專家學者已對裝配式建筑標準化設計做了一定的研究，標準化設計作為裝配式建筑的首要特征，是裝配式建筑構件生產及施工的必要前提，具有提高品質、縮短工期、提高效益、降低成本等優點。本文以南京市裝配式住宅樓項目為例，對該項目的標準化設計方法進行探討，并總結由此帶來的綜合經濟效益，以期為同類裝配式建筑項目的標準化設計提供參考。

裝配式建筑標準化設計

標準化設計是裝配式建筑的首要特征。該項目在平面設計中首先進行模數化、模塊化等標準化優化，匯總歸集模塊的類型和尺寸，選用標準化部品部件庫的BIM 模型進行組合設計，以達到構件重復使用率高、“少規格、多組合”的課題示范工程目標。

項目概況

南京某住宅項目，擬采用剪力墻結構，全板式布局模式，共有12棟建筑，其中9棟為小高層住宅，總建筑面積為126677㎡，其中地上建筑面積為84455㎡。

該項目原設計為現澆結構，通過采用裝配式建造方式進行優化并達到了以下效果：

1.全裝修住宅交付；

2.使用預制外墻體，且預制外墻體的水平截面積超過相對應地面以上規劃總建筑面積2%；

3.預制裝配率不低于50%。

平面標準化設計總體目標

原有建筑方案戶型種類繁多，為此，重新以“少規格、多組合”對建筑平面進行優化：

1.居住建筑宜選用大開間、大進深的平面布置，增加建筑布局的靈活性；

2.各戶型中南陽臺較多是鏡像關系，可考慮調整為平移復制關系；

3.建筑樓梯、陽臺、空調板宜采用標準化產品；

4.凸窗有1700mm、1800mm、2000mm、2100mm、2300mm等不同尺寸，可在一定范圍內進行歸并，同時凸窗位置可考慮居中布置；

5.廚房、衛生間存在尺寸規格、布置相近的情況，可以將其規格歸并統一；

6.提高每一項內裝部品部件的標準化程度。廚房和衛生間的平面尺寸滿足標準化整體櫥柜及整體衛浴的要求。

樓梯和電梯模塊化設計

該項目將部分戶型的公共樓梯、電梯間采用模塊化設計，樓梯間的凈寬為2500mm，長度為5600mm，如圖1所示。

圖1 樓梯、電梯的模塊化設計

廚房模塊化設計

戶型A1、B1、C1的廚房采用模塊化設計，其開間為1950mm，進深為3350mm，如圖2所示。

圖2 廚房模塊化設

主臥模塊化設計

戶型A1、A2主臥采用模塊化設計，模數為3400mm×3700mm，如圖3所示。

圖3 主臥模塊化設計

衛生間模塊化設計

戶型A1、A2的公共衛生間采用模塊化設計，模數尺寸為1500mm×2900mm，如圖4所示。

圖4 衛生間模塊化設計

客廳和陽臺的模塊化設計

戶型A1A2、戶型C1C2 的客廳和陽臺采用模塊化設計，陽臺的面寬為3900mm，外挑尺寸為1800mm ；客廳的開間為3700mm，如圖5 所示。

圖5 客廳和陽臺模塊化設計

標準化設計優化結果

通過對原建筑方案進行標準化設計與優化后，戶型種類得到合理歸并，構件類型大為減少，大多數均采用標準化構件，從而減少了預制構件的開模數量，降低了PC構件的預制成本，取得了良好的經濟效益。優化后的標準戶型如表1所示。

標準化部品設計與部品庫應用

裝配式建筑標準化部品部件設計應考慮其全生命周期，根據部品部件在建筑物所處功能和要求的不同，遵循受力合理、連接簡單、施工方便、重復使用率高、易維護和更換的原則。標準化部品以實現集成化功能為特征，進行成套供應，如預制整體廚衛等。

標準化部品部件設計

根據優化后的建筑方案，設計了以下預制方案：主要預制構件包括預制疊合樓板、預制樓梯、預制外墻、預制內剪力墻、預制疊合陽臺、凸窗、女兒墻等；標準層除衛生間等降板區外，采用預制疊合樓板；標準層采用預制樓梯；地上3層及以上采用預制剪力墻。具體采用的預制構件種類，見表2。

