建筑設(shè)計中裝配式趣味組合的應(yīng)用

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摘要：隨著建筑行業(yè)及BIM技術(shù)的不斷進步，裝配式建筑施工在建筑物建設(shè)中逐漸應(yīng)用廣泛。文章以裝配式設(shè)計模式的應(yīng)用為切入點，以建筑設(shè)計中的趣味性和平面構(gòu)圖原理在裝配式的形式規(guī)則為基礎(chǔ)，探討平面構(gòu)圖、空間理論、色彩構(gòu)圖原理在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，強調(diào)裝配式建筑設(shè)計中與BIM技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用及情感趣味。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；學(xué)校；設(shè)計；應(yīng)用

1裝配式建筑設(shè)計重點的分析

1.1裝配式建筑立面設(shè)計

（1）立面分割設(shè)計。在立面設(shè)計中應(yīng)以平面功能的總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，再對外墻面、斜面等構(gòu)件進行單元設(shè)計。（2）裝配式外墻單元的分體設(shè)計。預(yù)制外墻單元的分塊應(yīng)著眼于整個建筑形式，為了方便運輸，可在每個房屋內(nèi)采用預(yù)制墻板單元來完成拆分工作。（3）預(yù)制陽臺分體設(shè)計。預(yù)制陽臺按平面內(nèi)的樓層可分為兩種，相鄰的兩個水平定位墻之間的樓板也分為一個整體。（4）標(biāo)準(zhǔn)件使用。在裝配式建筑過程中，剪力墻等構(gòu)件是標(biāo)準(zhǔn)件，這些構(gòu)件可以大規(guī)模生產(chǎn)。（5）非標(biāo)件使用。目前，非標(biāo)構(gòu)件的應(yīng)用也越來越多，立面構(gòu)件和室內(nèi)裝飾多數(shù)都是非標(biāo)構(gòu)件，可以小規(guī)模定制。通過非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件形象的塑造和精心的設(shè)計，可以給立面更多的美感。

1.2設(shè)計符合要求

現(xiàn)階段的裝配式建筑的施工有場內(nèi)及場外施工兩種，在裝配的效果和質(zhì)量保證中，施工和設(shè)計各方需密切配合，確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合要求。

1.3構(gòu)件預(yù)制分析

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計分析十分重要。施工前期，需要先設(shè)計零件的工作圖。在構(gòu)件的設(shè)計中，應(yīng)對構(gòu)件的尺寸進行嚴(yán)格管理，與加工廠密切配合，以保證構(gòu)件質(zhì)量。

1.4剪力墻設(shè)計分析

在預(yù)制剪力墻設(shè)計中，相關(guān)的構(gòu)件配筋設(shè)計要符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計要求只能超越不能降低，在施工階段需要結(jié)合實際情況進行受力和變形驗算。在設(shè)計工作中，應(yīng)考慮各種因素的影響，如吊裝條件和房間的接縫位置、接縫位置、施工現(xiàn)場、深度條件等，墻板的高度可根據(jù)單層或雙層的高度設(shè)置，應(yīng)盡量減少構(gòu)件的種類。此外，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，應(yīng)重視連接結(jié)構(gòu)的可靠性校核，以保證結(jié)構(gòu)的完整性。

2設(shè)計案例

2.1彭埠幼兒園設(shè)計應(yīng)用

此項目為一棟局部四層的建筑，包含幼兒活動用房、辦公輔助用房及少量設(shè)備用房。該項目結(jié)構(gòu)中的預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制疊合樓板和預(yù)制樓梯。平面活動單元和立面標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)化處理，有序的重復(fù)形成韻律，在構(gòu)建平面空間趣味性的同時也增加了建筑立面的趣味性。項目在立面造型上強調(diào)水平向，取意層層疊疊的書本，不同層間的圓弧倒角，半徑一致，形成標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，既增強幼兒園的標(biāo)識性，豐富立面效果，又彰顯該建筑的模數(shù)化處理后的獨特個性。其部位用仿木格山標(biāo)準(zhǔn)件裝飾，主體用暖色水刷石裝飾，建筑體現(xiàn)出井然有序，體現(xiàn)幼兒園建筑的生動活潑。項目設(shè)計如圖1所示。彭埠幼兒園項目裝配式建筑設(shè)計有以下幾個特點：在滿足建筑豐富的外立面及建筑功能的情況下，使預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化程度提高，利用PC進行板塊合理切分，形成相同的標(biāo)準(zhǔn)板塊，兼顧學(xué)校的美學(xué)和成本；在建筑立面層層“書本式”的格局中，形成了有獨立特色的教學(xué)區(qū)域、活動區(qū)域及景觀區(qū)域；抗震等級高、外立面節(jié)點構(gòu)造要求高；項目全過程采用BIM技術(shù)進行優(yōu)化指導(dǎo)。

