装配式|装配式建筑设计在公共建筑的实践

近年，随着我国对装配式建筑的大力推广，装配式建筑技术已逐渐成熟，并广泛应用于住宅领域，但在公共建筑领域尚处于尝试阶段。

作为装配式建筑领域的先行者，华阳国际与万科集团在装配式建筑技术和产品研发、项目实践上有十余年的合建筑工业化作经验，打造了包括万科第五寓、万科住宅产业化研究基地等经典项目。

万科云城鸟瞰效果图

2014年起，双方开始了又一极具里程碑意义的尝试——万科云城一期。该项目是深圳市首个大规模建设的装配式高层办公建筑群，试图在以玻璃幕墙为主导的办公建筑时代探索装配式混凝土技术在办公建筑中的应用与实践。

目前，该项目正在施工，其中8栋-B座于去年9月正式封顶，是全国首栋全外墙清水PC写字楼。

在今年3月发行的《建筑技艺》中，华阳国际建筑产业化公司研发部副总经理、东莞产业园公司副总工程师王春才、建筑产业化公司建筑师邹兴兴及华阳国际设计集团副总裁、建筑产业化公司总经理龙玉峰联合撰文《万科云城一期03地块装配式办公建筑实践》，从万科云城实施管控的角度出发，分别从设计、生产、施工等方面阐述装配式技术在高层办公建筑应用中的把控要点。

华阳国际自媒体将分上下篇与大家分享文中观点。

项目概况

万科云城一期03地块效果图

万科云城一期位于深圳市留仙洞战略型新兴产业总部基地，是集公寓、产业用房、商业及公共配套活动广场等为一体的城市综合体工程，也是深圳首个大规模建设的装配式高层办公建筑群。项目建设地块西侧为创科路，北侧为留光路，南侧为留新南路。

项目采用內浇外挂体系，所有建筑外墙采用预制外墙构件，楼梯采用预制楼梯，主体结构采用铝模现浇，室内隔墙采用轻质混凝土条板，并采用自升式爬架等装配式施工技术，预制率约为17%，装配率约60%（按深圳市计算方式）。

装配式建筑设计

1.标准化设计

装配式住宅项目因其建筑类型和项目自身特点，不同户型各功能空间的开间、进深实现的标准化有一定的难度。此外，因立面造型需要也可能导致局部做法不同，致使构件种类数量偏多。

与住宅相比，装配式办公建筑因结构具规则性而易于控制，可通过以下设计手法实现建筑标准化和构件标准化。

Ⅰ.统一X、Y方向轴网尺寸，构件宽度根据轴网尺寸确定，实现构件宽度统一。

Ⅱ.统一各楼栋标准层层高，构件高度根据建筑层高确定，实现构件高度统一。

Ⅲ.统一结构柱和外圈梁截面尺寸，实现构件在横向和竖向上与主体连接方式统一。

Ⅳ.构件形式根据建筑总体造型设计，尽量通过单个或多个构件通过规律性重复布置产生韵律感，以达到“少规格、多组合”的效果。

万科云城在方案设计初期经过装配式建筑技术策划，根据项目特点、建筑高度以及立面形式，确定了采用內浇外挂体系，所以建筑外墙采用清水混凝土预制外墙构件。

7A、7B、7C、7E、7F座标准层平面图

8B座标准层平面图

因六座装配式建筑楼栋标准层平面布局相近，在设计时统筹考虑：标准轴网统一为8800mmm，标准层建筑层高为4000mm，外圈梁截面统一为500×800mm，实现了一种外形尺寸（三种规格）的标准构件和转角构件类型。

2.立面设计

万科云城的立面设计以“少规格、多组合”为设计原则，追求干净、简约、大气的立面风格，建立统一的预制外墙立面系统，契合“云城”的概念。

在标准立面单元的不变中寻求在“窗”元素的表达上的变化，利用“深窗”、“平窗”、“斜窗”等手法，寻求立面的多样性。

Ⅰ.西向立面兼顾遮阳及造型，以“深窗”为立面元素，突出横、竖向线条，同时利用窗间进深起到一定遮阳的效果，体现节能环保的绿色理念；

Ⅱ.内院立面以“平窗”为立面元素，强调室内与外部空间良好的视线交流，共享整个景观丰富的中庭空间；

Ⅲ.其余部分立面以“斜窗”为立面元素，窗与立面形成一定角度，形成多样的的光影效果，使规整的立面形式变得更加跳跃、生动。

本项目以素雅的清水面展示混凝土的肌理，配合“窗“元素带来的光与阴影的变化，呈现出PC建筑返璞归真的工业化美感。

预制混凝土外墙 vs 玻璃幕墙

与玻璃幕墙相比，装配式建筑中预制混凝土外墙有其显著的特征和优势：

△立面多样性。利用混凝土的可塑性，使构件表面具有相应的图案、纹理、质感、凹凸造型和材质变化等，通过有序的组合实现办公建筑立面多样性。

△ 窗户可在工厂预制安装，防水性能好，且降低城市光污染。

△ 建筑外围护体系耐久性好。

△ 造价较玻璃幕墙低，且后期维护成本较低。

3.构件设计

项目组在方案设计阶段对轴网、层高和外圈梁进行了统一设计，预制外墙构件类型仅有标准构件和转角构件两种。

标准构件（左）与转角构件示意图

预制完成的标准构件

在8800mm的柱跨单元，将外墙拆分成两个标准构件，外轮廓尺寸均为4380（宽）×3980（高）×600（深），构件重量约为4.63吨，共计5816块，构件体积约10771m³。

构件因预埋窗户形式有平窗、凹窗、斜窗形式和阳台栏杆等差异，以及因施工预埋点位要求构件略有差异。角部位置设计为L型构件，外轮廓构件尺寸为740（长）×740（宽）×3980（高），构件重量约为1.44吨，共计608块，构件体积约350m³。

通过在建筑设计前期的统筹，将项目外墙构件种类控制到最少种类，提高构件的重复率和模具的周转率，降低了构件生产难度和成本。

4.连接节点设计

本项目主体结构为框架剪力墙结构，采用內浇外挂体系，预制外墙为非承重构件，不参与结构主体受力。预制外墙构件顶部出筋与结构梁连接，侧面与主体结构构造连接，底部与主体结构不连接。

预制构件连接节点示意图

考虑预制外墙与现浇柱交接处构件与铝模板的固定，在构件上预埋螺栓套筒，现场通过对拉螺杆固定铝模板。通过开发设计两段式对拉螺杆，实现部分对拉螺杆作为构件与柱构造连接预埋在混凝土中，部分对拉螺杆在拆模后可重复回收利用。

构件与铝模对拉连接节点示意图

5.防水防漏浆连接节点设计

防水设计采用材料防水、构造防水以及结构防水相结合。

水平缝采用企口和高低缝，垂直缝设置空腔和排水导管相结合，确保外墙防水性能可靠。因梁柱截面较大，层高较高，混凝土浇筑时侧压大，混凝土胀模和漏浆风险较大。其节点设计为竖缝处采用防漏浆胶皮、连接钢板与临时PVC管（在竖缝导水槽内插入临时PVC管，浇筑完成后取出）相结合，并在钢筋密集的结构柱位置放入薄铝片，减少混凝土侧压带来的漏浆风险。

构件之间竖缝防水节点

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