裝配式建筑建造涉及設(shè)計(jì)、采購(gòu)、構(gòu)件生產(chǎn)、施工等多個(gè)環(huán)節(jié)，采用EPC工程總承包管理模式能夠很好的發(fā)揮其一體化管理的優(yōu)勢(shì)。文中從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，結(jié)合案例深化設(shè)計(jì)的體會(huì)，探討在EPC模式下設(shè)計(jì)方在設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些注意事項(xiàng)。

一、項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目裝配區(qū)域主要為教學(xué)樓、行政樓、音樂(lè)廳、學(xué)生公寓、教師公寓和體育館，見(jiàn)圖1。PC構(gòu)件類(lèi)型主要有預(yù)制柱、疊合梁、疊合樓板和預(yù)制樓梯，整體預(yù)制率達(dá)到了30.1%。部分單體建筑預(yù)制率達(dá)到了55%。

圖1 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)平面布置

二、前期準(zhǔn)備工作

在裝配式專(zhuān)項(xiàng)策劃階段，預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)人員就應(yīng)當(dāng)了解項(xiàng)目當(dāng)?shù)卣撸?同時(shí)預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)應(yīng)在方案階段與建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位積極配合，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)、水暖電、精裝等專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合構(gòu)件生產(chǎn)工藝及施工安裝條件，對(duì)建筑方案進(jìn)行優(yōu)化，完成預(yù)制構(gòu)件深化的初步設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)方案確定后，應(yīng)盡可能避免反復(fù)修改與調(diào)整，盡可能達(dá)到一次性精細(xì)化出圖，而且設(shè)計(jì)院內(nèi)部應(yīng)嚴(yán)控圖紙質(zhì)量，避免后期配合過(guò)程中反復(fù)溝通與修改，建造流程如圖2所示。

圖2 裝配式建筑建造流程

在EPC項(xiàng)目中，應(yīng)首先考慮成本控制這一重要因素。建筑在方案階段需要從全產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，確定一系列工程做法是否便于實(shí)現(xiàn)以及實(shí)施難度如何；另外，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮構(gòu)件的模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化，因?yàn)檠b配式項(xiàng)目的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是研究預(yù)制混凝土的拆分方案和標(biāo)準(zhǔn)化定型方案，同時(shí)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)一個(gè)重要的影響因素就是模具成本。這一環(huán)節(jié)實(shí)施時(shí)往往建筑方案已經(jīng)基本確定，此時(shí)需要依據(jù)模數(shù)化原則對(duì)建筑方案進(jìn)行合理修改。

三、全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同

工程總承包模式下建筑工業(yè)化的特點(diǎn)是與“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”、“工廠(chǎng)化生產(chǎn)”、“裝配化施工”、“工業(yè)化內(nèi)裝”與“信息化管理”五大特征緊密相關(guān)，因此裝配式建筑技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵就是在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、管理等環(huán)節(jié)形成全產(chǎn)業(yè)鏈。而作為銜接設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，深化設(shè)計(jì)在全產(chǎn)業(yè)鏈中起著重要作用。

預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容是將各方設(shè)計(jì)需求轉(zhuǎn)換為具有較強(qiáng)可操作性、且設(shè)計(jì)合理的施工圖紙，這一過(guò)程必然涉及各專(zhuān)業(yè)交叉協(xié)同等問(wèn)題。由于施工總承包方具備較強(qiáng)的綜合能力和較多的施工經(jīng)驗(yàn)，因此在集成處理各方設(shè)計(jì)需求時(shí)能夠較為準(zhǔn)確的集成及簡(jiǎn)化，不再具體反映各專(zhuān)業(yè)具體需求，而是將各專(zhuān)業(yè)需求抽象符號(hào)化，項(xiàng)目將各專(zhuān)業(yè)與施工環(huán)節(jié)預(yù)留預(yù)埋簡(jiǎn)化為精準(zhǔn)定位且標(biāo)注規(guī)格的埋件，施工總包方進(jìn)行埋件檢查后集中反饋給構(gòu)件廠(chǎng)，構(gòu)件廠(chǎng)根據(jù)自身生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行二次深化，最后通過(guò)與施工總包方的溝通協(xié)調(diào)，將施工吊點(diǎn)埋件與構(gòu)件脫模起吊埋件整合，最終實(shí)現(xiàn)了預(yù)留預(yù)埋的“一埋多用”。以上各個(gè)環(huán)節(jié)的所有需求都被匯總后，施工總包方再進(jìn)行圖紙審核，從而有效提高了深化設(shè)計(jì)質(zhì)量。

在工程總承包模式下，施工總承包方作為全產(chǎn)業(yè)鏈綜合與集成和最終完成設(shè)計(jì)成果確認(rèn)的唯一方，使工作交界面更加清晰，同時(shí)也明確了各方的責(zé)任主體，從而避免了單一方設(shè)計(jì)人員工作能力的局限性引起的設(shè)計(jì)成果深度與準(zhǔn)確度的不足，有效提高了深化設(shè)計(jì)效率，使整個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同實(shí)施得以有序推進(jìn)。

四、深化設(shè)計(jì)與全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系

裝配式項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)工作開(kāi)展必須圍繞各方的需求。以項(xiàng)目為例，結(jié)合深化設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法，以下闡述預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)過(guò)程中與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等環(huán)節(jié)的關(guān)系：

