第2章-裝配式建筑標準化設計

第二章裝配式建筑標準化設計2022目錄1234裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑外圍護構件標準化設計裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計本章小結第二章裝配式建筑標準化設計本章要點及學習目標工業(yè)化建筑設計與傳統(tǒng)建筑設計的區(qū)別建筑構件分類構件法建筑設計裝配式建筑結構設計裝配式建筑外圍護設計裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修設計2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑標準構件和非標準構件標準化設計古已有之，中國古代木構建筑體系就建立在“材分之制”標準化基礎上。中國木構建筑的營造延續(xù)了兩千余年，早就超越了”工程技藝“的范疇，造成一個藝術系統(tǒng)——基于”材分之制“的系統(tǒng)解決之道?！稜I造法式》有云：“材分八等，度物之大小，因而用之”。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑標準構件和非標準構件標準化設計古已有之，西方磚石建筑體系也建立在“order”——“法式”基礎上。羅馬柱式是典型的“裝配式”建筑，柱礎、柱身都是作坊加工后現(xiàn)場裝配而成。其遵循柱斷面和高度的比例關系，柱可分為柱基、柱身、柱頭（柱帽）三部分。由于各部分尺寸、比例、形狀的不同，加上柱身處理和裝飾花紋的各異，而形成各不相同的柱子樣式。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑的構件分類概述構件的分類原則是應當既能區(qū)分開不同性質(zhì)的構件，同時又有利于構件之間的連接。通常，我們同時考慮到構件的承重性質(zhì)與壽命周期，并結合其在建筑中的不同作用與生產(chǎn)條件，將建筑構件主要劃分為結構體、圍護體、分隔體、設備體和裝修體五個部分。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計結構體常見分類示意圖結構體指的是建筑的承重構件。裝配式建筑中主要使用的結構材料為混凝土、鋼、木和竹材等。限于經(jīng)濟發(fā)展水平與工程需求，目前我國裝配式建筑以鋼筋混凝土結構為主，鋼結構次之，木結構與竹結構較少。但是從綠色建筑、低碳建筑等可持續(xù)發(fā)展的理念來看，木結構與竹結構是未來裝配式建筑的重要發(fā)展方向。鋼筋混凝土結構主要包括框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、框架-筒體結構等，其結構體豎向主要是柱與剪力墻，橫向主要是梁和樓板。在裝配式建筑的建造過程中，結構體的設計、生產(chǎn)與裝配往往是最重要的，是衡量建筑工業(yè)化發(fā)展程度的重要指標。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計外墻圍護體常見分類示意圖圍護體主要指的是建筑立面的圍護構件，對被其包裹在內(nèi)的結構體、分隔體、設備體和裝修體等起到保護作用。圍護體根據(jù)重量可以大體區(qū)分為重型和輕型兩類，重型圍護體重量較大，所以對結構計算以及抗震計算有較大影響，輕型圍護體對結構計算影響不大，主要考慮構造上的設計。重型圍護體以混凝土外掛墻板為代表，衍生出一系列的圍護體，如GRC外墻板等，該類圍護體雖然重量較大，但造價和性能上皆具有較大的優(yōu)勢；輕型圍護體以金屬幕墻為代表，常見的如鋁板、玻璃幕墻、外掛石材等，在建筑造型上具有較大優(yōu)勢，但價格一般較高，建筑性能上也不及混凝土等重型材料，預制率一般也不高，裝配效率相比稍低。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計內(nèi)分隔體常見分類示意圖分隔體指的是建筑內(nèi)部用以劃分具體使用空間的豎向分隔構件，區(qū)別于圍護體有一半表面暴露于室外，分隔體全部位于建筑室內(nèi)，故而性能要求相對降低，常見的材料與構造做法也更為多樣。從使用年限上來劃分，可以包括與建筑基本同壽命的公共維護界面，如樓梯間、公共廁所的分隔墻體；以一代人時間計算的用以分隔使用權限的分戶墻，其對隔聲、防火等要求較高；可以經(jīng)常替換的用以分隔內(nèi)部具體使用空間的戶內(nèi)分隔墻，可以根據(jù)具體的性能要求設置不同等級的墻體。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝修體常見分類示意圖裝修體指的是結構體、圍護體、分隔體組成的建筑空間雛形初現(xiàn)后使得建筑內(nèi)部空間能夠被正式使用的各種裝修構件，主要包括建筑必不可少的水、暖和電設施以及地面、吊頂和各個內(nèi)立面的裝飾。雖然裝修體在結構體、維護體和分隔體之后才進行施工，但是裝修體的部分預留工作需要在設計之初就考慮好，在結構體、圍護體和內(nèi)分隔體生產(chǎn)、預制、裝配的過程中就充分考慮到裝修體的構造需要，這是出于集約的考慮，可以適當?shù)倪M行管線等的預埋，但是嚴禁在預制構件完成后再次進行剔鑿等破壞性工作。