预制装配式混凝土建筑设计施工一体化分析

钱松根

【摘要】装配式建筑从本质上来说，就是将传统的建筑工程进行一定的模块分割，而后将特定的模块在工厂之中直接生产出来，运送到施工现场直接进行组装，这在一定程度上降低了建筑施工过程之中所带来的污染以及对施工场地的影响。也可以在源头上减少浪费，提高能源的利用效率。这是当下设计施工一体化发展的一大趋势。基于此，本文就预制装配式混凝土建筑设计施工一体化进行简要阐述。

【关键词】预制装配式;混凝土;建筑设计;施工一体化

1、预制装配式混凝土建筑设计施工一体化优势

1.1 有利于工程建设效率、质量提升

在装配式建筑施工的前期，最为主要的工作就是对建筑整体进行设计。设计部门给出的相应设计方案和图纸是后期进行施工最为重要的依据。而且装配式建筑各个零部件之间的连接往往都更为复杂，对于设计图纸的要求也就更高。另外由于装配式建筑仍旧为建筑行业之中的一种，所以相应地设计图纸还要包括其他更多部分的内容。

1.2 有利于降低劳动成本

传统的建筑工程建设，从施工现场的地基打造，一直到最后的竣工，都需要相应地施工人员全部投入到建设过程之中。而装配式建筑由于很多建筑局部都是在工厂化生产制造过程之中完成，在施工现场只需要进行一定的装配，这也使得现场的施工工作量大大降低，因而在一定程度上降低了劳动成本、缩短了时间成本。而且由于相应的生产厂家在制造建筑局部预制构件的过程之中，形成了模块化的快速制造，规模化生产更使综合建造成本进一步降低。

2、设计施工一体化的要点

基于预制装配式混凝土建筑的特殊性，设计施工一体化是一个必然趋势，具体表现在如下几个方面。

2.1 方案前期设计阶段

预制装配式混凝土建筑此阶段工作的一体化要求体现在需由建筑师、结构工程师共同参与，密切配合，完成建筑单体平面、立面的结构拆分与优化工作，合理确定建筑预制率与预制构件范围。方案阶段落实“少规格、多组合”设计理念，根据项目情况，对重复利用率较低的构件，做相应的调整或改为现浇方法，合理控制装配式建筑施工成本。

2.2 施工图设计阶段

①设计单位需积极参与技术策划、构件生产、施工安装等过程，及时发现装配式建造中存在的问题，并提出合理的解决方法。②构件厂应与设计单位共同深化构件设计工作，保证构件生产的精确性，为后期安装施工奠定坚实的基础，如预制剪力墙板设计中，准确定位下部插筋位置，构件厂做好校对工作，防止施工误差问题的出现。③施工单位改变机械的按图施工习惯，落实构件生产运输全过程监控，构件运输计划、装车顺序以及吊装计划等需相互协调，保证每个构件有序进场，连续吊装，合理降低施工成本、提高安装效率。

2.3 施工安装阶段

施工单位、设计单位、构件厂在此阶段的配合情况，直接关系到装配式建筑最终的实体质量，必须合理编制施工计划和安排工序穿插，保证工程按期、高质完成。

3、工程案例

3.1 工程概况

浙江省桐乡市综合信息指挥中心工程总用地面积为2552.27㎡。工程总建筑面积为10284.95㎡，其中地下车库仅一层，建筑面积为1311.20㎡，作为工作人员停车使用，首层1221.52㎡作为智慧城市信息展示厅，二、三层为政法业务用房3135.70㎡，四五层为公安联勤指挥技术用房3135.70㎡，六层为机房设备层1480.83㎡。

