建筑設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)模式的應(yīng)用為切入點(diǎn)，以建筑設(shè)計(jì)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(jì)中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)裝配式建筑設(shè)計(jì)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(jì)；應(yīng)用

1裝配式建筑設(shè)計(jì)重點(diǎn)的分析

1.1裝配式建筑立面設(shè)計(jì)

（1）立面分割設(shè)計(jì)。在立面設(shè)計(jì)中應(yīng)以平面功能的總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，再對(duì)外墻面、斜面等構(gòu)件進(jìn)行單元設(shè)計(jì)。（2）裝配式外墻單元的分體設(shè)計(jì)。預(yù)制外墻單元的分塊應(yīng)著眼于整個(gè)建筑形式，為了方便運(yùn)輸，可在每個(gè)房屋內(nèi)采用預(yù)制墻板單元來(lái)完成拆分工作。（3）預(yù)制陽(yáng)臺(tái)分體設(shè)計(jì)。預(yù)制陽(yáng)臺(tái)按平面內(nèi)的樓層可分為兩種，相鄰的兩個(gè)水平定位墻之間的樓板也分為一個(gè)整體。（4）標(biāo)準(zhǔn)件使用。在裝配式建筑過(guò)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(lái)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(guò)非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件形象的塑造和精心的設(shè)計(jì)，可以給立面更多的美感。

1.2設(shè)計(jì)符合要求

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

1.3構(gòu)件預(yù)制分析

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)分析十分重要。施工前期，需要先設(shè)計(jì)零件的工作圖。在構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)構(gòu)件的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格管理，與加工廠(chǎng)密切配合，以保證構(gòu)件質(zhì)量。

1.4剪力墻設(shè)計(jì)分析

在預(yù)制剪力墻設(shè)計(jì)中，相關(guān)的構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)要符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)要求只能超越不能降低，在施工階段需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行受力和變形驗(yàn)算。在設(shè)計(jì)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(chǎng)、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(lèi)。此外，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)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(jì)案例

2.1彭埠幼兒園設(shè)計(jì)應(yīng)用

此項(xiàng)目為一棟局部四層的建筑，包含幼兒活動(dòng)用房、辦公輔助用房及少量設(shè)備用房。該項(xiàng)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(dòng)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(shí)也增加了建筑立面的趣味性。項(xiàng)目在立面造型上強(qiáng)調(diào)水平向，取意層層疊疊的書(shū)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(qiáng)幼兒園的標(biāo)識(shí)性，豐富立面效果，又彰顯該建筑的模數(shù)化處理后的獨(dú)特個(gè)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(dòng)活潑。項(xiàng)目設(shè)計(jì)如圖1所示。彭埠幼兒園項(xiàng)目裝配式建筑設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：在滿(mǎn)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(jìn)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(shū)本式”的格局中，形成了有獨(dú)立特色的教學(xué)區(qū)域、活動(dòng)區(qū)域及景觀(guān)區(qū)域；抗震等級(jí)高、外立面節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求高；項(xiàng)目全過(guò)程采用BIM技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化指導(dǎo)。

2.2景芳三堡小學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用

此項(xiàng)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(mǎn)足裝配率60%的要求下，結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)，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(duì)水平管線(xiàn)、豎向管線(xiàn)做了一定的分離要求；對(duì)廚房做相應(yīng)的集成要求。此外，項(xiàng)目在兼顧最大的靈活性和美學(xué)性同時(shí)，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(cái)力的投入，并保證了施工安全。項(xiàng)目采用現(xiàn)代、簡(jiǎn)潔、細(xì)膩的處理手法，強(qiáng)調(diào)橫向的線(xiàn)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(shí)別性。立面通過(guò)模數(shù)化構(gòu)件水平向左右錯(cuò)層移動(dòng)來(lái)增加表皮的趣味性，使建筑表皮豐富的同時(shí)又有秩序性。項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(xiàng)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(mǎn)足建筑退讓要求、日照要求和地鐵線(xiàn)路規(guī)劃要求。通過(guò)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(gè)連廊。藝體中心下設(shè)一層社會(huì)公共停庫(kù)，教學(xué)樓下設(shè)一層校內(nèi)停庫(kù)。項(xiàng)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(jì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：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(jìn)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(dòng)區(qū)域、景觀(guān)區(qū)域使用功能明確，多樣劃分；抗震等級(jí)高、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求高（地鐵上蓋）；抗震等級(jí)二級(jí)，大跨度部分抗震等級(jí)一級(jí)；PC設(shè)計(jì)全過(guò)程應(yīng)用BIM技術(shù)。

3展望

在學(xué)校功能設(shè)計(jì)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(méi)有失去靈活性。將工業(yè)設(shè)計(jì)理念引入建筑設(shè)計(jì)，逐步提升，采用BIM技術(shù)進(jìn)行全過(guò)程裝配式建筑正向設(shè)計(jì)。通過(guò)BIM+裝配式建筑設(shè)計(jì)的結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工廠(chǎng)化、施工裝配化、管理信息化提供了載體，其設(shè)計(jì)過(guò)程會(huì)更加明確。小學(xué)項(xiàng)目教學(xué)樓使用了模塊化設(shè)計(jì)，將教室、學(xué)習(xí)中心等用標(biāo)準(zhǔn)模塊單元進(jìn)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(xiàng)目教學(xué)辦公樓采用了模數(shù)化的設(shè)計(jì)，由普通教室、專(zhuān)業(yè)教室等標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成；對(duì)于不同功能的教室進(jìn)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(xiàng)目活動(dòng)室及寢室模數(shù)化設(shè)計(jì)。以12m×13.5m的空間形成一個(gè)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(dòng)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(yíng)造方法是實(shí)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(jià)比傳統(tǒng)工藝節(jié)省20%~30%。

4結(jié)語(yǔ)

在教育投資建設(shè)方面，近年來(lái)我國(guó)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(guò)分析可知，以上兩個(gè)項(xiàng)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(shì)，彌補(bǔ)勞動(dòng)力短缺以及綠色施工的不足。與此同時(shí)，該項(xiàng)目通過(guò)采用BIM技術(shù)，創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的修改與調(diào)整，保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量。各專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，全面、系統(tǒng)地掌握設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，提升設(shè)計(jì)品質(zhì)。裝配式建筑設(shè)計(jì)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(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，改善存在的難題，進(jìn)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(jì)研究院