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計設備體常見分類示意圖設備體指的是建筑中常見的功能性和性能型設備，一般含有較大的機械設備，常見的如空調(diào)、整體衛(wèi)生間、整體廚房等等。設備體通常專業(yè)化、集成化程度較高，是提升裝配率的重要指標之一，雖然較小，但在設計時需要提前考慮，需要充分考慮到設備體的安裝、使用、維修、更換和拆除等流程。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑推廣中最大的阻力之一，就是其成本的偏高。根據(jù)北京市住建委、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布的《關于確認保障性住房實施住宅產(chǎn)業(yè)化增量成本的通知》，結合上海市和深圳市等工程項目實踐案例，采用不同裝配式建筑結構體系和裝配率，成本增量約在6～12%。增量成本主要原因包括設計成本和構件成本相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆偏高。而設計成本和構件成本高企的原因主要是因為沒有形成批量工業(yè)化生產(chǎn)，因而成本不低。要降低成本，需要規(guī)?；纳a(chǎn)。而規(guī)?；纳a(chǎn)，需要標準化的設計。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計標準化設計的基本原則裝配式建筑標準化設計的基本原則就是要堅持“建筑、結構、機電、內(nèi)裝”一體化和“設計、加工、裝配”一體化，即就是從模數(shù)統(tǒng)一、模塊協(xié)同，少規(guī)格、多組合，各專業(yè)一體化考慮。要實現(xiàn)平面標準化、立面標準化、構件標準化和部品標準化。平面標準化的組合實現(xiàn)各種功能的戶型，立面標準化通過組合來實現(xiàn)多樣化，構件標準化、部品部件的標準化需要滿足平面立面多樣化的尺寸要求。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計基于標準構件的建筑設計裝配式建筑的設計方法，應當是基于構件分類和組合的建筑協(xié)同構建系統(tǒng)和方法，能夠優(yōu)化房屋的設計、生產(chǎn)、裝配、建造、維修、拆除等流程，并使得整個工程項目管理更加高效。基于構件分類系統(tǒng)庫的建筑設計和建造流程變得更加標準化、理性化、科學化，減少現(xiàn)行各專業(yè)之間（以及專業(yè)內(nèi)部）由于溝通不暢或溝通不及時導致的錯、漏、碰、缺，提升工作效率和質(zhì)量，從而實現(xiàn)房屋工程項目的協(xié)同設計、協(xié)同建造。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計步驟1構建房屋構件分類系統(tǒng)庫：查找并搜集所有符合相應規(guī)范和技術規(guī)程的房屋構件的技術資料，包括房屋構件的類型圖紙、技術圖紙、產(chǎn)品說明書、制備工藝及施工工藝，將每個房屋構件的技術資料組成一個構件信息，并對所有構件信息逐個進行特異性編碼，然后用所有構件信息及其特異性編碼組成房屋構件分類系統(tǒng)庫；2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計步驟2根據(jù)擬建房屋的建造和設計要求，按照以下流程進行構件選擇和方案設計：1）根據(jù)結構設計要求，從房屋構件分類系統(tǒng)庫中選擇結構構件，進行結構體設計；其中的結構構件既包括標準的構件，也可以包括由非標構件組成的擴展構件；2）從房屋構件分類系統(tǒng)庫中選擇圍護結構，進行空間單元的限定和設計；其中的圍護結構既包括標準的圍護結構，也可以包括由非標圍護結構組成的擴展圍護結構；3）從房屋構件分類系統(tǒng)庫中選擇性能構件，將其與空間單元結合，得到具有性能的空間單元；4）根據(jù)各類建筑的設計原則和功能要求，對所述空間單元進行組合與布局，從而得到建筑整體構建方案模型；2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計步驟3如果步驟2得到的建筑整體構建方案模型滿足建造、性能、功能、審美以及相關規(guī)范的要求，則記錄所選構件的特異性編碼，并按照所選構件的組裝過程對所選構件的特異性編碼進行排序，形成與房屋構建相匹配的特異性編碼序列，完成建筑整體構建方案模型；否則，進入步驟4；2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計步驟4查找出導致建筑設計方案模型不滿足要求的房屋構件，研發(fā)并設計新房屋構件，得到新房屋構件的類型圖紙、技術圖紙、產(chǎn)品說明書、制備工藝及施工工藝，用所述新房屋構件替代不滿足要求的房屋構件，再重新進行構件選擇和構建方案模型設計，如果新的建筑整體構建方案模型仍不滿足建造、功能、性能、審美以及相關規(guī)范的要求，則調(diào)整新的建筑整體構建方案模型，直至滿足建造、功能、性能、審美以及相關規(guī)范的要求；2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計步驟5對新構件信息逐個進行特異性編碼，并用新房屋構件及其特異性編碼更新房屋構件分類系統(tǒng)庫，最后按照所選構件的裝配和組裝過程對所選構件的特異性編碼進行排序，形成與房屋設計相匹配的特異性編碼序列，即得到建筑整體構建方案模型。