業的發展，裝配式建筑技術的進步，根據不同的施工要求設計符合建筑施工的裝配式建筑。裝配式建筑的進步也能夠促進我國建筑行業的發展。
參考文獻
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[3]楊仕文，徐霞，王森.裝配式混凝土建筑產業鏈關鍵節點及產業發展驅動力研究[J].企業經濟，2016（06）.
第2篇
關鍵詞：裝配式建筑；BIM；可視化
前言
在建筑工程中，其核心管理技術就是BIM技術，該技術的主要作用就是避免在三維空間中出現階段性的信息缺失，其中BIM技術的優勢主要體現在對建筑設計過程各個專業之間的協調以及對建筑工程的數據管理。BIM將建筑物所有的數據都進行統一管理并提供分析軟件的接口，實現數據導入以及建模計算，分析該建筑的整體或是構件的情況。
一、BIM與標準化設計
1.標準化BIM構件庫的建立
裝配式建筑的典型特征是標準化的預制構件或部品在工廠生產，然后運輸到施工現場裝配、組裝成整體。裝配式建筑設計要適應其特點，在傳統的設計方法中是通過預制構件加工圖來表達預制構件的設計，其平立剖面圖紙還是傳統的二維表達形式。在裝配式建筑BIM應用中，應模擬工廠加工的方式，以“預制構件模型”的方式來進行系統集成和表達，這就需要建立裝配式建筑的BIM構件庫。通過裝配式建筑BIM構件庫的建立，可以不斷增加BIM虛擬構件的數量、種類和規格，逐步構建標準化預制構件庫。
2.可視化設計
與傳統建筑方式采用BIM類似，裝配式建筑的BIM應用有利于通過可視化的設計實現人機友好協同和更為精細化的設計。
3.BIM構件拆分及優化設計
在裝配式建筑中要做好預制構件的“拆分設計”，俗稱“構件拆分”。傳統方式下大多是在施工圖完成以后，再由構件廠進行“構件拆分”。實際上，正確的做法是在前期策劃階段就專業介入，確定好裝配式建筑的技術路線和產業化目標，在方案設計階段根據既定目標依據構件拆分原則進行方案創作，這樣才能避免方案性的不合理導致后期技術經濟性的不合理，避免由于前后脫節造成的設計失誤。BIM信息化有助于建立上述工作機制，單個外墻構件的幾何屬性經過可視化分析，可以對預制外墻板的類型數量進行優化，減少預制構件的類型和數量。
4.BIM協同設計
BIM模型以三維信息模型作為集成平臺，在技術層面上適合各專業的協同工作，各專業可以基于同一模型進行工作。BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設備信息、成本信息等，這些信息可以用來進行數據分析，從而使各專業的協同達到更高層次。
二、BIM與工廠化生產
1.構件加工圖設計
通過BIM模型對建筑構件的信息化表達，構件加工圖在BIM模型上直接完成和生成，不僅能清楚地傳達傳統圖紙的二維關系，而且對于復雜的空間剖面關系也可以清楚表達，同時還能夠將離散的二維圖紙信息集中到一個模型當中，這樣的模型能夠更加緊密地實現與預制工廠的協同和對接。
2.構件生產指導
BIM建模是對建筑的真實反映，在生產加工過程中，BIM信息化技術可以直觀地表達出配筋的空間關系和各種參數情況，能自動生成構件下料單、派工單、模具規格參數等生產表單，并且能通過可視化的直觀表達幫助工人更好地理解設計意圖，可以形成BIM生產模擬動畫、流程圖、說明圖等輔助培訓的材料，有助于提高工人生產的準確性和質量效率。
3.通過CAM實現預制構件的數字化制造
借助工廠化、機械化的生產方式，采用集中、大型的生產設備，只需要將BIM信息數據輸入設備，就可以實現機械的自動化生產，這種數字化建造的方式可以大大提高工作效率和生產質量。
三、BIM與裝配化施工
1.施工現場組織及工序模擬
將施工進度計劃寫入BIM信息模型，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，就可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。提前預知本項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡，總體計劃、場地布置是否合理，工序是否正確，并可以進行及時優化。
2.施工安裝培訓
通過虛擬建造，安裝和施工管理人員可以非常清晰地獲知裝配式建筑的組裝構成，避免二維圖紙造成的理解偏差，保證項目的如期進行。
3.施工模擬碰撞檢測
通過碰撞檢測分析，可以對傳統二維模式下不易察覺的“錯漏碰缺”進行收集更正。如預制構件內部各組成部分的碰撞檢測，地暖管與電器管線潛在的交錯碰撞問題。
