工程建设中装配式建筑设计分析

关键词：装配式建筑；建筑设计；全流程优化

引言：在环境承载压力持续增大的背景下，双碳目标的提出为各行业绿色化、低碳化转型指明了方向。作为能量消耗及碳排放重要领域，装配式建筑已凭借自身工厂预制资源集约等优势，逐渐成为建筑绿色低碳转型的核心路径，但不容忽视的是，其优势的发挥高度依赖于工厂化生产逻辑，而此逻辑的核心支撑点则在于设计阶段。如若在设计源头阶段未充分融入模块化、协同化工业思维，存在一定纰漏，会致使工厂生产效率低的同时，甚至会诱发现场装配冲突等问题。由此可见，积极对本课题进行研究具有重要借鉴价值。

一、装配式建筑设计的重要作用

装配式建筑设计主要是通过前瞻性规划为项目全流程赋能，其核心作用价值主要体现在如下两个方面：

（一）有利于降低项目综合成本

设计环节的全面统筹，在切实降低工作成本等方面有着无可替代的作用。其一，可通过多专业需求前置，切实减少后期变更成本，设计环节可通过将建筑结构、机电等各独立环节的需求提前融入预制构件设计中，精准明确构件尺寸以及接口方式，通过定制化设计，从源头上避免存在施工变更调整。其二，可通过现场施工模式设计优化，最大程度压缩人工以及时间成本。后续并不会受施工顺序混乱的影响，而致使窝工现象出现[1]。

（二）有利于减少质量风险

构件精度属于保障装配式建筑质量的核心内容，而设计环节便可为其提供扎实保障，合理杜绝质量隐患问题。具体而言，设计阶段，文件会详细对预制构件核心技术参数进行设定。而后，工厂会参照标准化设计文件，完成自动化生产保障构件，质量更为均匀。此举在切实提升预制构件一次验收合格率等方面有着重要价值，可从根本上减少质量风险等尴尬问题发生。

二、工程建设中装配式建筑全流程设计要点

（一）前期策划与技术选型阶段

1. 预制范围以及预制率确定

预制范围确定，一方面，要充分参照当地工业产能、运输有效半径等指标进行测算，避免因盲目追求高预制率，致使构件生产周期被迫延长，出现更多额外成本。另一方面，还要自觉从构建优先级层面精准对预制范围进行确定，择优选择生产装备便捷度高、标准化程度强的构件，并通过先预制高优先级配件后，按需选择低优先级配件等实践逻辑，形成最大化成本优势。至于预制率确定工作，则要以实现品质与成本的有机平衡为工作主线，具体问题具体分析。针对成本相对敏感的保障房项目，尽可能将预制率控制在 60% 至 70% 左右，既最大程度利用预制便捷优势降低成本，亦无需过度依赖复杂预制构件生产能力。反之，针对那些追求高端品质的住宅项目，则尽可能将预制率提升至80% 左右。通过工业化、规模化生产，最大程度缩短现场施工周期，快速交出优质工程答卷 [2]。

2. 模数协调体系针对式设计

作为装修风格一体化、构件质量标准化的实践核心，模数协调体系的针对性设计尤为关键。

具体实践环节，要自觉将重点放在基准模数确定上，严格将建筑平面柱网、层高等尺寸做统一处理，确保预制构件与现场需求高度匹配，最大程度减少现场裁切等问题。此外，还要高度重视构件与装修模式的适配优化，例如，某住宅项目初期将建筑开间宽度设定为 3.6m，因此在设计阶段，便可积极将预制内墙板宽度设置为 1.2m ，保障可恰好拼接 3 块，并且不存在尺寸余量，同时选择尺寸为 600×600mm 的正方形瓷砖，保障沿着墙板高度、宽度方向可恰好铺贴 2块瓷砖，后续在装修期间无需任何剪裁便可全部铺满于墙面，最大程度减少瓷砖损耗。

3. 结构体系选型设计

作为施工难度的关键参数，结构体系需充分结合项目高度以及空间需求选择进行针对性设计。其中，不同结构体系适配场景详情见下表 1 所示。后续可严格依据表1，因地制宜的选择最优结构体系。

