装配式建筑的建筑设计和传统的建筑设计的理念是一样的。当建筑规划设计完成后，根据设计要求来进行建筑设计。先进行建筑方案设计，方案通过以后，进行建筑初步设计。在建筑初步设计的过程中，与传统设计的方法和使用的计算机软件有很大的不同，现在装配式建筑设计都要求采用建筑信息化软件。BIM是建筑信息化管理软件，包含了建筑工程的所有工程实施过程管理。装配式建筑的设计是从BIM软件的建筑设计模块开始的，是按装配式建筑的建造流程来实施的。
2．1．1 建筑整体设计
装配式建筑的整体建筑设计按传统的建筑设计的理念，考虑用户的需求、建筑的功能、建筑的体量、立面的美观和环境的融合度等因素。但是在作具体的平面、立面、剖面和构造详图设计时和传统的建筑设计就完全不一样。一般作建筑整体设计时可以采用草图方式，先手绘建筑草图，根据草图在BIM软件的建筑设计模块上先作建筑构件设计，构件设计完成后，根据设计要求把构件组装成三维建筑整体模型，从而生成建筑的平面、立面和剖面图。装配式建筑的建筑设计流程如图2．1所示。
图2．1 装配式建筑设计流程示意图
装配式建筑的模型是一个建筑信息模型，要包含装配体、子装配体与单个设备等有关的全部数据，都会和三维模型的数据联系在一起，包括在一个统一的建筑信息模型中，同时对装配体怎样装配、装配的程序都会有所说明。在装配式建筑的设计经过中，要有包含建筑构件设计、构件生产工艺、构件装配工艺、后期的构件维护工艺人员参与其中。通过BIM软件体系仿真后得到结果，直到满足需要为止。BIM软件体系功能如图2．2所示。
图2．2 BIM信息化系统功能图
（1）平面设计要点
预制装配式建筑平面设计的原则是模数协调。平面设计要对套型模块的类型与尺寸实施优化，住宅内装部品和住宅预制构件要完成通用化、规范化与系列化，增强与完善住宅产业化相配套的运用型技术，在项目资本投入降低的同时提高施工的效率和质量。在布局形式的选取上，大空间布局要优先选用，并对管井和承重墙的部位实施科学安排布置，完成灵活可变的住宅空间布局，清楚确定套内每一个功能空间的分区和布局，套内的承重墙体能经过对构造的合理选型有效减少。
（2）立面设计要点
运用系列化、规范化、模块化的套型组合特征，装配式建筑的立面设计在预制外墙板能够使用不一样的饰面材料，表现出不一样色彩与纹理的变化。预制装配式建筑住宅大空间的灵活性与可变性，能经过不同外墙组件的灵活组合，展现出工业化建筑立面效果的特征。预制装配式建筑的关键外墙构件，包含混凝土预制组件、外装饰组件、空调板、阳台、门窗等。预制混凝土剪力墙构造住宅外部组件的装饰效果能够充分发挥，让其外观设计展现立面多样化。外门窗以满足通风采光要求为基础，调整窗口大小、比例和窗框形式，灵活应用设计方法。经过调整空调、阳台的形状与部位，能够让立面可变性更大，经过装饰组件完成自由多样的立面设计效果，充分体现了装配式建筑集成化设计的特征。装配式建筑的建筑设计如图2．3、图2．4所示。
图2．3 装配式BIM设计建筑图
图2．4 BIM构件组装建筑图
总结起来，在预制装配式建筑设过程中，可将设计工作环节细分为以下5个阶段：技术策划阶段、方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段以及构件加工图设计阶段。装配式建筑详细设计流程可参考图2．1。装配式建筑的设计工作呈现5个方面的特征：
①流程精细化：预制装配式建筑的建设流程更全面、更综合、更精细，在传统的设计流程的基础上，增加了前期技术策划和预制构件加工图设计两个阶段。
②设计模数化：模数化是建筑工业化的基础，通过建筑模数的控制可以实现建筑、构件、部品之间的统一，从模数化协调到模块化组合，进而使预制装配式建筑迈向标准化设计。
③配合一体化：在预制装配式建筑设计阶段，应与各专业和构配件厂家充分配合，做到主体结构、预制构件、设备管线、装修部品和施工组织的一体化协作，优化设计成果。
④成本精准化：预制装配式建筑的设计成果直接作为构配件生产加工的依据，并且在同样的装配率条件下，预制构件的不同拆分方案也会给投资带来较大的变化，因此设计的合理性直接影响项目的成本。
⑤技术信息化：BIM是用信息化技术表达几何、物理和功能信息以支持项目全生命周期决策、管理、建设、运营的技术和方法。建筑设计可采用BIM技术，提高预制构件设计完成度与精确度。
2．1．2 建筑构件设计
