浅析工业化建筑设计中的二次深化设计

　　来源：装配式建筑教学

　　工业化建筑设计的两个阶段

　　工业化建筑设计的两个阶段，按我国习惯来讲分技术设计和施工图设计。

　　第一阶段——在设计院完成，画出部件的分割和标注尺寸，按结构要求提出配筋和混凝土要求，以及连接点的构造。

　　第二阶段——如果有标准图集，即可在图纸上注明，否则由预制件生产单位完成。首先，预制生产单位从制造、运输、安装角度考量设计院的设计是否合理，或将过小的部件合并成大构件，或将不便生产或运输的大部件分割。然后需画出每个单一构件的实际尺寸、表面和节点处理方法。后者在香港称为shop drawing，意即生产工厂的图纸，相当于汽车零件的加工图，经设计院批准后方可实施。用我国习惯的说法既为工业化的房屋部件设计需经预制构件厂“二次深化”。

　　制约装配式深化设计发展的关键因素

　　装配式结构设计的精髓在于各专业间的协同设计。不同于传统设计思路，装配式设计要求各工种之间紧密配合，从方案阶段到施工图阶段，再至构件生产加工阶段，均需要专业设计人员的完美配合，才能保证装配式工程的顺利进行。但是目前，国内装配式设计仍处于较为粗放的阶段，主要集中在以下几点。

　　1、结构专业内部的相互碰撞以及与水、电、暖等其他专业之间的碰撞。常规的装配式结构设计仍依赖于二维平台设计，无法对构件实施三维模拟拼装和各专业间的碰撞检查，造成PC 构件无法顺利装配，机电管线无法按设计要求布置，从而造成不必要的经济损失及额外工作量。

　　2、施工精度要求提高。传统建筑施工工艺误差往往以厘米计算，而装配式工程以毫米精度控制。构件生产加工及现场吊装施工均需要在高精度控制下完成，否则构件将无法顺利拼装。

　　3、设计工作量成倍增长，校核工作繁琐复杂。常规装配式结构深化设计基于二维平台，并根据施工图对预制构件进行深化设计，致使该工作量往往是传统施工图设计的10倍左右，且带来的施工图校核工作量也同步大幅增加，造成设计效率较低。

　　4、工程设计数据的传递相对落后。装配式结构深化设计需注重各专业间的协同合作，只有专业间紧密配合，才能保证项目的顺利开展。然而，常规的深化设计流程大多基于二维平台，信息的传递主要依靠图纸相互审阅，信息传递的工作效率较低，且无法保证信息的完整性。

　　5、在预制构件的设计、生产、运输及运维全过程中，合理的构件拆分是做好深化设计工作的关键。然而，传统的二维设计平台在深化阶段无法充分考虑构件的可生产性、可运输性、可吊装性及可安装性。

　　基于Planbar的三维装配式结构深化

　　针对传统PC 深化设计过程中专业协同难度大、工作效率低下、施工精度无法满足要求等弊端，内梅切克工程有限公司专门为装配式结构深化设计研发了一款软件——Planbar。同时，该软件又是一个开放的BIM 平台，可将设计、评估、构件的加工制作等阶段中各类设计元素全部转变为三维信息模型。在项目应用过程中，不仅可以克服上述常规装配式结构深化设计流程中遇到的技术难点，还提升了上游设计与下游生产、施工之间的联系紧密程度。Planbar 在进行装配式深化设计中，具有以下几个特点。

　　（1）Planbar 改变了传统的二维设计思路，直接将设计结果以三维视角直观地呈现在设计师、施工单位等各参与方眼前，在构件生产、吊装前即可进行构件的实体预拼装，方便设计师与施工人员及时针对施工现场可能会发生的技术难题进行商讨解决，大大提高施工效率。

　　（2）在装配式建筑中，Planbar为各专业设计人员提供有利的平台，方便不同工种的协同合作；提高专业间的配合紧密度，进而保证构件生产与设计高度一致。

　　（3）在确保模型准确无误的前提下，Planbar 软件可一键生成构件加工图纸，大大减少设计师在后期绘图的工作量，同时还可保证图纸与模型、图纸与构件的一一对应，确保构件生产的准确性，提高整个设计流程的工作效率。

　　在实际建筑项目中的应用分析

　　青浦新城63A-03A地块普通商品房

　　全国装配式建筑科技示范项目

　　全国建筑业绿色施工示范项目

　　上海市装配式建筑示范工程

　　上海市工业化科研的示范工程

　　青浦新城63A-03A地块普通商品房项目是全国装配式建筑科技示范项目、全国建筑业绿色施工示范项目、上海市装配式建筑示范工程、上海市工业化科研的示范工程。项目位于青浦新城东部，属于上海市青浦区新城一站大型社区的规划范围，项目总用地面积27938.2平方米，包括8栋16-18层装配式住宅（其中8#楼裙房为社区和商业配套）、一座地下车库、一座垃圾房和一座变电站，总建筑面积83218.35平方米，其中地上建筑面积56917.49平方米（其中计容面积为55873.69平方米），地下建筑面积为26300.86平方米。项目建筑面积100%实施装配式建筑，单体预制混凝土装配率≥30%。作为绿色示范工程，项目采用了多项先进绿色、节能技术，取得很好的效果。

　　预制构件的深化设计

　　本项目采用内梅切克的Planbar工程软件进行构件的深化设计，模型建立之前先定制预制墙板，楼板，梁，阳台，楼梯，空调板等预制构件深化原则，建立预制件钢筋的类型、形状、预埋件信息、节点大样等族库。自定义好各项参数后，在软件中根据结构拆分方案进行实体模型的建立，包括墙板的尺寸，门窗洞口，局部开孔开洞等信息；实体模型搭建准确无误后，设置安装用支撑预埋件，机电预埋管线，精装修点位埋件预埋，模板埋件、塔吊埋件等预埋件的设置；最后进行钢筋的配置及调整，洞口补强钢筋，钢筋间距的调整。

　　▲叠合墙板设计三维图

　　▲预制阳台深化设计三维图

　　▲叠合墙板设计三维图

　　▲预制楼梯深化设计三维图

　　▲预制设备平台深化设计三维图

　　进行三维建模设计好构件后，再制定出图样式标准包括尺寸标注、图形比例、钢筋埋件、构件列表、设计说明以及图纸的项目名称、构件编号、绘制人及日期等信息，将三维图转化为二维图纸以供生产和施工使用。

　　▲叠合墙板深化图

　　▲预制阳台深化图

　　▲叠合楼板深化图

　　▲预制楼梯深化图

　　▲预制设备平台深化图

　　Planbar钢筋碰撞检查

　　本项目采用内梅切克的Planbar工程软件进行构件钢筋的碰撞检查，根据碰撞检测的结果，调整、修改钢筋间距和位置，降低现场施工难度。

　　▲ L形节点的三维模型

　　▲一字形节点的三维模型

　　(责任编辑：金曙)