建筑设计中装配式趣味组合的应用

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摘要：随着建筑行业及BIM技术的不断进步，装配式建筑施工在建筑物建设中逐渐应用广泛。文章以装配式设计模式的应用为切入点，以建筑设计中的趣味性和平面构图原理在装配式的形式规则为基础，探讨平面构图、空间理论、色彩构图原理在建筑设计中的应用，强调装配式建筑设计中与BIM技术的结合应用及情感趣味。

关键词：装配式建筑；学校；设计；应用

1装配式建筑设计重点的分析

1.1装配式建筑立面设计

（1）立面分割设计。在立面设计中应以平面功能的总体规划为基础，再对外墙面、斜面等构件进行单元设计。（2）装配式外墙单元的分体设计。预制外墙单元的分块应着眼于整个建筑形式，为了方便运输，可在每个房屋内采用预制墙板单元来完成拆分工作。（3）预制阳台分体设计。预制阳台按平面内的楼层可分为两种，相邻的两个水平定位墙之间的楼板也分为一个整体。（4）标准件使用。在装配式建筑过程中，剪力墙等构件是标准件，这些构件可以大规模生产。（5）非标件使用。目前，非标构件的应用也越来越多，立面构件和室内装饰多数都是非标构件，可以小规模定制。通过非标准构件形象的塑造和精心的设计，可以给立面更多的美感。

1.2设计符合要求

现阶段的装配式建筑的施工有场内及场外施工两种，在装配的效果和质量保证中，施工和设计各方需密切配合，确保装配式建筑结构设计符合要求。

1.3构件预制分析

预制构件设计分析十分重要。施工前期，需要先设计零件的工作图。在构件的设计中，应对构件的尺寸进行严格管理，与加工厂密切配合，以保证构件质量。

1.4剪力墙设计分析

在预制剪力墙设计中，相关的构件配筋设计要符合相关国家标准，设计要求只能超越不能降低，在施工阶段需要结合实际情况进行受力和变形验算。在设计工作中，应考虑各种因素的影响，如吊装条件和房间的接缝位置、接缝位置、施工现场、深度条件等，墙板的高度可根据单层或双层的高度设置，应尽量减少构件的种类。此外，在建筑结构抗震设计中，应重视连接结构的可靠性校核，以保证结构的完整性。

2设计案例

2.1彭埠幼儿园设计应用

此项目为一栋局部四层的建筑，包含幼儿活动用房、办公辅助用房及少量设备用房。该项目结构中的预制构件包括预制叠合楼板和预制楼梯。平面活动单元和立面标准化模数化处理，有序的重复形成韵律，在构建平面空间趣味性的同时也增加了建筑立面的趣味性。项目在立面造型上强调水平向，取意层层叠叠的书本，不同层间的圆弧倒角，半径一致，形成标准构件，既增强幼儿园的标识性，丰富立面效果，又彰显该建筑的模数化处理后的独特个性。其部位用仿木格山标准件装饰，主体用暖色水刷石装饰，建筑体现出井然有序，体现幼儿园建筑的生动活泼。项目设计如图1所示。彭埠幼儿园项目装配式建筑设计有以下几个特点：在满足建筑丰富的外立面及建筑功能的情况下，使预制构件标准化、模数化程度提高，利用PC进行板块合理切分，形成相同的标准板块，兼顾学校的美学和成本；在建筑立面层层“书本式”的格局中，形成了有独立特色的教学区域、活动区域及景观区域；抗震等级高、外立面节点构造要求高；项目全过程采用BIM技术进行优化指导。