装配式建筑在预制构件设计时，要坚持模数化、规范化的原则，减少应用的构件种类，保证构件的精确化与规范化，使工程造价降低。对于预制装配式建筑中的降板、异形、开洞多等位置，可以采用现浇施工形式。预制构件设计要注意成品安全性、生产可行性与方便性。如果预制构件尺寸较大，预埋吊点与构件脱模数量要合理增加，结合当地的建筑节能要求，设计合适结构的预制外墙板，使散热器与空调安装要求得到满足。对于建筑构造中的非承重内墙，尽量选取隔声性能好、容易安装、自重轻的隔墙板。结合应力作用，预制装配式建筑室内空间要灵活划分，保证主体构造与非承重隔板连接的可靠性与安全性。
预制装配式建筑内装修设计要遵循的原则是部件、装修、建筑一体化，依据国家有关的规范设计部件系统，达到节能环保、安全经济的要求，同时完成集成化的部品系统，成套供应跟规范相符的部件。完善构件与部品的通用性与兼容性，可通过对构件与部品接口技术、参数、公差配合的优化实现。对于装修设计所要求的设备、材料和设施的使用年限，预制装配式建筑内装修设计要思考其在不同环境下的现实使用状况。而在装修部品方面要以适应性与可变性为主，简化后期安装应用和维护改造的工作。
由于构件的后期生产是一个集成化生产过程，同时还是一个批量生产过程，要有一定数量规模，才有经济效益。因此，装配式建筑的构件设计首先是建筑产品的标准化，也即是说建筑物基本上是统一标准的。构件生产标准化，构件设计首先要模数化和标准化，更要集成化。装配式建筑的构件设计如图2．5所示。
图2．6展示了装配式建筑构件集成设计的实际范例，设计的墙板构件是由4层材料构成，左上角图中第1层是内装饰层，第2层是结构层，第3层是建筑保温层，第4层是外装饰层。当组装成装配式建筑的墙体时，具有建筑外立面装饰、结构承重、节能和内装饰的功能。
图2．7是装饰构件设计，设计完成后与建筑组装在一起，形成完整的全建筑三维模型。
图2．8是把阳台作为建筑部件进行BIM设计。
图2．5 BIM构件设计
图2．6 BIM构件集成设计
图2．7 BIM装饰构件设计
图2．8 BIM构件设计
装配式建筑采用BIM技术进行建筑构件的三维设计，可以一边设计一边把构件设计子图保存起来，构建一个装配式建筑的构件库。用构件组装建筑三维模型时可以选择构件库中符合设计要求的构件，避免构件的重复设计。应用BIM技术用构件组装建筑三维建筑模型如图2．9所示。
图2．9 BIM设计构件组装建筑三维模型图
因为中国经济发展起步晚，建设量非常大、时间又特别集中，建筑工业化还处于相对落后的状态，尽管现装配式建筑在住宅的发展上有了部分新气象，但是还没有形成规模和气候，产业链也不是非常完善，还需要进一步的支持与促进。在学习与掌握目前的装配式建筑设计技术和其要点的同时，中国的装配式建筑设计还要与时俱进，顺应时代发展的潮流，持续突破与创新，才可以真正地体现建筑业转型升级和建筑产业现代化发展。
2．1．3 相关国家规范与标准
装配式建筑的建筑设计应遵循相关的国家规范和标准，目前已经或即将发布的国家规范和标准主要如下：
（1）行业和地方规范
①《装配式混凝土结构建筑技术规范》（征求意见稿）；
②上海市《装配整体式混凝土公共建筑设计规程》DGJ—08—2154—2014。
（2）国家标准
①《建筑模数协调标准》GB／T50002—2013；
②国家建筑标准设计图集：
a．《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例（剪力墙结构）》15J939—1；
b．《装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力墙结构）》15G107—1；
c．《装配式混凝土结构连节点构造》15G310—1—2；
d．《预制混凝土剪力墙外墙板》15G365—1；
e．《预制混凝土剪力墙内墙板》15G365—2；
f．《桁架钢筋混凝土叠合板（60mm厚底板）》15G366—1；
g．《预制钢筋混凝土板式楼梯》15G367—1；
h．《预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙》15G368—1。
由于装配式建筑在我国还处于起步阶段，现在相关的国家规范和标准正在编制。目前很多应用的是地方标准和行业标准。随着时间的推移，装配式建筑的建筑设计国家规范和标准将逐步完善。
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