建筑設計中裝配式趣味組合的應用

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

關鍵詞：裝配式建筑；學校；設計；應用

1裝配式建筑設計重點的分析

1.1裝配式建筑立面設計

（1）立面分割設計。在立面設計中應以平面功能的總體規(guī)劃為基礎，再對外墻面、斜面等構件進行單元設計。（2）裝配式外墻單元的分體設計。預制外墻單元的分塊應著眼于整個建筑形式，為了方便運輸，可在每個房屋內(nèi)采用預制墻板單元來完成拆分工作。（3）預制陽臺分體設計。預制陽臺按平面內(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）標準件使用。在裝配式建筑過程中，剪力墻等構件是標準件，這些構件可以大規(guī)模生產(chǎn)。（5）非標件使用。目前，非標構件的應用也越來越多，立面構件和室內(nèi)裝飾多數(shù)都是非標構件，可以小規(guī)模定制。通過非標準構件形象的塑造和精心的設計，可以給立面更多的美感。

1.2設計符合要求

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，施工和設計各方需密切配合，確保裝配式建筑結構設計符合要求。

1.3構件預制分析

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

1.4剪力墻設計分析

在預制剪力墻設計中，相關的構件配筋設計要符合相關國家標準，設計要求只能超越不能降低，在施工階段需要結合實際情況進行受力和變形驗算。在設計工作中，應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置，應盡量減少構件的種類。此外，在建筑結構抗震設計中，應重視連接結構的可靠性校核，以保證結構的完整性。

2設計案例

2.1彭埠幼兒園設計應用

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備用房。該項目結構中的預制構件包括預制疊合樓板和預制樓梯。平面活動單元和立面標準化模數(shù)化處理，有序的重復形成韻律，在構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，形成標準構件，既增強幼兒園的標識性，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準件裝飾，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。項目設計如圖1所示。彭埠幼兒園項目裝配式建筑設計有以下幾個特點：在滿足建筑豐富的外立面及建筑功能的情況下，使預制構件標準化、模數(shù)化程度提高，利用PC進行板塊合理切分，形成相同的標準板塊，兼顧學校的美學和成本；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)點構造要求高；項目全過程采用BIM技術進行優(yōu)化指導。

2.2景芳三堡小學設計應用

此項目整體建筑共有6層，結構排布都不相同，且有地鐵下穿，在滿足裝配率60%的要求下，結合本項目的特點，選擇合適的預制構件及部品部件。其中預制構件包括疊合板、預制樓梯、預制疊合梁、預制墻板、ALC墻板、預制外墻；對水平管線、豎向管線做了一定的分離要求；對廚房做相應的集成要求。此外，項目在兼顧最大的靈活性和美學性同時，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。項目設計如圖2所示。杭州市中心土地資源緊張，學校需要在有限的土地上，組織好各組建筑的關系，塑造出豐富具有童趣的空間形態(tài)。本項目結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。通過設置伸縮縫，將結構劃分為2幢六層教學樓、1幢六層行政樓和1幢五層體育館及2個連廊。藝體中心下設一層社會公共停庫，教學樓下設一層校內(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），樓梯均為預制樓梯。教學樓、行政樓及藝體中心組成如圖3所示。裝配式建筑設計有以下幾個特點：高裝配率公共建筑：裝配率要求≥60%；標準化、模數(shù)化程度低，利用PC進行板塊合理切分，形成盡可能多的標準板塊，兼顧學校的美學和成本；教學區(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設計全過程應用BIM技術。

3展望

在學校功能設計中，裝配式建筑在平面上往往是標準化的，而在建筑立面和布局上并沒有失去靈活性。將工業(yè)設計理念引入建筑設計，逐步提升，采用BIM技術進行全過程裝配式建筑正向設計。通過BIM+裝配式建筑設計的結合，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，其設計過程會更加明確。小學項目教學樓使用了模塊化設計，將教室、學習中心等用標準模塊單元進行融合，使教室的大小和結構布局適應建設需求，大幅度降低了預制構件的規(guī)格。裝配式建筑模數(shù)化：小學項目教學辦公樓采用了模數(shù)化的設計，由普通教室、專業(yè)教室等標準模塊單元組成；對于不同功能的教室進行尺寸歸并和結構布置的歸并，大幅度減少預制構件規(guī)格。幼兒園項目活動室及寢室模數(shù)化設計。以12m×13.5m的空間形成一個幼兒園生活用房的基礎模塊，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”轉變，采用裝配式技術營造方法是實現(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60%~80%，綜合造價比傳統(tǒng)工藝節(jié)省20%~30%。

4結語

在教育投資建設方面，近年來我國優(yōu)質(zhì)學校集合工程蓬勃發(fā)展，已成為新一輪學校建設方向。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，創(chuàng)建建筑、結構模型，根據(jù)模型進行設計圖紙的修改與調(diào)整，保證了設計質(zhì)量。各專業(yè)協(xié)同設計，全面、系統(tǒng)地掌握設計細節(jié)，提升設計品質(zhì)。裝配式建筑設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計的關鍵問題，改善存在的難題，進一步提高建筑工程質(zhì)量。

參考文獻

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