2.2景芳三堡小學(xué)設(shè)計應(yīng)用

此項目整體建筑共有6層，結(jié)構(gòu)排布都不相同，且有地鐵下穿，在滿足裝配率60%的要求下，結(jié)合本項目的特點，選擇合適的預(yù)制構(gòu)件及部品部件。其中預(yù)制構(gòu)件包括疊合板、預(yù)制樓梯、預(yù)制疊合梁、預(yù)制墻板、ALC墻板、預(yù)制外墻；對水平管線、豎向管線做了一定的分離要求；對廚房做相應(yīng)的集成要求。此外，項目在兼顧最大的靈活性和美學(xué)性同時，最大限度地發(fā)揮裝配式建筑的潛力，最大化減少了施工企業(yè)的相關(guān)人力、物力、財力的投入，并保證了施工安全。項目采用現(xiàn)代、簡潔、細(xì)膩的處理手法，強調(diào)橫向的線條感，整體采用灰白的色調(diào)，局部采用灰磚和木格柵的材質(zhì)，體現(xiàn)了建筑表皮的韻律感和識別性。立面通過模數(shù)化構(gòu)件水平向左右錯層移動來增加表皮的趣味性，使建筑表皮豐富的同時又有秩序性。項目設(shè)計如圖2所示。杭州市中心土地資源緊張，學(xué)校需要在有限的土地上，組織好各組建筑的關(guān)系，塑造出豐富具有童趣的空間形態(tài)。本項目結(jié)合基地形狀和自然朝向，用一條弧形廊把所有建筑串聯(lián)在一起，既保證了建筑體塊的整體感，又滿足建筑退讓要求、日照要求和地鐵線路規(guī)劃要求。通過設(shè)置伸縮縫，將結(jié)構(gòu)劃分為2幢六層教學(xué)樓、1幢六層行政樓和1幢五層體育館及2個連廊。藝體中心下設(shè)一層社會公共停庫，教學(xué)樓下設(shè)一層校內(nèi)停庫。項目二層及以上樓面、屋面板采用裝配式混凝土疊合樓板（衛(wèi)生間除外），樓梯均為預(yù)制樓梯。教學(xué)樓、行政樓及藝體中心組成如圖3所示。裝配式建筑設(shè)計有以下幾個特點：高裝配率公共建筑：裝配率要求≥60%；標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化程度低，利用PC進行板塊合理切分，形成盡可能多的標(biāo)準(zhǔn)板塊，兼顧學(xué)校的美學(xué)和成本；教學(xué)區(qū)域、活動區(qū)域、景觀區(qū)域使用功能明確，多樣劃分；抗震等級高、節(jié)點構(gòu)造要求高（地鐵上蓋）；抗震等級二級，大跨度部分抗震等級一級；PC設(shè)計全過程應(yīng)用BIM技術(shù)。

3展望

在學(xué)校功能設(shè)計中，裝配式建筑在平面上往往是標(biāo)準(zhǔn)化的，而在建筑立面和布局上并沒有失去靈活性。將工業(yè)設(shè)計理念引入建筑設(shè)計，逐步提升，采用BIM技術(shù)進行全過程裝配式建筑正向設(shè)計。通過BIM+裝配式建筑設(shè)計的結(jié)合，為實現(xiàn)生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、管理信息化提供了載體，其設(shè)計過程會更加明確。小學(xué)項目教學(xué)樓使用了模塊化設(shè)計，將教室、學(xué)習(xí)中心等用標(biāo)準(zhǔn)模塊單元進行融合，使教室的大小和結(jié)構(gòu)布局適應(yīng)建設(shè)需求，大幅度降低了預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格。裝配式建筑模數(shù)化：小學(xué)項目教學(xué)辦公樓采用了模數(shù)化的設(shè)計，由普通教室、專業(yè)教室等標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成；對于不同功能的教室進行尺寸歸并和結(jié)構(gòu)布置的歸并，大幅度減少預(yù)制構(gòu)件規(guī)格。幼兒園項目活動室及寢室模數(shù)化設(shè)計。以12m×13.5m的空間形成一個幼兒園生活用房的基礎(chǔ)模塊，建筑面積156m2。其中包括廁所（含盥洗室）20m2，衣帽間10m2，活動室（含寢室）126m2。目前傳統(tǒng)建筑正由“高能耗建筑”向“綠色建筑”轉(zhuǎn)變，采用裝配式技術(shù)營造方法是實現(xiàn)“綠色建筑”的有效途徑之一。裝配式建筑不僅節(jié)能、環(huán)保，也可獲得政策支持。后續(xù)材料回收率可達(dá)60%~80%，綜合造價比傳統(tǒng)工藝節(jié)省20%~30%。

4結(jié)語

在教育投資建設(shè)方面，近年來我國優(yōu)質(zhì)學(xué)校集合工程蓬勃發(fā)展，已成為新一輪學(xué)校建設(shè)方向。經(jīng)過分析可知，以上兩個項目盡可能地發(fā)揮裝配式建筑的潛力，解決建筑質(zhì)量通病，發(fā)揮了裝配式技術(shù)優(yōu)勢，彌補勞動力短缺以及綠色施工的不足。與此同時，該項目通過采用BIM技術(shù)，創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)模型進行設(shè)計圖紙的修改與調(diào)整，保證了設(shè)計質(zhì)量。各專業(yè)協(xié)同設(shè)計，全面、系統(tǒng)地掌握設(shè)計細(xì)節(jié)，提升設(shè)計品質(zhì)。裝配式建筑設(shè)計是裝配式建筑不可忽視的內(nèi)容之一。因此，需要牢牢把握裝配式建筑設(shè)計的關(guān)鍵問題，改善存在的難題，進一步提高建筑工程質(zhì)量。

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作者：朱黎煒 張譯木 單位：浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院