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CQADI设计丨重庆市首届装配式设计大赛获奖作品（三）——涪陵科教产业实训基地建设工程S1栋男学员宿舍
奖项名称：非指定类项目设计
奖项等级：二等奖
获奖人员：邓小华、余波、曹多阳、李荣春、王颖、陈欢、邹俊伟、李慧、张普春、欧阳宇、林小丹、邱月、刁可、秦镕聪、王晔
一、项目概况
（一）基本情况介绍
涪陵科教产业实训基地建设工程是由涪陵区国开投资有限公司投资，涪陵区教委和涪陵实验中学作为业主使用单位的一个项目，项目地址位于重庆涪陵新城区。整个项目分期建设，本期建设由六栋多层公共建筑组成，分别为：A栋图书行政楼、C栋教学综合楼、D栋中心食堂、E栋学员宿舍综合楼、S1栋男学员宿舍、S3栋女学员宿舍。项目用地面积219335.84平方米，总建筑面积139651.71平方米。
六栋楼采用的装配式建筑技术体系一致，所以本次参赛以其中最具代表性的一栋--S1栋男学员宿舍楼为例进行介绍。
（二）装配式技术选用情况
以S1栋男学员宿舍楼例，功能为学生宿舍，建筑层数为6层，层高3.6m，建筑高度21.6m，建筑面积为12601.09平方米，结构形式为剪力墙结构，抗震设防烈度6度。
主体结构：
1. 竖向构件：采用高精度复合塑料模板施工工艺；
2. 水平构件：采用钢筋桁架混凝土叠合楼板、叠合梁、预制楼梯。
围护墙与内隔墙：
1. 外围护墙非承重、非砌筑，全部采用250厚蒸压加气混凝土外墙板实现围护墙与保温、隔热一体化。
2. 内隔墙全部采用蒸压加气混凝土条板，干式工法组装。在工厂进行管线开槽、预埋等处理，实现内隔墙与管线一体化。
装修和设备管线：
1. 内装采用全装修、干式工法楼面、集成卫生间技术。
2. 设备管线与主体结构采用管线分离，在独立的管井区域集中布置。
二、标准化设计
项目在模数定位、平面设计、立面设计、连接节点、部品部件的设计中，采用标准化、模数化、系列化的设计方法，遵循“少规格、多组合”的原则，基本单元、构件、建筑部品达到重复使用率高、规格少、组合多的目的。
（一）设计原则和要点
1.基本模数、模数数列与模数网格
平面轴网与结构网格优先采用36M与78M系列。层高采用36M系列。分模数基数及优先尺寸为M/10、M/2，用于内墙条板端头接缝（10mm）、外墙板安装留缝（50mm）、设备管道等构造节点部位和部件的接口尺寸。
2.部件定位与模数协调
结构部件采用中心线定位法，内外墙板、楼板及屋面采用界面定位法，楼层基准面定位在结构完成面。基本模数与定位方法的合理选择，使得部件种类减少、尺寸优化、生产简便、位置互换及可变。
（二）平面标准化
项目平面体现了标准化设计理念，把宿舍单间为一个标准模块，结合宿舍使用功能的常规尺寸3.6x7.8m。通过标准模块+可变模块（公区走道模块）+楼梯间模块组合成一个标准单元，从而通过标准单元组合成标准层平面。基本单元规格少、组合多、重复使用率高。单体尺寸、外墙造型与细部都统一在严格的模数网格系统。
具有相同功能的建筑空间分解成若干独立的、相互联系的功能模块，并进行多样化组合形成项目平面与体型。功能模块满足模数协调的要求，采用标准化和通用化部品部件，为主体构件和内装部品尺寸协调、工厂生产和装配化施工创造条件。
（三）立面标准化
通过合理分格与门窗设计，减少构件规格，定型化的立面模块固化了外墙几何尺寸。层高及门、窗、洞口的尺寸，规格统一，立面开窗上下对齐，等高等距，成列布置，形成立面单元模块。通过标准模块的简单复制，有序组合，达到高重复率的组合方式，实现外立面的标准化。
（四）部品部件标准化
（1）建筑外墙板标准化
外墙板材规格为：宽度X长度=600X3000，占比约90%，实现标准化、类型最少化，且规格化、定型化生产，提高了通用性。
（2）结构构件标准化
基于规整的平面轴网与结构轴网，以及合理的部件定位方法，优化结构平面布置，统一各个墙肢的规格，减少叠合梁规格，减少了叠合板切角，使得构件规格种类少、尺寸优化、满足位置互换及可变。对少数非标准模块区域按照“少规格，多组合”的原则进行了合理的划分，整栋楼的叠合板主要规格控制在六种，在整个项目中使用率超过85%。其中:宿舍房间内分割采用了4种板型，占比60%；宿舍走道采用2种板型，占比27%。装配式楼梯规格仅一种。