4.復雜節點的施工模擬
通過施工模擬對復雜部位和關鍵施工節點進行提前預演，增加工人對施工環境和施工措施的熟悉度，提高施工效率。
四、BIM與一體化裝修
1.裝修部品產品庫的建設
土建裝修一體化作為工業化的生產方式可以促進全過程的生產效率提高，將裝修階段的標準化設計集成到方案設計階段可以有效地對生產資源進行合理配置。
2.可視化設計
通過可視化的便利進行室內渲染，可以保證室內的空間品質，幫助設計師進行精細化和優化設計。整體衛浴等統一部品的BIM設計、模擬安裝，可以實現設計優化、成本統計、安裝指導。
3.信息化集成
產業鏈中各家具生產廠商的商品信息都集成到BIM模型中，為內裝部品的算量統計提供數據支持。對裝修需要定制的部品和家具，可以在方案階段就與生產廠家對接，實現家具的工廠批量化生產，同時預留好土建接口，按照模塊化集成的原則確保其模數協調、機電支撐系統協調及整體協調。
五、BIM與信息化管理
1.經濟算量分析
經濟算量的主要原則是做到“準量、估算”，按照工業化建筑的組成及計價原則分為預制構件部分和現澆構件部分。結合工業化住宅的特點自主開發了裝配式設計插件，通過該插件可以將預制構件與現澆構件進行分類統計。通過分類統計可以快速地對設計方案進行工程量分析，從而進行方案比選，再由確定的工程量結合地區的定額計算出本項目的工程量清單，實現在方案策劃階段對成本的初步控制。
2.RFID等實現裝配式建筑質量管理可追溯
實現在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服務貫穿整個工程全生命周期過程。一方面，可以實現住宅產業信息化；另一方面，可以將生產、施工及運維階段的實際需求及技術整合到設計階段，在虛擬環境中預演現實，真正實現BIM信息化應用的信息集成優勢。通過在預制構件中預埋芯片等數字化標簽，在生產、運輸、施工、管理的各個重要環節記錄相應的質量管理信息，可以實現建筑質量的責任歸屬，從而提高建筑質量。
3.利用BIM云平臺實現適時、全球化、數字化的管理
BIM信息化技術與云技術相結合，可以有效地將信息在云端進行無縫傳遞，打通各部門之間的橫向聯系，通過借助移動設備設置客戶端，可以實時查看項目所需要的信息，真正實現項目合作的可移動辦公，提高項目的完成精度。
結語
綜上可知，裝配式建筑設計如何在行業BIM信息化的背景下，融入信息化大潮，發揮自身研發、設計和集成的優勢，實現產業鏈拓展和過程階段延伸，必將成為建筑產業化新時代的創新趨勢。圍繞這一創新趨勢，設計行業將大有可為。
參考文獻
第3篇
關鍵詞：預制裝配式建筑；建筑設計；設計實踐
1 引言
從建國以來，我國在建筑建設方面發展的很快，大量的混凝土建筑拔地而起。S著施工經驗的不斷積累和施工技術的不斷革新，我們發現混凝土現場澆注的產生的一些問題，如下：①需要大量勞動力且施工工期長。比如韓國三星在西安建設的一個工廠，采用了預制裝配技術，工期僅需三個月，若采用非裝配技術，工期至少一年，并且所耗勞動力總量只有非裝配建筑技術的1/20。②部分部位如果采用現場澆注的做法，施工質量很難得到保證，如坡屋頂與天溝/的接觸部位受振搗條件的影響質量差異很大，現場基本無其他作業手段，因此該部位漏水現象普遍，工廠化生產就可避免這一問題。③現場澆注混凝土會對環境造成影響，如噪聲污染、建筑垃圾污染等。比如，混凝土施工為避免過多施工縫的形成，通常會連夜施工，噪聲會影響周圍居民的正常作息。又如，河道護坡項目施工如果采用現場澆注混凝土，將對河流造成污染，而若使用預制樁就不會有此污染問題。④施工現場作業在露天進行，工人的施工環境受氣候影響較大。讓從業工人在惡劣的工作條件下工作不僅會影響工作效率，還存在安全風險。隨著從業工人對作業環境有了更高要求，他們已經不愿意在惡劣的條件下工作了。基于上述問題，產生了預制裝配式建筑技術。目前預制裝配技術已經在工業廠房、大型公共建筑、多高層住宅、別墅等各個類型建筑中得到廣泛的應用，為了更加完善預制裝配技術，我們應該對其在設計實踐中存在的問題進行分析和研究，并找到解決的辦法。
2 預制裝配式建筑存在的技術難題
預制裝配式建筑在設計理論上和傳統現場澆注建筑沒有不同，但在施工思路上完全不一樣。預制裝配式建筑是將原本是一個整體的剪力墻、梁、柱等建筑構件拆分，在工廠中預制生產后，通過運輸到現場，吊裝進行組裝的方式施工建設，從而滿足設計要求的受力性能的。雖然預制裝配式建筑的工業化生產模式可以縮短施工周期，提高施工質量，但因受到運輸和吊裝條件的限制，在實踐中也會存在一些技術問題：