標準化部品庫應用

標準化部品庫是采用建筑信息模型BIM手段對標準化部品部件數字化表示的模型集合。課題組通過使用部品部件分類與設計標準，建立標準化的部品部件庫，包括部品部件的規格、制造商、編號以及在設計和使用過程中的所有相關信息，如圖6所示，通過參數化查找和設計，基于排列組合，以大數據作為支撐，實現裝配式建筑的標準化設計。

該項目采用的標準化部品庫中的預制部品部件包括預制內外剪力墻、預制鋼筋桁架疊合板、預制陽臺、預制樓梯、預制女兒墻等。各種構件類型數量及尺寸，如表3所示。

標準化部品庫模型實例

該項目采用了大量標準化部品庫中的模型，主要有：

1.預制疊合板采用標準化鋼筋桁架疊合板，BIM圖見圖7-1；

2.預制內剪力墻標準化部品BIM圖見圖7-2；

3.帶門框及窗框的預制外剪力墻標準化部品BIM圖見圖7-3；

4.預制飄窗標準化部品BIM圖見圖7-4。

本項目預制陽臺采用預制疊合陽臺板，陽臺板連同周圍翻邊一同預制，現場連同預制陽臺隔板共同拼裝成陽臺整體，標準化部品BIM圖見圖7-5.所示；標準層樓梯采用預制混凝土梯段板見圖7-6所示，預制樓梯安裝時，梯段直接擱置在樓梯梁挑耳上，一端鉸接一端滑動連接，預制樓梯在工廠制作，采用清水混凝土而無需再做飾面。

圖7-1 標準化BIM 圖          圖7-2 標準化預制內剪力墻BIM 圖

圖7-3 標準化預制外剪力墻                 圖7-4 標準化預制飄窗         BIM 圖  

                   圖7-5 標準化預制陽臺BIM圖             圖7-6 標準化預制樓梯BIM圖                                                              

效益分析

以1號及9號樓為例，應用預制外墻體截面積共計為180.58㎡（已扣除需要現澆部分，如邊緣構件等）。單體地面以上部分總面積為8508.23㎡。此單體根據《南京市關于進一步推進裝配式建筑發展的實施意見》，不計入容積率核算的建筑面積不應超過相對應地面以上規劃總建筑面積的2%，即8508.23×2%=170.16㎡。該項目申請“第二個”2%獎勵“不計入容積率核算的建筑面積不超過相對應地面以上規劃總建筑面積的2%”，即本項目預制外墻共有170.16㎡不計入外墻面積核算，為甲方爭取了利益最大化，也意味著降低了裝配式建筑的建安成本。該項目構件采用部品庫中的部件，通過復雜構件模型的下載及應用，減小了深化設計的工作量，提高了設計效率，通過模型數據參數化的調整，在標準化設計方面進行了優化。

單純的從單方造價考慮，現階段采用裝配式建造方式會增加建造成本，其主要原因還是在于建筑產業化發展初期，采用裝配式建造的建筑尚未形成規模效應，標準化部品部件應用不足，無法發揮工業化批量生產的價格優勢。后期隨著建筑產業化發展，預制構件標準化、模數化的逐步完善，通用產品應用比例的逐步提高，從而形成規?；a，必然能夠降低裝配式建筑的建安成本，其綜合效益也將日益突出。

結語

裝配式建筑具有能夠有效降低現場施工的勞動強度，縮短工期、節能環保，提高建筑質量等方面的優勢。本文以南京市裝配式建筑項目為例，通過建筑平面標準化、結構部品部件標準化、構件的拆分優化以及所帶來的綜合效益等方面，分析研究了標準化、模數化設計的方法和優勢，實現建筑主體、建筑內裝及部件部品等相互間的尺寸協調，減少了構件類型，降低開模數量，降低PC成本，取得了較好的綜合效益，為同類裝配式建筑項目的標準化設計提供了參考。

來源：中國勘察設計