預(yù)制裝配式建筑精細(xì)化設(shè)計(jì)研究

許靜

摘 ? ?要：在建筑工程規(guī)?？焖贁U(kuò)大的背景下，預(yù)制裝配式建筑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也在凸顯出來，同時(shí)如何完善預(yù)制裝配式建筑精細(xì)化管理體系，也成為建筑企業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一。本文針對(duì)預(yù)制裝配式建筑基本分類和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)展開分析，結(jié)合具體的工程實(shí)例，通過研究鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、單元幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)、內(nèi)隔墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)等內(nèi)容，其目的在于提升預(yù)制裝配式建筑精細(xì)化管理水平，提高后續(xù)施工活動(dòng)開展的有序性。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式建筑;單元幕墻;內(nèi)隔墻;鋼結(jié)構(gòu)

1 ?前言

預(yù)制裝配式建筑是指建筑構(gòu)件在工廠完成加工制造，并運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)按照設(shè)計(jì)連接方式拼裝組成的建筑產(chǎn)品。受到施工技術(shù)、施工人員操作水平等因素影響，傳統(tǒng)的預(yù)制裝配式建筑最終的成型效果較差，美觀性較低。而精細(xì)化思想的引入，不僅可以在生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)預(yù)制件參數(shù)進(jìn)行控制，提高生產(chǎn)質(zhì)量，而且能夠優(yōu)化預(yù)制件安裝過程，提高預(yù)制裝配式建筑最終的成型效果。

2 ?預(yù)制裝配式建筑相關(guān)內(nèi)容概述

2.1 ?基本分類

從目前的建筑工程應(yīng)用情況來看，預(yù)制裝配式建筑可以分為以下幾種類型：（1）砌塊建筑，具體包括實(shí)心砌塊建筑、空心砌塊建筑等，建筑高度一般在3～5層，生產(chǎn)工藝和施工技術(shù)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但工業(yè)化程度較低;（2）大板建筑，具體包括外墻板、樓板、屋面板等，其建筑空間利用率和防震性能較好，但對(duì)造型和布局設(shè)計(jì)有較高限制;（3）模塊建筑，包括整體模塊式、板材模塊式、核心體模塊式、骨架模塊式等，工程化程度較高，可以通過不同組合方式使建筑呈現(xiàn)豐富的立面形式;（4）框架輕板建筑，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為合理，有利于減輕建筑自重，內(nèi)部分割較為靈活，在高層建筑中應(yīng)用較多，其設(shè)計(jì)關(guān)鍵是構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接方式;（5）升板/升層建筑，屬于板柱結(jié)構(gòu)體系，在施工方法上有所不同，可以減少高空作業(yè)，加快施工速度。

2.2 ?應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容多樣化。在建筑施工技術(shù)不斷成熟的背景下，如何在確保建筑工程質(zhì)量基礎(chǔ)上，豐富建筑功能、滿足業(yè)主對(duì)于建筑內(nèi)容的要求，也成為企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。預(yù)制裝配式建筑在應(yīng)用過程中，可以將某一成品拆分成若干構(gòu)件，借助“拼圖”式作業(yè)方法，將成品呈現(xiàn)出來，這也為設(shè)計(jì)內(nèi)容多樣化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。建筑企業(yè)在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)業(yè)主的實(shí)際需求，將建筑外形或個(gè)性化構(gòu)件，拆分成較小的單元零件，使其能夠以“拼接”的方式來完成組裝，需要注意的是，在此過程中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)零件尺寸精準(zhǔn)度進(jìn)行控制，從而提高裝配式建筑最終的呈現(xiàn)效果。

（2）制造過程工廠化。預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件在生產(chǎn)時(shí)，都是委托對(duì)應(yīng)的加工工廠來完成零件加工，在自動(dòng)化技術(shù)體系成熟的背景下，這一過程也開始趨向于流水線作業(yè)，這也加快了工程生產(chǎn)速度，提高了生產(chǎn)管理的便捷性。目前我國(guó)裝配工廠數(shù)量正處于穩(wěn)步上升的階段，并且經(jīng)過多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，目前已經(jīng)形成了比較完善的生產(chǎn)作業(yè)體系，整個(gè)生產(chǎn)過程也步入到了工廠化階段。而且在制造過程中，很多工程還會(huì)搭配精細(xì)化管理模式進(jìn)行管理，從預(yù)制建筑零件原材料篩選，再到生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)質(zhì)量管理、成品質(zhì)量驗(yàn)收，整個(gè)過程都進(jìn)行了有序管理，這也進(jìn)一步提高了生產(chǎn)過程的有序性。

