干货！影响装配式建筑设计的关键问题探讨

探讨背景

近年来，伴随着现代化城市进程持续加快，我国对装配式建筑推行力度的不断加大，陆续有30多个省市级政府部门出台了相关的指导意见，从土地、财税、金融、规划等多方面采取了卓有成效的政策探索和发展创新。传统设计院和建筑施工单位也纷纷开始介入。但是建筑行业发展较为快速，装配式设计及相应施工技术的水平不是一蹴而就的，需要对结构系统、装配方式、空间配置、材料做法性能，以及产业化等诸方面，都进行大量的摸索尝试，才能为技术和市场打下坚实的基础。

另一方面，合理的装配式设计需要设计人员不单单掌握装配式专业知识，更需要对整个建筑项目不同阶段的深入了解以及与各部门各专业之间的密切配合。就整个装配式建筑项目而言，必须以主体设计单位为主导，其他相关人员积极配合，来贯彻从方案设计到预制构件深化设计的整个过程，而不是照搬传统设计模式，把装配式设计视为可有可无的附加环节。

本文从组织架构、设计流程、构件拆分、节点设计、详图设计、图纸校审、成本控制等七个方面，简述影响装配式建筑设计的几大关键问题以及在装配式建筑设计过程中应着重关注的一些技术问题。

一、组织架构

国内的勘查设计企业正面临着越来越激烈的市场竞争。建筑设计作为一个高度不稳定的行业，各地区、各行业的体制、政策及文化差异对该行业的发展都有很大的影响。装配式建筑在我国目前仍处于发展初期，建筑主管部门及各类型客户的要求也复杂多样，这对建筑设计及技术服务的创新都提出了更高的要求。

装配式设计过程是建筑、结构、机电、精装、工艺、构件厂、施工现场等各方人员互动的过程。过程中既要考虑竖向信息有传递也要充分兼顾横向信息的沟通反馈。装配式建筑设计的过程也是开放互通的，允许各专业各方人员共享项目信息、知识共享、协同发展，使得每个项目设计人员能够明确自己的职责与义务，知道有问题找谁解决和应该对谁负责。

二、设计流程

成功完成一个高质量的装配式建筑项目设计工作是需要面临多方面挑战性。装配式发展目前在我国仍处于发展期，一些建设单位的设计负责人员，并没有从根本上理解实施装配式技术的意义，所以往往会提出一些强人所难的设计需求。加之设计院没有足够的项目经验累积和探索，将没有充分考虑构件模具制作、工厂生产、现场安装的情况下，将项目按照传统现浇方式设计完成出图后交给构件工厂单位及施工方就万事大吉了。这样必定会导致后续工作困难重重、成本居高不下。比如设备管线在构件中的预埋问题，不是构件中的预埋管线越多就越对工程有利，还是要综合分析，对构件制作和施工都有困难的构件就不要去强行拆分。在满足建筑相关规范的前提下，也要考虑工程造价问题，装配式设计方案无疑直接影响着工程成本，因此不能为了预制而去做预制，那也就失去了装配式建筑的真正意义。

那么如何实现设计团队的高效运转，如何界定各部门的工作职责？总之，装配式设计一定需要一个科学合理的标准化设计流程来良好的界定各部门工作职责以及确保团队的高效运转。图3简要介绍了设计推进的具体流程，以及各阶段的关键工作。

三、构件拆分设计

拆分不仅是技术工作，也包含对外部条件的调研和经济性分析。工业化建筑在设计阶段完成前，所有部品、构件的设计文件都已深化设计完成，设计还会对其多种样品、详细报价进行比较、选择，工业化项目的PC构件拆分以设计图纸作为制作、生产依据，设计的合理性直接影响项目的成本。前期拆分方案的成熟考虑才会使后期项目的进程更加顺利。

四、构件拆分设计

预制构件连接节点的设计是设计过程中的重点和难点；也是施工现场安装能否顺利进行的关键所在。因此，在设计过程中，应格外关注构件连接节点设计的合理性。

现阶段，装配式建筑结构设计是按等同现浇的原理设计的，并加之可靠的连接方式和必要构造措施，使装配式混凝土结构与现浇混凝土结构的效能基本相同。另一方面，可靠的连接方式并不意味着设计人员就可以高枕无忧了，必须根据项目的实际情况及图集规范做对应加强和调整。《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016及装配式建筑国家标准图集G310等都对连接节点的形式、构造、计算等要求进行了有关规定，以供设计人员查阅和约束，并合理完成项目节点设计。