3.2 工程重难点

3.2.1中心主楼

该综合指挥中心共6层，一层层高4.80m，平面布局规则，通风顺畅，主入口设置在北侧广场，展览大厅首层较高，满足布展装饰挑空要求，指挥中心两层通高，大厅内设置2部楼梯、2部电梯直通6层，便于空间布展上使用灵活多变。主要管理区域以南面房间布置为主，标准层在北侧指挥中心大厅两侧部位设计了通长通透的玻璃隔断连通挑廊，让空间更加通透、丰富，也让视眼更为开阔，从而使的业务管理服务气氛更为融洽和谐。

3.2.2 政法业务层

该综合指挥中心共6层，一层层高4.80m，二层、三层层高均为3.8m;底层北面设立了政法出入口，便于政法系统工作人员出入工作，与公安互不干扰。二、三层两层通高，北侧作为政法指挥中心使用（上部挑廊作为市长热线12345接处中心使用），南侧作为政法会议室、督查专班、会商室等业务用房，中间大空间区域设置档案室等辅助用房，便于管理和资料调取。

3.2.3 公安业务层

该综合指挥中心共6层，四层、五层层高均为3.8m;底层东北端设立了公安出入口，便于公安系统工作人员出入工作，与政法互不干扰。四、五层两层通高，四层北侧作为公安指挥中心使用（上部挑廊作为安保专班使用），南侧作为公安会议室、技术侦查、合成作战中心、会商室等业务用房，中间大空间区域作为活动区域与茶水间靠近，便于干警休息锻炼。

五层南侧作为公安舆情监测中心、督查中心、法制审核室等业务用房，中间大空间区域设置档案室、更衣室等辅助用房，便于提升工作效率。

3.3 BIM的预制装配式混凝土建筑设计施工一体化

（1）设计阶段：基于 BIM 的预制装配式混凝土建筑设计内容如下。①外立面方案与装饰材料。北立面墙板：采用墙板-外窗一体化设计方法，根据外窗位置在板面开槽（20mm×20mm），进行精细化建模。南立面幕墙：采用 GRC 光伏发电一体化幕墙，采用标准化组合构件，基于 BIM 实现幕墙与主体结构的一体化设计。节点设计：所有节点连接信息均输入模型，可任意查看剖面、材料属性，自动进行碰撞校核，及时发现设计问题。②电力专业设备与管线位置：在建筑结构模型中加入专业机电管线模型，根据结构布置情况不断调整、更新管线排布，及时查漏补缺，减少后期返工。③裝修设计提供设施布置图：该项目基于 BIM 绘制室内三维模型，并形成材料明细表、采购安装进度表，墙、顶、地面装饰面与主体结构分离，实现可变、可更换。

（2）施工阶段：该项目基于BIM平台将施工全过程联结为一体化的产业链，施工阶段BIM 工作要点如下。

第一;幕墙节点深化设计：完成精细化建模，生成幕墙材料明细表，计算工程量，包括玻璃面板、不锈钢构件、铝合金龙骨以及螺钉，以备采购与加工使用。

第二;施工场地布置：通过BIM进行场地综合平面布置，立体展现施工现场情况，合理优化布局、分配空间，保证项目施工效率、安全性。

第三;信息化装配：基于BIM导出物料文件，并与ERP系统对接，对每个预制构件编码信息进行追踪，全面掌握所有生产、装车、运输信息。

第四;成本管理：通过BIM平台完成项目进度施工模拟，准确计算每个工序、工区工程量，做好成本精细管理。

结语：

综上所述，为实现我国预制装配式体系进一步推广与发展，下一步应将重点放在如何进一步控制成本、提高效率方面。设计施工一体化就是解决此问题的关键，可充分利用BIM等信息化技术，在设计阶段通过全面沟通与分析，合理确定建筑预制率、预制构件范围，加强设计、生产、施工协同控制，确保每个构件尺寸精确、质量可靠，后续施工高效、有效落实，获得良好的经济、社会效益。

参考文献：

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[2]姜再君.装配式建筑预制混凝土外墙的结构设计分析[J].建材与装饰，2020（18）：103+106.

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