（3）時(shí)間成本投入較少。傳統(tǒng)建筑工程在施工過程中，存在許多耗時(shí)較長(zhǎng)的環(huán)節(jié)，如腳手架搭設(shè)、混凝土拌和、混凝土澆筑等，以混凝土澆筑為例，完成該工作之后，需要進(jìn)入至少14天的養(yǎng)護(hù)周期，在此期間，該區(qū)域附近無法進(jìn)行施工活動(dòng)，這也在很大程度上增加了時(shí)間成本支出。而預(yù)制裝配式建筑可以在同一時(shí)間內(nèi)，分別完成裝配式構(gòu)件生產(chǎn)和安裝平臺(tái)搭建，而且在預(yù)制環(huán)節(jié)，也可以根據(jù)作業(yè)需求，搭建多個(gè)作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行預(yù)制件制作。這也降低了工程施工過程中的時(shí)間成本支出，并且在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)只需要預(yù)留出待拼裝結(jié)構(gòu)的位置，在預(yù)制件運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)后，可以直接進(jìn)行安裝施工，這對(duì)于縮短建筑工程施工工期有著積極地作用。

3 ?預(yù)制裝配式建筑精細(xì)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 ?工程實(shí)例

梅山江商務(wù)樓項(xiàng)目位于浙江省紹興市鏡湖新區(qū)，工程共由五棟2～6層的塔樓構(gòu)成，在結(jié)構(gòu)形式方面，塔樓的主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，整個(gè)建筑均已鋼框架結(jié)構(gòu)為主。為了加快工程施工進(jìn)度，提高工程最終的施工質(zhì)量，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。在具體的應(yīng)用過程中，整個(gè)建筑體系主要以預(yù)制構(gòu)件為主，而樓層屋面和屋頂選擇現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行構(gòu)件，同時(shí)在應(yīng)用中還使用到鋼筋桁架模板作為支撐體系，確保澆筑過程的順利推進(jìn)。

3.2 ?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

上文已經(jīng)提到，鋼結(jié)構(gòu)是該工程的主要建筑體系，鋼結(jié)構(gòu)集成建筑體系具有堅(jiān)固抗震防風(fēng)、節(jié)能環(huán)保、居住舒適、基礎(chǔ)建筑成本較低，施工周期短、便于裝修等一系列優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用了全預(yù)制裝配式技術(shù)，即建筑體系中使用到的鋼柱、鋼梁預(yù)制為100%，這也對(duì)該環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理提出了更高的要求。在具體的管理過程中，主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）明確鋼結(jié)構(gòu)的具體尺寸，該工程的施工高度相對(duì)較低，對(duì)此使用到的鋼結(jié)構(gòu)橫截面一個(gè)控制在合理范圍內(nèi)（本文使用的鋼結(jié)構(gòu)以Q345B鋼為主，截面積H400×200×8×12到H800×300×16×25不等），確保其滿足承重要求的基礎(chǔ)上，減少鋼結(jié)構(gòu)材料的使用量。該工程在施工中應(yīng)用到的主承重結(jié)構(gòu)有鋼梁、鋼柱等，為了方便后續(xù)拼接工作的進(jìn)行，長(zhǎng)度結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。另外，在鋼結(jié)構(gòu)拼接使用前，還需要對(duì)材料表面的銹跡進(jìn)行清理，并且也需要做好材料防腐工作，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