（1）平面不規則與構件數量限制的矛盾。每個建筑平面都是根據對地形、使用功能和建筑外觀等因素的綜合考量確定的，因此每個建筑項目的平面千差萬別。在實踐過程中如果按照每個建筑平面生產相應的模具，那么成本將會過高，導致項目夭折。因此，我們需要結合預制裝配式建筑與非裝配式建筑的優點，對于平面形狀中不規則的部分可以采用非裝配式建筑現場澆注的做法，或者采用鋼結構的做法。
（2）接縫、節點處的耐久性、抗震性能、安全性和防水處理。因為裝配式建筑在組裝建筑構件的過程中，會出現很多節點和接縫，這些是結構受力和建筑防水的薄弱環節，如果不能處理好節點和接縫，建筑的安全性就會受到影響。通常的處理方法是將拆分構件的預留鋼筋焊接好后，再用一個比被連接構件高一等級的混凝土加微膨脹劑澆筑，然后再振搗密實即可。眾多實際工程案例證明，這種做法能夠滿足耐久性、抗震性、防水等建設要求。但需注意的是，由于構件拆分組裝過程質量具有離散性，所以拆分構件的預留連接鋼筋應適當加大。
（3）預防構件運輸、吊裝過程中的開裂：由于拆分構件由于運輸、吊裝的需要會設置四個或多個吊裝點，通過模擬運輸、吊裝過程中拆分構件的受力情況，如果實際受力情況同設計模擬時相同或相近，那么將不會發生開裂的情況。但實際情況是，在運輸和吊裝過程中很難做到不開裂。考慮到吊裝和運輸方式的不確定性，通常工程中預防構件開裂的方式是加大被拆分構件的構造配筋。
特別說明的是，對于高層建筑的核心筒、剪力墻的約束邊緣構件、轉換梁、框支柱等抗地震力的建筑構件適宜采用現澆混凝土的施工方式，增強建筑構件的抗震性。
3 采用BIM技術實現預制裝配式建筑
目前，二維圖紙表達設計的工作方法仍是主流，但對于預制裝配式建筑來講，由于其對節點連接、管線預埋位置等要求準確，傳統的二維表達方式很難直觀的表述，給溝通帶來困難。這就需要我們采用三維的表述，BIM技術就恰好解決了這一問題，更好地協同各個專業一起解決設計實踐問題。
3.1 結構專業協同
為了滿足抗震設計的原則和需求，預制裝配式建筑的體形、平面和構造都有一定的要求。為了滿足工業化制造的要求，預制建筑構件在設計上應符合受力合理、連接簡單、施工方便、規格少、組合多的原則，制定合理的預制構件尺寸和重量，便于加工和運輸，提高工程質量的同時也要控制建設成本。承重墻和柱應注意上下連續，門窗洞口盡量上下對齊，不宜使用轉角窗。門窗洞口的設置應滿足結構受力要求和預制構件的設計要求，另外管線留洞位置和尺寸應保證準確。
3.2 給排水專業協同
預制裝配式建筑需要考慮公共空間豎向管井留洞位置和大小，豎向管線應相對集中，水平管線應減少交叉。穿過預制樓板的管道應預留洞，穿過預制梁的管道應預埋套管，要保證管井和吊頂內部的管線安裝牢固并方便檢修和更換。住宅套內優先采用同層排水的方式，并要做好防水構造。整體衛浴和整體廚房的安裝需要和廠家配合預留好管道接口位置及尺寸，太陽能熱水系統集熱器與儲水罐也需要與建筑整體配合，做好預留和預埋。
3.3 暖通專業協同
供暖系統的主立管和分戶控制閥門等應布置在公共空間豎向管井內，戶內供暖管線則是做成獨立環路。在采用低溫熱水地面輻射供暖時，分、集水器應結合地面墊層構造布置，便于檢修管理。在采用散熱器供暖時，應做好合理分布散熱器位置，管線走向的工作。在采用分體式空調機時，應滿足臥室和起居室空調安裝的位置和預留預埋條件。在采用集中新風系統時，應預先確定風道的布置、住宅中廚房和衛生間排氣道的布置。
3.4 電氣電訊專業協同
在布置分戶配電箱位置時，要保證分戶墻兩側暗裝電氣設備不連通。預制構件需考慮內裝要求，確定好插座、燈具、有線電視接口、電話和網絡接口等位置。還需將線路布置與建筑構件綜合考慮。在預制墻體或疊合板內暗敷設時，需要用線管保護。在預制墻體相應位置還需預留預埋，為了將來安裝電氣開關、插座、連接管線等。另外，在外墻板、內墻板的門窗過梁和錨固區不宜埋設設備管線。
4 結語
為了能夠實現我國預制裝配式建筑的快速發展，需要在設計實踐中結合具體建設項目的設計要求，綜合考量各方需求，在熟悉預制構件的拆分、生產、加工、運輸和安裝等各道工序技術要點的前提下，對預制裝配建筑進行整體分析和研究，并盡力協同各專業工種，不斷積累預制裝配式建筑設計經驗，整合各項資源，提高預制裝配式建筑設計和建設的水平，本文期盼能為做出微薄貢獻，供同行參考。
參考文獻
[1]樊則森.預制裝配式建筑設計要點【J】.住宅產業，2015（8）：56.
[2]胥曉睿.預制裝配式高層住宅設計與綠色施工【J】.建筑施工，2016，38（1）：97-99