构件标准化提高工厂模板的周转率，项目工业化机械化程度增加，减少现场施工强度与人员配备，缩短整体工期及用工成本。
（3）管线布置标准化
设备管线在具有相同分隔的平面内，管线大小、位置、走向均相同，与建筑平面布置标准化统一。同类型给排水管道均采用相同管道、管件及连接方式，均匀布置管道支架。配电箱、桥架、线管采用标准型号。
（五）连接标准化
（2）内墙连接标准化
外墙板与主体结构的连接采用平板螺栓节点的施工工艺，螺栓端部设置平板螺帽，螺杆与平板型螺帽间设置锥形平滑面，降低与外墙板的局部挤压力，另一端通过螺栓与主体结构连接，实现柔性连接。
外墙板缝采用构造防水为主、材料防水为辅的做法。水平接缝采用高低缝构造，竖向接缝采用平口构造，采用半柔性连接方式：缝宽为10~20mm，缝内采用专用粘接剂挤浆处理，缝两侧采用专用密封胶封闭；外墙板缝室内、外均采用专用密封胶密封，内墙板缝采用专用嵌缝剂。连接节点处均保持墙体保温性能的连续性，未形成热桥。
（2）内墙连接标准化
内墙板与顶板、结构梁、楼地板之间采用L型钢板卡（1.5mm）连接，使用金属膨胀锚栓固定，并用专用嵌缝剂进行隔声处理，相邻连接件间距不应大于600mm；内墙板与结构墙、柱之间采用L型钢板卡连接固定，并用专用粘接剂填缝，相临连接件间距不应大于1m。连接标准化与干式工法组装，保证了内墙施工质量、有效地缩短安装工期。
三、集成化设计
（一）专业协同的方法与要点
各专业提前介入并在各设计阶段协同，实现项目模数化、标准化、系列化和功能合理，助力实现部品部件的少规格、多组合，同时为技术图纸后期深化预留足够前置条件。
（二）全过程协同的要点
初设阶段——①确定外立面方案及装饰材料，实现设计效果；与结构专业同厂家深化墙板组合方案，进一步确定饰面做法及保温做法。②依据平面设施布置，确定设备管线及点位。③优化实现连接节点标准化。④根据场地规划，考虑构件运输存放、塔吊吊装能力、运输限制、预制构件生产可行性、生产效率、现场安装的安全性与施工效率等因素，优化预制构件尺寸。⑤确定初设阶段最终装配率与预制率，提供专项经济性评估与概算结果。
施工图阶段——①各专业与厂家加强配合，完成组合深化设计，为施工提供尺寸控制图、预制构件加工图、墙板编号索引图和连接节点构造详图等深化设计。②内装和设备进行管线综合，在部品部件完成预留预埋和连接节点设计。安装固定于预制外挂墙板的管线，应在工厂安装预埋固定件。③与门窗厂家协同，确定外挂墙板门窗安装方式、防水防渗做法。
（三）系统性集成的要点
1.围护墙与保温隔热一体化
采用250厚蒸压加气混凝土外墙板自保温，干式工法组装，满足保温要求，实现围护墙与保温、隔热一体化。提高了施工精度，提高施工质量，墙板平整度高，达到免抹灰工艺要求；同时工业化程度高，大大提高施工效率，缩减工期，降低施工强度，提高施工效率。
2.内隔墙与管线一体化
采用BIM技术对内隔墙板进行排版设计，标记设备管线的预留预埋位置，在工厂进行管线、开关、插座底盒等设备的预埋（预留），避免后期安装后在预制构件上凿剔沟槽、孔洞，提高效率，降低人工和能耗、减少施工污染。
3.集成卫生间
采用集成卫生间技术体系：墙面采用瓷砖胶薄贴的干式工法工艺，天棚采用穿孔铝合金方形扣板吊顶。瓷砖薄贴采用专用的瓷砖粘合剂， 8~10厚专用薄层抹灰胶浆，表面压入耐碱玻纤网格布与传统水泥铺贴相比，具有材料用量小，粘结力强，施工速度快，施工质量有保证。
4.干式工法楼、地面
宿舍房间和公区过道采用模块化保温隔声部品+成品木地板干式工法铺装，实现工业化生产。与传统水泥铺贴工艺相比，现场减少湿作业、节省施工周期，提高施工效率和施工质量。
5.主体结构和设备管线的装配化集成
满足模块化与标准化的原则，公区内设置水电井，竖向干线集中管井内明敷；户内有吊顶区域内水平管线及公共走道内管线均采用明装方式，宿舍内部非吊顶区域水平管线为明敷。保证了结构的安全质量，便于后期运行维护，实现了建筑的全生命周期。
四、技术体系创新性
BIM技术全过程应用
本项目对建筑、结构、给排水、暖通、电气五大专业的设计采用BIM技术。