2.2景芳三堡小学设计应用

此项目整体建筑共有6层，结构排布都不相同，且有地铁下穿，在满足装配率60%的要求下，结合本项目的特点，选择合适的预制构件及部品部件。其中预制构件包括叠合板、预制楼梯、预制叠合梁、预制墙板、ALC墙板、预制外墙；对水平管线、竖向管线做了一定的分离要求；对厨房做相应的集成要求。此外，项目在兼顾最大的灵活性和美学性同时，最大限度地发挥装配式建筑的潜力，最大化减少了施工企业的相关人力、物力、财力的投入，并保证了施工安全。项目采用现代、简洁、细腻的处理手法，强调横向的线条感，整体采用灰白的色调，局部采用灰砖和木格栅的材质，体现了建筑表皮的韵律感和识别性。立面通过模数化构件水平向左右错层移动来增加表皮的趣味性，使建筑表皮丰富的同时又有秩序性。项目设计如图2所示。杭州市中心土地资源紧张，学校需要在有限的土地上，组织好各组建筑的关系，塑造出丰富具有童趣的空间形态。本项目结合基地形状和自然朝向，用一条弧形廊把所有建筑串联在一起，既保证了建筑体块的整体感，又满足建筑退让要求、日照要求和地铁线路规划要求。通过设置伸缩缝，将结构划分为2幢六层教学楼、1幢六层行政楼和1幢五层体育馆及2个连廊。艺体中心下设一层社会公共停库，教学楼下设一层校内停库。项目二层及以上楼面、屋面板采用装配式混凝土叠合楼板（卫生间除外），楼梯均为预制楼梯。教学楼、行政楼及艺体中心组成如图3所示。装配式建筑设计有以下几个特点：高装配率公共建筑：装配率要求≥60%；标准化、模数化程度低，利用PC进行板块合理切分，形成尽可能多的标准板块，兼顾学校的美学和成本；教学区域、活动区域、景观区域使用功能明确，多样划分；抗震等级高、节点构造要求高（地铁上盖）；抗震等级二级，大跨度部分抗震等级一级；PC设计全过程应用BIM技术。

3展望

在学校功能设计中，装配式建筑在平面上往往是标准化的，而在建筑立面和布局上并没有失去灵活性。将工业设计理念引入建筑设计，逐步提升，采用BIM技术进行全过程装配式建筑正向设计。通过BIM+装配式建筑设计的结合，为实现生产工厂化、施工装配化、管理信息化提供了载体，其设计过程会更加明确。小学项目教学楼使用了模块化设计，将教室、学习中心等用标准模块单元进行融合，使教室的大小和结构布局适应建设需求，大幅度降低了预制构件的规格。装配式建筑模数化：小学项目教学办公楼采用了模数化的设计，由普通教室、专业教室等标准模块单元组成；对于不同功能的教室进行尺寸归并和结构布置的归并，大幅度减少预制构件规格。幼儿园项目活动室及寝室模数化设计。以12m×13.5m的空间形成一个幼儿园生活用房的基础模块，建筑面积156m2。其中包括厕所（含盥洗室）20m2，衣帽间10m2，活动室（含寝室）126m2。目前传统建筑正由“高能耗建筑”向“绿色建筑”转变，采用装配式技术营造方法是实现“绿色建筑”的有效途径之一。装配式建筑不仅节能、环保，也可获得政策支持。后续材料回收率可达60%~80%，综合造价比传统工艺节省20%~30%。

4结语

在教育投资建设方面，近年来我国优质学校集合工程蓬勃发展，已成为新一轮学校建设方向。经过分析可知，以上两个项目尽可能地发挥装配式建筑的潜力，解决建筑质量通病，发挥了装配式技术优势，弥补劳动力短缺以及绿色施工的不足。与此同时，该项目通过采用BIM技术，创建建筑、结构模型，根据模型进行设计图纸的修改与调整，保证了设计质量。各专业协同设计，全面、系统地掌握设计细节，提升设计品质。装配式建筑设计是装配式建筑不可忽视的内容之一。因此，需要牢牢把握装配式建筑设计的关键问题，改善存在的难题，进一步提高建筑工程质量。

参考文献

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[4]顾云凡，陆志祥，刘扬，等.基于BIM的装配式建筑结构设计研究[J].建材发展导向：下，2019，17（2）：22-25.

[5]张英.预制装配式混凝土结构设计施工[J].中国科技信息，2018（21）：38-40.

作者：朱黎炜 张译木 单位：浙江省城乡规划设计研究院