深化設(shè)計(jì)與全專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)階段的協(xié)同

項(xiàng)目在深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先從建筑方案入手，依據(jù)建筑工業(yè)化項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則，在平面拆分圖重點(diǎn)表達(dá)構(gòu)件與主體連接方式以及構(gòu)件與構(gòu)件之間聯(lián)系方式，立面拆分圖表示了飾面材料排布詳圖，同時(shí)對(duì)構(gòu)件接縫防水做法重點(diǎn)處理?？紤]到傳統(tǒng)二次砌筑材料設(shè)置的抗震構(gòu)造拉結(jié)筋對(duì)預(yù)留預(yù)埋產(chǎn)生的影響，二次砌筑墻體全部采用預(yù)制輕質(zhì)挑板隔墻。針對(duì)門(mén)窗欄桿、空調(diào)板、GRC外飾面等小型金屬預(yù)制構(gòu)件，在深化設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮上述埋件定位與其他預(yù)留預(yù)埋及鋼筋的沖突，盡量實(shí)現(xiàn)一埋多用。

在構(gòu)件層面，項(xiàng)目涉及到的預(yù)制構(gòu)件主要有疊合板、預(yù)制梁柱，預(yù)制主梁底部鋼筋結(jié)合使用彎鉤錨固+錨固板錨固，解決梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋避讓的問(wèn)題；預(yù)制主梁兩端設(shè)置剪力鍵槽，預(yù)制梁與現(xiàn)澆層結(jié)合面及預(yù)制次梁端面均做粗糙面處理，見(jiàn)圖3。主次梁節(jié)點(diǎn)設(shè)置為鉸接，次梁采用牛擔(dān)板企口梁與主梁連接，施工過(guò)程簡(jiǎn)單、高效；預(yù)制柱主筋采用大直徑、大間距原則集中布置于四角，并補(bǔ)充相應(yīng)構(gòu)造鋼筋，箍筋采用網(wǎng)格箍形式，構(gòu)造簡(jiǎn)單且生產(chǎn)過(guò)程高效。

圖3 預(yù)制梁柱節(jié)點(diǎn)

電氣專(zhuān)業(yè)的深化設(shè)計(jì)主要針對(duì)預(yù)制柱及疊合板，在深化設(shè)計(jì)階段必須重點(diǎn)考慮電管、線(xiàn)盒的材質(zhì)問(wèn)題。項(xiàng)目采用了BIM技術(shù)，進(jìn)行了場(chǎng)地設(shè)計(jì)、建筑性能化分析、BIM標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)建模，建立預(yù)制構(gòu)件庫(kù)，建立機(jī)電部品庫(kù)等工作，從而保證深化圖紙的精確性和可實(shí)施性，建筑信息化模型見(jiàn)圖4。

圖4 建筑信息化模型

深化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)階段的協(xié)同

深化設(shè)計(jì)階段首先應(yīng)考慮模板設(shè)計(jì)與加工的合理性，以及生產(chǎn)過(guò)程中模板安裝與緊固措施。生產(chǎn)階段主要需要考慮的預(yù)留預(yù)埋有構(gòu)件脫模起吊埋件、保溫拉結(jié)件等。無(wú)論預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)還是現(xiàn)場(chǎng)施工的鋼筋加工和安裝，均應(yīng)逐步推廣使用機(jī)械加工和鋼筋骨架安裝等方式。這就需要從設(shè)計(jì)源頭上，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的改進(jìn)。項(xiàng)目為適應(yīng)鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)化加工的需求，采用焊接封閉箍筋，見(jiàn)圖5。顯著提高了生產(chǎn)效率。

圖5 典型預(yù)制柱深化圖紙（單位：mm）

深化設(shè)計(jì)與施工階段的協(xié)同

深化設(shè)計(jì)在施工階段的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要有：

1.構(gòu)件吊裝主要考慮起吊位置及方式，確定吊點(diǎn)定位時(shí)須將起吊點(diǎn)位置設(shè)置與構(gòu)件重心處，確保起吊階段受力均勻合理；同時(shí)應(yīng)根據(jù)預(yù)制構(gòu)件重量合理選用起重設(shè)備，起重設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足預(yù)制構(gòu)件吊裝重量和作業(yè)半徑的要求；

2.裝配式項(xiàng)目現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的模板支設(shè)一般需要在預(yù)制構(gòu)件上進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋，為此須與現(xiàn)澆部分的模板支設(shè)方式協(xié)調(diào)統(tǒng)一；

3.施工安全防護(hù)架、塔吊扶壁、構(gòu)件臨時(shí)支撐都可能會(huì)在預(yù)制構(gòu)件上進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋。

五、結(jié)語(yǔ)

在EPC框架下，設(shè)計(jì)工作已并不止是設(shè)計(jì)師和業(yè)主的問(wèn)題，而是需要各方包括構(gòu)件加工廠(chǎng)和施工現(xiàn)場(chǎng)都積極參與進(jìn)來(lái)，基于各自的訴求提出解決方案，最終得到一個(gè)讓各方都滿(mǎn)意的成果，或許這個(gè)過(guò)程很漫長(zhǎng)，但卻不可或缺。只有通過(guò)合理的深化設(shè)計(jì)流程及對(duì)各專(zhuān)業(yè)深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)的準(zhǔn)確把握，才能解決不斷出現(xiàn)的預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)新問(wèn)題。

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