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑標準化設計裝配式建筑的標準化平面設計，為符合未來的發(fā)展趨勢和使用需求，應力求做到以不變應萬變，不變的是建筑的耐久性和體系的開放性，變化的是空間和功能，并可以實現(xiàn)更新、升級和迭代。2.1. 裝配式建筑的物質(zhì)構成與結構構件系統(tǒng)標準化設計裝配式建筑標準化設計裝配式建筑的標準化平面設計，為符合未來的發(fā)展趨勢和使用需求，應力求做到以不變應萬變，不變的是建筑的耐久性和體系的開放性，變化的是空間和功能，并可以實現(xiàn)更新、升級和迭代。2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護構件系統(tǒng)概述結構體與外圍護體應盡量保證各自的獨立性。外圍護體應盡可能自身形成完整界面，而不被結構體等阻斷。因此，在設計中，通?？紤]采用懸掛的形式，而不是嵌入結構的方式。如圖所示，左圖的圍護體在平面和剖面都被結構體所阻斷，未能形成完整圍護界面，而右圖中，圍護體采用懸掛的形式，無論是平面還是剖面上，都形成了完整的圍護界面。2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護構件系統(tǒng)概述2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護構件系統(tǒng)概述預制混凝土外掛墻板按照建筑外墻功能定位可分為圍護板和裝飾板，其中圍護板系統(tǒng)可按照立面特征劃分為橫條板體系、整間板體系和豎條板體系。如表2-2所示，橫條板常表現(xiàn)為連窗式，此種形式的墻板固定到結構梁上，每層的窗橫向聯(lián)通，因其不受層間位移的影響，外掛板的安裝相對比較簡單；整間板體系常表現(xiàn)為開窗式，這種預制混凝土墻板最為普遍，窗框直接預制在混凝土中，單元整齊劃一。豎條板體系通常表現(xiàn)為連柱式，此種形式是外觀柱子上下聯(lián)通，給人以挺拔的感覺，但在設計時需要充分考慮層間位移。2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護構件系統(tǒng)概述2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護標準化設計通過預制掛板的形式變化、組合形成現(xiàn)代的立面效果。2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護標準化設計立面構件均為標準構件，但通過立面上不同位置的變化形成豐富的立面效果。陽臺間連板（裝飾板）標準預制陽臺2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護標準化設計通過標準化構件的變化實現(xiàn)構件多樣化，進而實現(xiàn)了創(chuàng)新的立面多樣化設計。2.2. 裝配式建筑外圍護構件標準化設計 裝配式混凝土建筑外圍護標準化設計深圳市公共住房戶型競賽，同種戶型形成多樣化立面。幾乎不使用裝飾構件，通過標準構件的合理組合，設計出簡潔大方的建筑立面。陽臺欄桿標準空調(diào)板格柵主體外墻板外窗陽臺板2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計 2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計 2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計 2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計 2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計 部品標準化設計的方法和原則：方法：（1）在標準模塊中劃分“小模塊“；（2）“小模塊“按部品模數(shù)系列設計模數(shù)網(wǎng)格；（3）結合模數(shù)網(wǎng)格確定部品尺寸系列。原則：（1）“小模塊“的劃分以部品部件應用較多、功能單一為原則；（2）“小模塊”應以部品模數(shù)為基本單位，采用界面定位法確定裝修完成后的凈尺寸；（3）通過“模數(shù)中斷區(qū)”實現(xiàn)部品、小模塊、大模塊以及結構整體間的尺寸協(xié)調(diào)。2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計

在標準模塊中劃分“小模塊“，按模數(shù)系列設計，結合模數(shù)網(wǎng)格確定部品尺寸系列廚房模塊衛(wèi)生間模塊K1K2K3K4W1W2W3W4以比例控制、模數(shù)協(xié)調(diào)的方法建立系列功能單元模塊（廚房、衛(wèi)生間）的標準化模塊設計技術。長圳項目對廚房、衛(wèi)生間等功能模塊進行標準化設計，提供了4種標準化衛(wèi)生間、4種標準化廚房。覆蓋9600套標準戶型，標準化層度極高。2.3. 裝配式建筑內(nèi)分隔與內(nèi)裝修標準化設計

（1）廚房部品標準化設計廚房功能單元模塊廚房標準化平臺組合廚房組合效果圖烹飪區(qū)洗滌區(qū)備餐區(qū)儲