裝配式混凝土建築設計必須符合國家政策、法規及地方標準的規定。在滿足建築使用功能和性能的前提下，采用模數化、標準化、集成化的設計方法，踐行“少規格、多組合”的設計原則，將建築的各種構配件、部品和構造連接技術實行模塊化組合與標準化設計，建立合理、可靠、可行的建築技術通用體系，實現建築的裝配化建造。
設計中應遵守模數協調的原則，做到建築與部品模數協調、部品之間模數協調以實現建築與部品的模塊化設計。各類模塊在模數協調原則下做到壹體化。采用標準化設計，將建築部品部件模塊按功能屬性組合成標準單元，部品部件之間采用標準化接口，形成多層級的功能模塊組合系統。采用集成化設計，將主體結構系統、外圍護系統、設備與管線系統和內裝系統進行集約整合。可提高建築功能品質、質量精度及效率效益，做到壹次性建造完成，達到裝配式建築的設計要求。
模數化設計裝配式建築標準化設計的基礎是模數化設計，是以基本構成單元或功能空間為模塊采用基本模數、擴大模數、分模數的方法，實現建築主體結構、建築內裝修以及部品部件等相互間的尺寸協調。模數化設計應符合現行國家標準《建築模數協調標準》GB/T 50002的規定。
利用模數協調原則整合開間、進深尺寸，通過對基本空間模塊的組合形成多樣化的建築平面。建築的平面設計宜采用水平擴大模數數列2nM、3nM（n為自然數），做到構件部品設計、生產和安裝等環節的尺寸協調。
建築層高、門窗洞口高度的確定涉及到預制構件及部品的規格尺寸，應在立面設計中遵循模數協調的原則，確定合理的設計參數，宜采用豎向擴大模數數列nM，保證建設過程中滿足部件生產與便於安裝等要求。
建築部件及連接節點采用模數協調的方法確定設計尺寸，使所有的部件部品成為壹個整體，構造節點的模數協調，可以實現部件和連接節點的標準化，提高部件的通用性和互換性。梁、柱、墻等部件的截面尺寸宜采用豎向擴大模數數列nM；構造節點和部件的接口尺寸宜采用分模數數列nM/2、nM/5、nM/10。
建築設計的尺寸定位宜采用中心定位法和界面定位法相結合的方法，對於部件的水平定位宜采用中心定位法，部件的豎向定位和部品的定位宜采用界面定位法。
標準化設計裝配式混凝土建築的標準化設計是采用模數化、模塊化及系列化的設計方法，遵循“少規格、多組合”的原則，將建築基本單元、連接構造、構配件、建築部品及設備管線等盡可能滿足重復率高、規格少、組合多的要求。建築的基本單元模塊通過標準化的接口，按照功能要求進行多樣化組合，建立多層級的建築組合模塊，形成可復制可推廣的建築單體。
在居住建築設計中，可以將廚房模塊、衛浴模塊、居室模塊、陽臺模塊等基本單元模塊進行組合成套型單元模塊，將套型模塊、廊道模塊、核心筒模塊再組合成標準層模塊，以此類推，最終形成可復制的模塊化建築。
各模塊內部與外部組合的核心是標準化設計，只有模塊接口的標準化，才能形成模塊之間的協調與契合，達到建築各模塊組合的裝配化。
集成化設計裝配式混凝土建築的關鍵在於集成化，不等於傳統生產方式下的簡單相加，也不是傳統的設計、施工和管理模式下進行裝配化施工就是裝配式建築，真正意義的裝配式建造只有將主體結構、圍護結構和內裝部品等前置集成為完整的體系，才能體現裝配式建築的整體優勢，實現提高質量、減少人工、減少浪費、增加效益的目的。
裝配式建築在設計階段應進行前期整體策劃，以統籌規劃設計、構件部品生產、施工建造和運營維護全過程，考慮到各環節相應的客觀條件和技術問題，在技術設計之前確定技術標準和方案選型。在技術設計階段應進行建築、結構、機電設備、室內裝修壹體化設計，充分將各專業的技術系統相協調，避免施工時序交叉出現的技術矛盾。技術設計階段應考慮與後續預制構件、設備、部品的技術銜接，保證在施工環節的順利對接，對於預制構件來說，其集成的技術越多，後續的施工環節越容易，這是預制構件發展的方向。