（2）確定不同鋼結(jié)構(gòu)的連接方式，結(jié)合該工程的施工特點(diǎn)，在具體應(yīng)用中，鋼柱與鋼柱、鋼柱與鋼梁之間的連接采用了全螺栓連接方式，在很大程度上提高了該環(huán)節(jié)的安裝速度;在主梁結(jié)構(gòu)的安裝過程中，使用到了全螺栓懸臂梁固定方式，提升了構(gòu)件安裝的精準(zhǔn)度，減少構(gòu)件移位的情況;對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)樓板，在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)也選擇螺栓固定的方式進(jìn)行施工，全程沒有應(yīng)用到焊接，以此來起到加快施工進(jìn)度，提高施工精準(zhǔn)度的作用。完成鋼結(jié)構(gòu)連接施工后，還需要對(duì)施工質(zhì)量做好驗(yàn)收工作，并且對(duì)于驗(yàn)收情況進(jìn)行記錄，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)其進(jìn)行整理，這也是后期進(jìn)行智能化管理體系建立的重要的數(shù)據(jù)參考。

3.3 ?單元幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在該工程施工設(shè)計(jì)中，單元幕墻也使用到預(yù)制裝配式作業(yè)方法，即建筑工程的墻面板和支撐體系都是在工廠內(nèi)提前完成預(yù)制，隨后將其直接固定在主體結(jié)構(gòu)上，因?yàn)楹芏鄻?gòu)件（如玻璃、密封膠、鋁板等）都是在工廠內(nèi)直接完成，這也簡(jiǎn)化了后續(xù)的安裝流程，降低了作業(yè)環(huán)境的危險(xiǎn)性。在對(duì)該環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)管理時(shí)，需要注意以下幾方面應(yīng)用內(nèi)容：第一，做好生產(chǎn)過程的監(jiān)督管理工作，因?yàn)閱卧粔?gòu)件都是在工廠內(nèi)完成，因此在生產(chǎn)過程中，需要委托駐廠監(jiān)理，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督，包括原材料篩選、尺寸誤差、成品檢查等內(nèi)容，出具相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，滿足要求后才允許其進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)。并且在成品進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)中后，還需要做好質(zhì)量驗(yàn)收和質(zhì)量抽檢工作，從而確保每個(gè)環(huán)節(jié)施工材料應(yīng)用的合規(guī)性，提高整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量。

第二，做好幕墻性能的管理工作，該工程所使用到的單元幕墻主要由鋼骨架、保溫棉和鋁單板三部分組成，在滿足結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量基礎(chǔ)上，提升建筑保溫性能和外觀美觀性。在單元模板連接的過程中，主要選擇的連接方式為插接方式，提升結(jié)構(gòu)的整體性。在幕墻和層間樓板連接的過程中，需要在縫隙中填充阻燃材料，如巖棉、礦棉等，使其可以形成獨(dú)立的隔離帶，提高結(jié)構(gòu)間的防火性能。另外，還需要結(jié)合實(shí)際情況展開排水設(shè)計(jì)，在排水管道參數(shù)的選擇過程中，需要做好區(qū)域基礎(chǔ)資料的采集工作，如氣候條件、年平均降水量、降水持續(xù)時(shí)間等，根據(jù)基礎(chǔ)資料的整理情況，對(duì)于幕墻結(jié)構(gòu)的部分部位進(jìn)行優(yōu)化處理，以此來提高幕墻本身的氣密性。

3.4 ?內(nèi)隔墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)

除了鋼結(jié)構(gòu)和單元幕墻采用了預(yù)制裝配式作業(yè)方法外，在內(nèi)隔墻的設(shè)計(jì)中也使用到了該作業(yè)方式。結(jié)合工程所在區(qū)域的基本特點(diǎn)，內(nèi)隔墻選用了輕質(zhì)復(fù)合內(nèi)隔墻，這也可以大幅度降低砌筑作業(yè)率。在對(duì)其展開精細(xì)化管理操作時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）合理選擇輕質(zhì)復(fù)合內(nèi)隔墻材料，結(jié)合該工程的基本特點(diǎn)，在具體的選擇過程中，所選擇的面板材料為中密度增強(qiáng)纖維水泥平板，該材料在設(shè)計(jì)應(yīng)用中具備較強(qiáng)的防水性能，從而起到延緩鋼結(jié)構(gòu)腐蝕速度的作用。為了提高材料的應(yīng)用效果，還需要對(duì)材料采購質(zhì)量、材料應(yīng)用流程做好監(jiān)督管理，以此來提高設(shè)計(jì)內(nèi)容的可操作性。

