居住建筑装配式设计的标准化方法探究

居住建筑装配式设计的标准化方法探究

摘要：众所众知，在人类发展历史上历经了四次重要的工业革命。第一次工业

革命所开创的“蒸汽时代”，标志着农耕文明向工业文明的过渡；第二次工业革命

进入了“电气时代”，用电力驱动机器取代蒸汽动力，工业进入大规模生产时代；

第三次工业革命开创了“信息时代”，人类文明的发达程度也达到空前的高度；而

目前，我们正在迈入第四次工业革命，即“智能时代”。这个时代以人工智能、机

器人技术、量子信息技术、虚拟现实以及生物技术为主，是利用信息化技术促进

产业变革的时代。前三次工业革命在使人类高速发展、空前繁荣的同时，也造成

了高污染、高耗能等社会现实。而第四次工业革命正是针对这些问题应运而生，

旨在消除污染、降低能耗，推行绿色革命。装配式建筑也是顺应社会与经济发展

规律而产生的。

关键词：装配式居住建筑；标准化；设计方法

引言

目前我国建筑处于粗放型和资源型增长模式，生产效率低，环境破坏和能源

消耗大。传统建筑施工现场湿作业比重高，浪费大量的水电资源和建材，产生大

量建筑垃圾，对环境破坏影响严重，不符合我国资源节约型、环境友好型社会发

展理念。而装配式建筑的工业化生产在质量方面易把关，装配化更易于施工，能

同时兼顾结构的多样化需求以及整体装修的完整性、一体化，具有比传统建筑工

期短、造价低、质量高、后期维护成本低、人力资源依赖度低、使用寿命长、环

境影响小的显著优越性，所以装配式建筑的发展具有重要意义。

1装配式建筑标准化设计概述

装配式建筑标准化设计的基本原则是建筑、结构、机电、装修一体化和设计、加工、装配一体化，具体原则是模数统一、模块协同、少规格、多组合，各专业

一体化考虑。遵循建筑、结构、机电、装修一体化的原则，在技术策划、方案设计、初步设计、施工图设计和预制构件加工图设计5个阶段进行协同设计。遵循

设计、生产、装配全过程一体化的原则，构建设计产品利于工厂规模化生产、利

于现场高效化装配的关键技术协同机制。建立并规范建筑、结构模数协调准则，

坚持少规格、多组合原则，以标准化设计为基础，通过模数协调和系列组合实现

个性化产品。标准化设计体现在平面标准化设计、立面标准化设计、构件标准化

设计、部品部件标准化设计。其中，平面标准化的组合实现各种功能的户型，立

面标准化通过组合来实现多样化，构件标准化要少规格、多组合，部品部件标准

化要模块化、精细化。

2国内装配式建筑设计现状

装配式建筑通常由设计公司根据业主要求设计出建筑图纸、预制构件(模块)

加工图和部品选配图。在设计预制构件(模块)和选配部品时，首先使部品和预制

构件(模块)符合模数要求且种类最少，其次还要考虑工厂的机械怎样生产、未来

在施工现场如何吊装、模块之间如何连接、连接点的安全性和防水性能等问题。

装配式建筑设计是要提前解决传统设计在预制构件(模块)生产阶段、现场施工(安装)阶段出现问题。目前国内采用装配式施工的项目基本上都是先由建筑设计院按照现浇施工方式完成建筑、结构、机电和给排水等各专业施工图，然后施工单位

根据设计图纸找到有资质的咨询机构(或预制构件厂)进行深化设计(又叫二次深化

设计)(见图1)。所谓深化设计，即针对拟采用的装配式施工构件在制作和施工过

程中的工况进行荷载不利组合验算和预制构件的大样图设计，就是把原现浇结构

及构件拆分成装配式构件的过程。把本来不是按标准化设计的建筑硬拆成装配式，究其原因一是响应地方政府政策凑装配率，二是设计行业缺少相关法规和标准，

三是传统建筑设计行业不懂装配式建筑的设计方法。

图1国内装配式建筑设计模式

3装配式建筑标准化设计方法

3.1平面标准化设计

3.1.1确定平面标准化协调模数和规则

相同基本户型下，开间不变、进深在一定基础上，以200mm或其他模数进

行延伸扩展，如图2(a)所示。不同基本户型下，确定相同尺寸的通用边界，便于

模块间的协同拼接，如图1(b)所示确定了8800mm的协同组装接口，其中，x代

表房间隔断可以是任意尺寸。

图2平面标准化协调模数图

3.1.2接口通用的模块组合户型标准化设计

户型标准化设计通过模块化的设计方法，采用标准化的户型模块。户型模块

包括卫生间、厨房、餐厅、客厅、卧室等基本模块。整体方案采用标准化的设计

整合，通过基本户型模块的通用化接口，使各户型可进行多样化的组合，建立形

成标准化住宅套型系列。如图3所示，由卧室、厨房、卫生间等基本模块组合而

成的60、90m2等2种户型。

图3标准模块组合不同户型图

3.1.3边界协同的系列基本户型平面标准化设计

通过基本户型模块之间按照通用协同边界(如8800mm)进行组合，与公共空

间模块(包括走廊、楼梯、电梯等基本模块)进行组合，确定多种基本平面形状，

形成不同的个性化平面，实现楼栋组合的无限生长，如图4所示。

图5有限模块，无限生长模式图

3.2立面标准化设计

装配式居住建筑的立面是标准化预制构件和构配件立面形式装配后的集成与

统一。根据技术策划的要求最大限度考虑采用标准化预制构件，并依据“少规格、多组合”的设计原则尽量减少立面预制构件的规格与种类。可利用标准化构件的重复、旋转、对称等多种组合方法以及高重复率的标准层组合方式，实现立面外墙

构件的标准化和类型的最少化．再通过外墙肌理及色彩的变化，同样可以呈现出

多种设计逻辑和造型风格，实现建筑立面既有规律性的统一，又有韵律性的个性

变化。

3.3部品标准化设计

3.3.1厨房部品标准化设计

以烹饪、备餐、洗涤和存储厨房标准化功能单元模块为基础，通过模数协调

和模块组合，满足多种户型的需求，实现厨房部品的标准化设计，如图6所示。

图7卫生间部品标准化图

结语