裝配式建築系統性集成包括建築主體結構的系統與技術集成、圍護結構的系統及技術集成、設備及管線的系統及技術集成以及建築內裝修的系統及技術集成。建築主體結構系統可以集成建築結構技術、構件拆分與連接技術、施工與安裝技術等，並將設備、內裝專業所需要的前置預留條件均集成到建築構件中；圍護結構系統應將建築外觀與圍護性能相結合，考慮外窗、遮陽、空調隔板等與預制外墻板的組合，可集成承重、保溫和外裝飾等技術；設備及管線系統可以應用管線系統的集約化技術與設備能效技術，保證系統的集成高效；建築內裝修系統應采用集成化的幹法施工技術，可以采用結構體與裝修體相分離的CSI住宅建築體系，做到安裝快捷、無損維修、優質環保。
裝配式建築集成技術應是裝配式建築發展的重點研究內容，是提高裝配式建築品質和效益的關鍵，而全專業、全過程的技術前置是集成化設計的核心。
1. 裝配式混凝土建築平面設計
裝配式混凝土建築的平面設計在滿足平面功能的基礎上考慮有利於裝配式建築建造的要求，遵循“少規格、多組合”的原則，建築平面應進行標準化、定型化設計，建立標準化部件模塊、功能模塊與空間模塊，實現模塊多組合應用，提高基本模塊、構件和部品重復使用率，有利提升建築品質、提高建造效率及控制建設成本。
（1） 總平面設計
裝配式混凝土建築的總平面設計應在符合城市總體規劃要求，滿足國家規範及建設標準。在前期策劃與總體設計階段，應對項目定位、技術路線、成本控制、效率目標等作出明確要求。對項目所在區域的構件生產能力、施工裝配能力、現場運輸與吊裝條件等進行充分考慮，各專業應協同配合，結合預制構件的生產運輸條件和工程經濟性，安排好裝配式建築結構實施的技術路線、實施部位及規模。在進行現場總體施工方案的制定時，充分考慮構件運輸通道、吊裝及預制構件臨時堆場的設置。
考慮到裝配式建築建造的特殊性，總平面設計須考慮以下三個方面：
（1）外部運輸條件：預制構件運輸從構件生產地到施工現場塔吊所覆蓋的臨時停放區，整個運輸過程的道路寬度、荷載、轉彎半徑、凈高等滿足通行條件。如交通條件受限，應統籌考慮設置其他臨時通道、出入口或道路臨時加固等措施，或改變預制構件的空間尺寸、規格、重量等，以保證預制構件的順暢到達。
（2）內部空間場地：大部分預制構件運至現場，經短時間存放或立即進行吊裝，存放場地的大小、位置安排直接影響到施工的效率和秩序。在總平面設計時，應綜合施工順序、塔吊半徑、塔吊運力等，對構件存放場地作合理設置，應盡量避開施工開挖區域。
（3）內部安裝動線：預制構件安裝的施工組織計劃和各施工工序的有效銜接相比傳統的施工建造方式要求更高，總平面設計要結合施工組織與構件安裝動線進行統籌考慮。壹般情況要求總平面設計為裝配式建築生產施工過程中構件的運輸、堆放、吊裝預留足夠的空間，在不具備臨時堆場的情況下，應盡早結合施工組織，為塔吊和施工預留好現場條件。
（2） 建築平面設計
裝配式混凝土建築平面設計除滿足建築使用功能需求外，應考慮有利於裝配式混凝土建築建造的要求。建築平面設計需要整體設計的思想，平面設計不僅需要考慮建築各功能空間的使用尺寸，還應考慮建築全壽命期的空間適應性，讓建築空間適應使用中不同時期的不同需要。建築平面設計應在以下幾個方面滿足裝配式建築的設計要求。
大空間結構形式大空間結構形式設計有利於減少預制構件的數量和種類，提高生產和施工效率，減少人工，節省造價。設計要盡量按壹個結構空間來設計公***建築單元空間或住宅的套型空間。根據結構受力特點合理設計結構預制構配件與部品的尺寸，考慮預制構配件與部品的定位尺寸既要滿足平面功能的需要，又應符合模數協調的原則。