（2）做好隔音與吸音設(shè)計(jì)，這也是目前很多建筑工程設(shè)計(jì)過程中的基本要求，在具體設(shè)計(jì)中，主要選擇了凹凸槽連接的方式來營(yíng)造良好的隔音和吸音環(huán)境，同時(shí)墻板厚度設(shè)計(jì)為90mm，經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)得知，該厚度的隔音量達(dá)到了40dB，滿足了現(xiàn)代住宅規(guī)范的基本要求。另外，在作業(yè)方式上，本工程優(yōu)先選擇干作業(yè)裝配式施工，對(duì)于整個(gè)流程進(jìn)行提前梳理，明確精細(xì)化管理的重點(diǎn)，從而起到加快工程施工速度的作用。

4 ?預(yù)制裝配式建筑精細(xì)化設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

為了提高預(yù)制裝配式建筑精細(xì)化設(shè)計(jì)水平，提升管理模式的適用性，在具體的應(yīng)用管理中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，做好人員素養(yǎng)培訓(xùn)，提高人員綜合實(shí)力，在實(shí)際應(yīng)用中，可以做好設(shè)計(jì)隊(duì)伍人員的篩選工作，根據(jù)綜合測(cè)試的評(píng)價(jià)情況，篩選滿足要求的成員組成設(shè)計(jì)隊(duì)伍，從基礎(chǔ)上提高監(jiān)測(cè)隊(duì)伍的綜合應(yīng)用水平。并且在日常工作中，也需要做好人員培訓(xùn)工作，培訓(xùn)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、安全責(zé)任意識(shí)、儀器使用規(guī)范等。做好培訓(xùn)后的測(cè)試工作，并且將測(cè)試結(jié)果和績(jī)效考核制度關(guān)聯(lián)在一起，以此來提高參訓(xùn)人員的重視程度，提升實(shí)際的培訓(xùn)效果。第二，充分引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)參與到管理活動(dòng)當(dāng)中，現(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到了推廣，因此在展開精細(xì)化設(shè)計(jì)時(shí)，也可以將此類先進(jìn)技術(shù)融入到其中，組建可靠的綜合管理體系，對(duì)于一些基礎(chǔ)性內(nèi)容進(jìn)行明確，如預(yù)制裝配式建筑材料參數(shù)、質(zhì)量管理要點(diǎn)、具體分類階段等，同時(shí)對(duì)于以往制度中一些模糊界限內(nèi)容進(jìn)行明確，這也為綜合管理工作的順利進(jìn)行點(diǎn)定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第三，完善相關(guān)的管理制度，進(jìn)行精細(xì)化管理的前提條件便是擁有完善的制度管理體系，對(duì)于預(yù)制裝配式建筑工程而言，經(jīng)常使用到的管制度包括施工安全管理制度、施工質(zhì)量管理制度、施工責(zé)任管理制度等，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于現(xiàn)行制度中的具體內(nèi)容進(jìn)行客觀分析，補(bǔ)充遺漏或者滯后的制度內(nèi)容，從而提高制度內(nèi)容的系統(tǒng)性。而且在制度落實(shí)的過程中，也可以利用信息技術(shù)采集反饋意見，定期進(jìn)行此類意見的匯總整理，并以此為基礎(chǔ)調(diào)整制度內(nèi)容，提升制度內(nèi)容的實(shí)用性。

5 ?結(jié)束語

綜上所述，在預(yù)制裝配式建筑普及度越來越高的背景下，如何采取措施來提升建筑施工質(zhì)量也成為建筑企業(yè)關(guān)注的問題。精細(xì)化設(shè)計(jì)管理的應(yīng)用，一方面，可以對(duì)工程各環(huán)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確把握，在滿足施工質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，提高建筑功能性和美觀性。另一方面，可以對(duì)建筑風(fēng)格內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，滿足不同人群的使用需求，提高建筑工程的社會(huì)效益。

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