1. 实现了项目一体化线协同设计——综合考虑功能空间布局、主体结构及机电设备安装，合理布置馆内设备管线，解决全专业之间的相互干扰，完成了构件之间、钢筋之间、管线之间的碰撞检查，提升了设计完成度与精确度。
2. 有利于后期部品部件的加工生产，施工安装及后续的运行，维护。
3. 实现设计全过程三维设计可视化。
五、技术体系适用性
（1）主体结构装配式技术
根据学生宿舍的使用要求，结构体系上采用内部使用空间无凸角的剪力墙结构。为提升建筑品质、降低能耗及人工费用，同时考虑学生宿舍为重点设防类建筑，采用了抗震性能较好的装配整体式结构体系，竖向构件为现浇工艺，并辅以高精度模板提高成型质量，避免二次抹灰，减少工序；预制构件采用了叠合梁、钢筋桁架叠合板、预制梯板。结构在安全性、经济性和品质质量上得到了保证和提升。
结合宿舍标准化单元的特点和适应机械化生产的需求，拆分预制构件时，前期配合建筑方案调整统一了宿舍单元的开间和进深模数，归并了楼梯尺寸，从而使本项目叠合板和梯板规格大大减少，利于标准化生产和加快施工速度。
结构构件上大量采用HRB500级和CRB600H高强钢筋，有效的做到了节能节材，并且钢筋数量的减少也便于现场构件的安装和现浇部分混凝土振捣密实。
（2）围护墙与内隔墙装配式技术
非承重外围护墙采用250厚蒸压加气混凝土外墙板自保温，干式工法组装，满足保温要求，实现围护墙与保温、隔热一体化。提高了施工精度，提高施工质量，墙板平整度高，达到免抹灰工艺要求；同时工业化程度高，提高施工效率，缩减工期，降低施工强度，提高施工效率。
内隔墙非承重、墙体高度基本一致，采用600宽、200厚蒸压加气混凝土条板，干式工法组装。具有强度高、防潮、保温、不燃、隔声、施工简便、加工性能良好等优点。墙板平整度高，达到免抹灰工艺要求；同时工业化程度高，提高施工效率，缩减工期，降低施工强度，提高工程质量。
（3）装修和设备管线装配式技术
传统预埋在主体结构中的管线因老化而无法改造更新，拆除重建、剔凿主体结构缩短了建筑使用寿命，故本项目采用全装修、管线设备与主体结构的分离的装配化集成技术。使得项目结构具有耐久性、保证了结构的安全质量，便于后期运行维护，实现了建筑的全生命周期。
采用BIM技术对内隔墙板进行排版设计，标记设备管线的预留预埋位置，在工厂进行管线、开关、插座底盒等设备的预埋（预留），避免后期安装后在预制构件上凿剔沟槽、孔洞，提高效率，降低人工和能耗、减少施工污染。内装部品与设备管线具有了通用性和互换性。
（4）装配式装修技术
干法施工——①墙体系统：非承重围护墙、内隔墙；②轻钢龙骨集成吊顶系统：宿舍卫生间（穿孔铝合金方形扣板）；③模块化保温隔声部品+成品木地板干式工法铺装楼地面：宿舍房间及公区走道。优点：节能环保、工期短、现场减少湿作业、提高施工效率和施工质量。
预制构件与施工装配技术——①围护墙内嵌式外挂墙板；②内外门窗；②结构构件与楼梯；③内隔墙蒸压加气混凝土条板。优点：墙板平整度高，达到免抹灰工艺要求，提高了施工精度和施工质量。同时工厂预制现场装配，工业化程度高，缩减工期，降低施工强度，提高施工效率。
集成设备和管线分离技术——①内墙面；②公区内设置水电井；③有吊顶区域内水平管线及公共走道内。优点：管线一体化在工厂进行管线、开关、插座底盒等设备的预埋（预留），避免后期安装后在预制构件上凿剔槽、开洞。管线分离保证了结构的安全质量，便于后期运行维护，实现了建筑的全生命周期。
（5）预制构件生产运输与吊装
本项目根据实际勘察调研，预制构件厂距本项目施工现场23.5公里。沿途道路宽度及路况良好，能满足本项目所有构件的运输要求。提高了施工效率。
本次的叠合板和叠合梁最大重量不超过1.5吨，采用塔吊；预制楼梯板最大重量4.2吨，采用汽车吊。提高了施工效率和减小成本。
六、技术体系经济性
由于采用工厂预制加工，大量减少施工现场现浇钢筋混凝土模板数量与费用，节省人力；标准化设计使得部品部件规格与数量减少，减轻厂家深化复杂程度、开模费用及加工周期，减轻施工转运与现场吊装、建设安装难度，缩短施工周期。项目总平面预留构件存放场地与吊装空间，减少现场二次搬运费、增加垂直吊装效率、节约起重吊装费用。