装配式混凝土建筑平面设计及应用

装配式混凝土建筑平面设计除满足建筑使用功能需求外，应考虑有利于装配式混凝土建筑建造的要求。建筑平面设计需要整体设计的思想，平面设计不仅需要考虑建筑各功能空间的使用尺寸，还应考虑建筑全寿命期的空间适应性，让建筑空间适应使用中不同时期的不同需要。建筑平面设计应在下列几个方面满足装配式建筑的设计要求。

1.大空间结构形式

大空间结构形式设计有利于减少预制构件的数量和种类，提高生产和施工效率，减少人工，节省造价。设计要尽量按一个结构空间来设计公共建筑单元空间或住宅的套型空间。根据结构受力特点合理设计结构预制构配件与部品的尺寸，考虑预制构配件与部品的定位尺寸既要满足平面功能的需要，又应符合模数协调的原则。

室内空间的划分应尽量采用轻质隔墙。可以采用轻钢龙骨石膏板、轻质条板、家具式分隔墙等轻质隔墙灵活分隔空间。轻质隔墙可以利用其空腔进行设备管线设置，方便维修和改造，节约空间，形成一体化隔墙系统，利于建筑的可持续发展。

2.平面形状

装配式混凝土建筑的平面形状、体型及构件的布置对结构抗震性能影响很大，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011）的相关规定。平面形状、建筑形体的设计应重视其规则性对结构安全及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，不应采用严重不规则的平面布局。宜选用以结构单元空间为功能模块的大空间平面布局，合理布置柱、墙及核心筒位置，公共交通空间宜集约布置，竖向管线宜集中设置管井，满足使用空间的灵活性和可变性。

《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1）中对平面布置有如下规定：

（1）平面形状宜简单、规则、对称，质量、刚度分布宜均匀；不应采用严重不规则的平面布置；

（2）平面长度不宜过长，长宽比（L/B）宜按表3-1采用；

（3）平面突出部分的长度l不宜过大、宽度b不宜过小，l/Bmax、l/b宜按表3-1采用；

（4）平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置。

表3-1　平面尺寸及突出部位尺寸的比值限值

平面设计中应将承重墙、柱等竖向构件上、下连续，结构竖向布置均匀、合理，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力沿竖向突变，应符合结构抗震设计要求。

3.标准化设计的方法

装配式混凝土建筑平面设计应采用标准化、模数化、系列化的设计方法，应遵循“少规格、多组合”的原则，建筑基本单元、连接构造、构配件、建筑部品及设备管线等尽可能满足重复率高、规格少、组合多的要求。

平面设计中的开间与进深尺寸应采用统一模数尺寸系列，并尽可能优化出利于组合的尺寸规格。建筑单元、预制构件和建筑部品的重复使用率是项目标准化程度的重要指标，在同一项目中对相对复杂或规格较多的构件，同一类型的构件一般控制在三个规格左右并占总数量的加大比重，可控制并体现标准化程度。对于规格简单的构件用一个规格构件数量控制。

《工业化建筑评价标准》（GB/T 51129）中评分规则对标准化设计的要求如表3-2所示：

表3-2　标准化设计的要求

公共建筑的基本单元主要是指标准的结构空间。居住建筑则是以套型为基本单元进行设计，套型单元的设计通常采用模块化组合的方法。对于部品组合要求较高的功能模块空间，如住宅厨房和卫生间，平面布置应紧凑合理。应按净模尺寸设计，满足集成式厨房和卫生间的设备设施及装修要求。建筑的基本单元、构件、建筑部品重复使用率高、规格少、组合多的要求也决定了装配式建筑必须采用标准化、模数化、系列化的设计方法。

4.住宅模块化设计

装配式混凝土建筑的设计应以基本单元或基本套型为模块进行组合设计。在装配式住宅的平面设计中，运用模块化的设计方法，将优化后的套型模块与核心筒模块进行多样化的平面组合。(www.xing528.com)

套型模块可分解成若干独立的、相互联系的功能模块，对不同模块设定不同的功能，以便更好地解决复杂、大型的功能问题。模块应具有“接口、功能、逻辑、状态”等属性。其中接口、功能与状态反应模块的外部属性，逻辑反应模块的内部属性。模块应是可组合、分解和更换的。套型模块应进行精细化设计，考虑系列化要求，同系列套型间应具有一定的逻辑及衍生关系，并预留统一的接口。