室內空間的劃分應盡量采用輕質隔墻。可以采用輕鋼龍骨石膏板、輕質條板、家具式分隔墻等輕質隔墻靈活分隔空間。輕質隔墻可以利用其空腔進行設備管線設置，方便維修和改造，節約空間，形成壹體化隔墻系統，利於建築的可持續發展。
平面形狀裝配式混凝土建築的平面形狀、體型及構件的布置對結構抗震性能影響很大，應符合現行國家標準《建築抗震設計規範》（GB50011）的相關規定。平面形狀、建築形體的設計應重視其規則性對結構安全及經濟合理性的影響，宜擇優選用規則的形體，不應采用嚴重不規則的平面布局。宜選用以結構單元空間為功能模塊的大空間平面布局，合理布置柱、墻及核心筒位置，公***交通空間宜集約布置，豎向管線宜集中設置管井，滿足使用空間的靈活性和可變性。
《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ 1）中對平面布置有如下規定：
（1）平面形狀宜簡單、規則、對稱，質量、剛度分布宜均勻；不應采用嚴重不規則的平面布置；
（2）平面長度不宜過長，長寬比（L/B）宜按表3.1采用；
（3）平面突出部分的長度l不宜過大、寬度b不宜過小，l/Bmax、l/b宜按表采用；
（4）平面不宜采用角部重疊或細腰形平面布置。
平面設計中應將承重墻、柱等豎向構件上、下連續，結構豎向布置均勻、合理，避免抗側力結構的側向剛度和承載力沿豎向突變，應符合結構抗震設計要求。
標準化設計的方法裝配式混凝土建築平面設計應采用標準化、模數化、系列化的設計方法，應遵循“少規格、多組合”的原則，建築基本單元、連接構造、構配件、建築部品及設備管線等盡可能滿足重復率高、規格少、組合多的要求。
平面設計中的開間與進深尺寸應采用統壹模數尺寸系列，並盡可能優化出利於組合的尺寸規格。建築單元、預制構件和建築部品的重復使用率是項目標準化程度的重要指標，在同壹項目中對相對復雜或規格較多的構件，同壹類型的構件壹般控制在三個規格左右並占總數量的加大比重，可控制並體現標準化程度。對於規格簡單的構件用壹個規格構件數量控制。
《工業化建築評價標準》（GB/T 51129）中評分規則對標準化設計的要求如下表所示。
公***建築的基本單元主要是指標準的結構空間。居住建築則是以套型為基本單元進行設計，套型單元的設計通常采用模塊化組合的方法。對於部品組合要求較高的功能模塊空間，如住宅廚房和衛生間，平面布置應緊湊合理。應按凈模尺寸設計，滿足集成式廚房和衛生間的設備設施及裝修要求。建築的基本單元、構件、建築部品重復使用率高、規格少、組合多的要求也決定了裝配式建築必須采用標準化、模數化、系列化的設計方法。
住宅模塊化設計裝配式混凝土建築的設計應以基本單元或基本套型為模塊進行組合設計。在裝配式住宅的平面設計中，運用模塊化的設計方法，將優化後的套型模塊與核心筒模塊進行多樣化的平面組合。
套型模塊可分解成若幹獨立的、相互聯系的功能模塊，對不同模塊設定不同的功能，以便更好地解決復雜、大型的功能問題。模塊應具有“接口、功能、邏輯、狀態”等屬性。其中接口、功能與狀態反應模塊的外部屬性，邏輯反應模塊的內部屬性。模塊應是可組合、分解和更換的。套型模塊應進行精細化設計，考慮系列化要求，同系列套型間應具有壹定的邏輯及衍生關系，並預留統壹的接口。
住宅套型模塊由起居室、臥室、門廳、餐廳、廚房、衛生間、陽臺等功能模塊組成。應在滿足居住需求的前提下，提供適宜的空間尺度控制，並用大空間加以固化。
套型模塊的設計，可由標準模塊和可變模塊組成。在對套型的各功能模塊進行分析研究的基礎上，用較大的結構空間滿足多個並聯度高的功能空間的要求，通過設計集成與靈活布置功能模塊的方法，建立標準模塊（如起居室+臥室的組合等）。可變模塊為補充模塊，平面尺寸相對自由，可根據項目需求定制，便於調整尺寸進行多樣化組合（廚房+門廳的組合等）。可變模塊與標準模塊組合成完整的套型模塊。