五、构件详图设计

装配式设计比传统现浇结构设计增加了构件详图设计的工作内容，构件详图是工厂加工预制构件的首要依据。一个工程项目经过拆分和深化，最终形成的构件详图往往达到成百上千张。详图中不仅要表达构件基本的外形尺寸、钢筋型号、混凝等级信息，也需要将水暖电专业、施工吊装等各个环节的信息完整表达出来，实现“一张图纸打遍天下”。

此外，对于各专业之间的冲突协调也是需要PC设计人员是详图设计过程中协调并解决的。对于构件的抗剪、埋件、吊装脱模等计算复核也是需要一并完成的。

详图设计是细而精的工作，据统计，一栋建筑单体一个标准层的PC构件数量根据预制装配率的不同大概在80~200个左右，而对应的详图数量约在120~240张，整个建筑单体大约300张~1000张。而且，独立预制构件之间还要考虑碰撞冲突，容错率在毫米级别，这无疑对设计人员来说是极具挑战的。然而，BIM技术改变了这一传统的绘图方式，在基于BIM的设计过程中，设计的核心是模型而不是图纸，所有的图纸都只是模型的附属品，借用其强大的智能出图和自动更新功能，对图纸的出图布局提前设定，然后软件根据所选择的三维模型自动生成深化设计图纸，当对模型数据进行修改时，与其关联的所有图纸都将自动更新。避免了人工出图可能出现的错误，极大提高了出图效率。所以，选择应用合适的BIM软件，对提高工艺设计的效率和质量有事半功百倍的作用。

六、图纸校审

图纸校审工作对于控制装配式图纸质量来说尤为重要。装配式构件的容错率很低，一旦将设计有差错的图纸加工成构件，要么施工现场增加构造措施，敲、砸、补等等，这样必定会造成一定的工期延误和变更索赔，更严重则是构件返工设计并再次生产加工，从而会大大延误工期，同时构件成本的提升也会造成各方的扯皮索赔。这无疑会造成设计方经济、名誉等多方面的不良影响。

因此针对装配式设计施工图及工艺图量大内容多的情况，更要采用多种方式进行审核。

七、成本控制

有数据显示，目前国内装配式建筑占新建建筑比例在5%左右，但是推广了这么多年，从钢结构到装配式混凝土结构，装配式建筑发展进程然比较缓慢，其原因主要在于造价。虽然现在装配式建筑逐渐升温起来，但也还是集中在一线二线城市，三四线城市相对而言对造价的敏感程度较高。因此急需探索一种方式，在采用装配式技术的同时降低造价。

一个值得注意的事实，一线城市能够承受造价的提升原因在于国家政策给予3%的容积率奖励，也就是说相当于一平米房子能够多卖几万块。这样一来，采用装配式建造方式所带来的造价提升对这些开发商影响不大。相反，3%的容积率补贴对三四线城市来讲显然没有意义。

不同的建筑体系、施工技术水平、预制装配率、管理方式、建筑总高度等都会对工程项目的综合成本有很大程度的影响。据统计， 目前装配式建筑的成本普遍比传统建造方式高出200~500元/㎡，而预制率是最主要的影响因素。因此，必须注重在设计阶段对项成本的控制，否则装配式建筑在成本方面就毫无优势可言了。

结语

装配式建筑发展是大势所趋，在大力推动预制装配式建筑发展和应用的同时也必须快中带稳，优质的建筑项目需要从多方位、多角度出发，全面兼顾影响装配式工程项目的各个环节。优化预制装配式建筑设计、促进施工安装顺利实施、缩短工程项目周期，保障建筑整体质量，都需要设计人员从源头来把控。文中所述影响装配式建筑设计的几大关键问题对整个设计工作的顺利进行至关重要，也希望为同行业人事提供借鉴参考，共同为行业发展探索前行！

（编辑：奚雅青）

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