住宅套型模块由起居室、卧室、门厅、餐厅、厨房、卫生间、阳台等功能模块组成。应在满足居住需求的前提下，提供适宜的空间尺度控制，并用大空间加以固化。

套型模块的设计，可由标准模块和可变模块组成。在对套型的各功能模块进行分析研究的基础上，用较大的结构空间满足多个并联度高的功能空间的要求，通过设计集成与灵活布置功能模块的方法，建立标准模块（如起居室+卧室的组合等）。可变模块为补充模块，平面尺寸相对自由，可根据项目需求定制，便于调整尺寸进行多样化组合（厨房+门厅的组合等）。可变模块与标准模块组合成完整的套型模块。

（1）起居室模块：按照套型的定位，满足居住者日常起居、娱乐、会客等功能要求，注意控制开向起居室的门的数量和位置，保证墙面的完整性，便于各功能区的布置。

（2）卧室模块：按功能使用要求分为双人卧室、单人卧室及卧室与起居合并的三种类型。卧室与起居合二为一时，应不低于起居室的标准，满足符合睡眠的功能，适当考虑空间布局的多样性。

（3）餐厅模块：包含独立餐厅及客厅就餐区域。当厨房面积不足时，不具备冰箱放置的空间时，在餐厅或兼餐厅的客厅内要增加冰箱摆放的空间，餐桌旁设置餐具柜等，摆放微波炉等厨用电器。

（4）门厅模块：包括收纳、整理妆容及装饰等功能，可根据一般生活习惯对各功能合理布局，结合收纳部品进行精细化设计。

（5）厨房模块：包括洗涤、操作、烹饪、收纳、冰箱、电器等功能及设施，应根据套型定位合理布置。厨房中的管道井应集中布置并预留检修口。厨房设计应遵循模数协调标准，优选适宜的尺寸数列进行以室内完成面控制的模数协调设计，设计标准化的厨房模块，满足功能要求并实现工厂化生产及现场的干法施工。装配式住宅设计应优选整体式厨房。

（6）卫生间模块：包括如厕、洗涤、盥洗、洗浴、洗衣、收纳等功能，应根据套型定位及一般使用频率和生活习惯进行合理布局。卫生间设计应遵循模数协调的标准，设计标准化的卫生间模块，满足功能要求并实现工厂化生产及现场的干法施工，优先选用同层排水的整体式卫生间。

核心筒模块的设计应满足使用功能及规范要求，其模块主要由楼梯间、电梯井、前室、公共廊道、候梯厅、设备管道井、加压送风井等各功能分模块组成，应合理确定各分模块的空间尺寸以及相互间的合理布局，应根据使用需求进行标准化设计，满足使用要求、规范要求、经济性要求，核心筒模块设计应考虑以下要求：

（1）在满足国家相关规范的基础上，从使用的安全性和交通的便捷性出发，考虑舒适性和经济性，合理布局各功能模块。

（2）电梯的设置是核心筒设计的一个重要部分，其数量、规格、组合方式将直接影响到建筑的使用和品质。

（3）楼梯的设计应满足疏散要求，合理设置楼梯的位置与数量，最大限度节约公共交通面积，提高使用率。楼梯应实现标准化设计，方便后期进行工厂化预制与装配化施工。

（4）前室、候梯厅、公共廊道等关系到使用的舒适度，前室和候梯厅应有良好的采光通风条件。

（5）设备管井应考虑机电设备管线的集中布置，合理布置节约面积，同时预留检修空间。功能安排上应考虑强弱电设备管井不共用、强电不与水暖管井相邻、排烟井尽量设置在角部，公共卫生间与开水间尽可能靠近水管井等要求。

5.模块化设计实例

南京丁家庄保障房二期A28地块的建筑设计采用了模块化、标准化的设计方法，将各标准功能模块通过系列化组合，逐级组合成最终的建筑体，体现出较高的标准化与装配化程度，实现了模块化设计的合理、高效与节省的优势，取得了良好的社会效益和经济效益，并作为全省建筑产业现代化的示范项目。

该项目建筑由六栋27～30层的高层公租房建筑组成，按照模块化设计方法逐级组合，居住套型内将标准化的厨房模块、门厅及客厅模块、卫浴模块、居室模块和阳台模块组合，形成标准化的居住标准套型模块（图3-2）；将标准套型模块按照平面布局要求，采用复制、对称的方法，与核心筒模块组合形成标准层单元模块（图3-3），根据建筑高度要求组合成27层和30层的标准建筑单体；结合底部三层的开放商业体，最终组合成为标准统一，功能集成的大型公租房建筑群体。

图3-2　居住套型的模块化设计

图3-3　建筑单元的模块化设计