（1）起居室模塊：按照套型的定位，滿足居住者日常起居、娛樂、會客等功能要求，註意控制開向起居室的門的數量和位置，保證墻面的完整性，便於各功能區的布置。
（2）臥室模塊：按功能使用要求分為雙人臥室、單人臥室及臥室與起居合並的三種類型。臥室與起居合二為壹時，應不低於起居室的標準，滿足符合睡眠的功能，適當考慮空間布局的多樣性。
（3）餐廳模塊：包含獨立餐廳及客廳就餐區域。當廚房面積不足時，不具備冰箱放置的空間時，在餐廳或兼餐廳的客廳內要增加冰箱擺放的空間，餐桌旁設置餐具櫃等，擺放微波爐等廚用電器。
（4）門廳模塊：包括收納、整理妝容及裝飾等功能，可根據壹般生活習慣對各功能合理布局，結合收納部品進行精細化設計。
（5）廚房模塊：包括洗滌、操作、烹飪、收納、冰箱、電器等功能及設施，應根據套型定位合理布置。廚房中的管道井應集中布置並預留檢修口。廚房設計應遵循模數協調標準，優選適宜的尺寸數列進行以室內完成面控制的模數協調設計，設計標準化的廚房模塊，滿足功能要求並實現工廠化生產及現場的幹法施工。裝配式住宅設計應優選整體式廚房。
（6）衛生間模塊：包括如廁、洗滌、盥洗、洗浴、洗衣、收納等功能，應根據套型定位及壹般使用頻率和生活習慣進行合理布局。衛生間設計應遵循模數協調的標準，設計標準化的衛生間模塊，滿足功能要求並實現工廠化生產及現場的幹法施工，優先選用同層排水的整體式衛生間。
核心筒模塊的設計應滿足使用功能及規範要求，其模塊主要由樓梯間、電梯井、前室、公***廊道、候梯廳、設備管道井、加壓送風井等各功能分模塊組成，應合理確定各分模塊的空間尺寸以及相互間的合理布局，應根據使用需求進行標準化設計，滿足使用要求、規範要求、經濟性要求，核心筒模塊設計應考慮以下要求。
（1）在滿足國家相關規範的基礎上，從使用的安全性和交通的便捷性出發，考慮舒適性和經濟性，合理布局各功能模塊。
（2）電梯的設置是核心筒設計的壹個重要部分，其數量、規格、組合方式將直接影響到建築的使用和品質。
（3）樓梯的設計應滿足疏散要求，合理設置樓梯的位置與數量，最大程度節約公***交通面積，提高使用率。樓梯應實現標準化設計，方便後期進行工廠化預制與裝配化施工。
（4）前室、候梯廳、公***廊道等關系到使用的舒適度，前室和候梯廳應有良好的采光通風條件。
（5）設備管井應考慮機電設備管線的集中布置，合理布置節約面積，同時預留檢修空間。功能安排上應考慮強弱電設備管井不***用、強電不與水暖管井相鄰、排煙井盡量設置在角部，公***衛生間與開水間盡可能靠近水管井等要求。
2.裝配式混凝土建築立面與剖面設計
裝配式混凝土建築的立面設計，應采用標準化的設計方法，通過模數協調，依據裝配式建築建造方式的特點及平面組合設計實現建築立面的個性化和多樣化效果。
依據裝配式建築建造的要求，最大限度考慮采用標準化預制構件，並盡量減少立面預制構件的規格種類。立面設計應利用標準化構件的重復、旋轉、對稱等多種方法組合，以及外墻肌理及色彩的變化，可展現出多種設計邏輯和造型風格，實現建築立面既有規律性的統壹，又有韻律性的個性變化。
（1）立面設計
裝配式混凝土建築的立面是標準化預制構件和構配件立面形式裝配後的集成與統壹。立面設計應根據技術策劃的要求最大限度考慮采用預制構件，並依據“少規格、多組合”的設計原則盡量減少立面預制構件的規格種類。
建築立面應規整，外墻宜無凸凹，立面開洞統壹，減少裝飾構件，盡量避免復雜的外墻構件。居住建築的基本套型或公***建築的基本單元在滿足項目要求的配置比例前提下盡量統壹。通過標準單元的簡單復制、有序組合達到高重復率的標準層組合方式，實現立面外墻構件的標準化和類型的最少化。建築立面呈現整齊劃壹、簡潔精致、富有裝配式建築特點的韻律效果。