表1 不同结构体系所适配的场景

（二）执行阶段

1. 构件深化设计

构件深化设计要严格聚焦生产可行、装配便捷等核心目标，细致化对构件全维度参数进行设置。一方面，可将重点放在结构参数明确上，严格以保障构件力学性能达标为工作主线，精准设定构件关键尺寸允许偏差，为构件精准成型助力。另一方面，要重视装配细节的完善，如针对易破损性构件：预制楼梯踏步等，在设计阶段，通过边角防护增加的措施，从根本上规避装配损耗 [3]。

2. 多专业协同设计

装配式建筑设计诸多专业，如若在设计阶段就存在构件与现场服役，管线冲突等问题，将会使得整体的工期不可控。因此，为有效规避此些问题，需正视 BIM 技术等应用价值，通过技术赋能，在设计阶段同步开展碰撞检测，进一步核验是否存在管线预制件与预留孔位错位冲突问题，真正通过多专业协同设计，显著助推施工周期缩短。

3. 施工与生产衔接设计

作为提升工厂生产与现场施工衔接的重要环节。此设计工作落实期间，要高度重视生产与施工进度的有机协同，充分参照现场施工计划，在设计文件中明确对于构件生产与出厂时间进行标定，确保不会出现构件过早生产或构件生产滞后等问题 [4]。除此之外，在现场工作端发力也尤为重要，针对现场吊装及装配优化等层面设置定制化吊装方案，严格参照预制构件重量，进一步对吊点位置进行明确，并提前对吊点强度进行核算，确保能够通过细节的严格把控，优化提升装配成功率。

（三）运维阶段之重视全生命周期延伸

1. 构件耐久性设计

耐久性设计直接影响装配式建筑可服役年限。为此，在此环节，一方面可将重点放在材料选择上，充分结合项目所在地气候条件特征，选择耐候性强的优异材料，确保能够从根源上提升构件耐用性。另一方面，可将重点放在耐久性防护细节设计之上，加强对构件表层防护的重视，统一在预制构件表层涂刷防渗剂等措施，阻断外界杂质侵入路线，并最大程度减少构件表层磨损 [5]。

2. 可改造性设计

基于价值分析视角可改造性设计实践工作落实，能够切实为后期建筑功能的切实调整预留充足空间，从而最大程度助力建筑价值延长。因此，在此环节，要尽可能将重点放在构件可采集与重复性设计工作上，积极采用可拆卸设计手段，保障后期，如若需要更改能够快速实现拆卸重装，且不会对构件完好率造成损害，真正实现价值最大化。同时，还要高度重视技术创新的应用，通过技术赋能等手段，持续为可改造性设计造势。如可以建筑全流程管理 BLM 平台为支撑，高度整合设计、施工、运维各阶段数据，并充分利用模拟仿真技术，提前对建筑后期现实改造需求进行预判，以此为基础持续优化构件设计布局方案，确保后续即使在面对业态调整任务时，无需大规模对构件结构进行改造，仅通过重组，便可完成指定调整任务。

结论：综上所述，从设计源头入手，掌握全生命周期设计要点，可切实解决装配式建筑设计环节纰漏问题，既能够从源头上规避生产端非标准化损耗，亦能够最大程度减少现场装配冲突返工。未来阶段，为切实保障装配式建筑核心优势能够得到最大程度释放，在设计端发力环节，可着重将重点放在先进技术等技术的引入上，通过技术的持续赋能，真正为建筑绿色集约发展转型增添力量。

参考文献：

[1] 耿慧玲 . 装配式建筑设计在工程建设中的应用与研究 [J]. 建材发展导向 ，2024，22（14）：40-42.

[2] 翟玉茜 . 装配式建筑的设计施工一体化实现机制研究 [D]. 天津理工大学 ，2024.

[3] 辛伟 ， 高爽 . 装配式建筑设计要点及其国内发展趋势浅析 [J]. 居舍 ，2024，（15）：118-121.

[4] 玄良君， 李文明， 任育斌. 建筑工程中装配式建筑标准化设计研究[J].现代工程科技 ，2025，4（07）：61-64.

[5] 毛艳伟， 窦文娟. 装配式建筑在绿色建筑低碳设计中的实践与发展[J].中国建筑金属结构 ，2025，24（03）：40-41+161.

作者姓名：张峥嵘 ；性别：男 ；出生年月：1986 年6 月；籍贯：湖南省娄底市 民族：汉族；最高学历：博士研究生 ；目前职称：中级；研究方向：建设工程