圖3.4裝配式建築的立面設計
建築豎向尺寸應符合模數化要求，層高、門窗洞口、立面分格等尺寸應盡可能協調統壹。門窗洞口宜上下對齊、成列布置，其平面位置和尺寸應滿足結構受力及預制構件設計要求。門窗應采用標準化部件，宜采用預留副框或預埋等方式與墻體可靠連接，外窗宜采用合理的遮陽壹體化技術，建築的圍護結構、陽臺、空調板等配套構件宜采用工業化、標準化產品。
（2）建築高度及層高
裝配式混凝土建築選用不同的結構形式，可建造的最大建築高度不同。裝配整體式結構房屋的最大適用高度參見結構設計部分。
裝配式建築的層高要求與現澆混凝土建築相同，應根據不同建築類型、使用功能的需求來確定，應滿足專用建築設計規範中對層高、凈高的規定。
影響建築層高的因素包括建築使用要求的凈高尺寸、梁板的厚度、吊頂的高度等。如采用SI體系設計的樓地面高度與傳統地面高度相比是不同的。傳統樓地面做法是將電氣管線、弱電布線等預留預埋敷設在疊合樓板的現澆層內，設備管線敷設在地面的建築墊層內，如給水管、暖氣管、太陽能管線等的預留預埋；SI體系設計采用的建築結構體與建築內裝體、設備管線相分離的方式，取消了結構體樓板和墻體中的管線預留預埋，而采用與吊頂、架空地板和輕質雙層墻體結合進行管線明裝的安裝方式。
建築專業層高設計應與結構、機電及室內裝修專業協同壹體化設計，配合確定梁的高度及樓板的厚度，合理布置吊頂內的機電管線、避免交叉，盡量減少空間占用，合理確定建築的層高和凈高，滿足建築的使用要求。
（a）建築傳統做法（b） 裝配式建築SI內裝體系做法
圖3.5 裝配式建築SI內裝體系的層高設計比較
（3）外墻立面分格與裝飾材料
裝配式混凝土建築的立面分格應與構件組合的接縫相協調，做到建築效果和結構合理性的統壹。
裝配式建築要充分考慮預制構件工廠的生產條件，結合結構現澆節點及外掛墻板的受力點位，選用合適的建築裝飾材料，合理設計立面劃分，確定外墻的墻板組合模式。立面構成要素宜具有壹定的建築功能，如外墻、陽臺、空調板、欄桿等，避免大量裝飾性構件，尤其是與建築不同壽命的裝飾性構件，影響建築使用的可持續性，不利於節材節能。
預制外掛墻板通常分為整板和條板。整板大小通常為壹個開間的長度尺寸，高度通常為壹個層高的尺寸。條板通常分為橫向板、豎向板等，也可設計成非矩形板或非平面板，在現場拼裝成整體。采用預制外掛墻板的立面分格應結合門窗洞口、陽臺、空調板及裝飾構件等按設計要求進行劃分，預制女兒墻板宜采用與下部墻板結構相同的分塊方式和節點做法。
裝配式混凝土建築的外墻飾面材料選擇及施工應結合裝配式建築的特點，考慮經濟性原則及符合綠色建築的要求。
預制外墻板飾面在構件廠壹體完成，其質量、效果、耐久性都要大大優於現場作業，省時省力、提高效率。外飾面應采用耐久、不易汙染、易維護的材料，可更好地保持建築的設計風格、視覺效果和人居環境的綠色健康，減少建築全壽命期內的材料更新替換和維護成本，減少現場施工帶來的有害物質排放、粉塵及噪音等問題。外墻表面可選擇混凝土、耐候性塗料、面磚和石材等。預制混凝土外墻可處理成彩色混凝土、清水混凝土、露骨料混凝土及表面帶圖案裝飾的拓模混凝土等。不同的表面肌理和色彩可滿足立面效果設計的多樣化要求，塗料飾面整體感強、裝飾性好、施工簡單、維修方便，較為經濟；面磚飾面、石材飾面堅固耐用，具備很好的耐久性和質感，且易於維護。在生產過程中飾面材料與外墻板采用反打工藝壹次制作成型，減少現場工序，保證質量，提高飾面材料的使用壽命。
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