项目设计方案选择及方案优化是项目建设的关键环节，对节能减排、低碳建设控制起到决定性作用，影响着项目的品质、工期、成本。由于传统建筑方式是由人来进行钢筋绑扎、模板支护、混凝土浇注等大量现场作业施工，碳排放非常严重，破坏周边环境，导致城市建设污染问题严重，与打造低碳高效绿色城市副中心极不适应。经过经济性、环保性等研究，为最大限度降低碳排放，项目最终选用钢筋混凝土装配式结构、装修设计体系。
1. 装配式结构实现标准化集成管理
装配式项目合理的装配率和构件复用率不仅能提高构件生产效率，还可取得较好地经济效益。
相对于传统建筑，装配式建筑的建造速度快，可以减少建筑垃圾的产生与建筑污水的排放，也能降低粉尘、噪声及有害气体的污染，符合节能减排、绿色环保的现代化建筑理念的要求。作为北投集团装配式建设的公租房项目，领导及职能部室高度重视，精心策划，力求打造精品公租房工程。在建设期间采用标准化集成管理，从规划设计阶段统筹，增加产业化策划环节，落实产业化、工业化理念；要求装修、预制构件与施工图同步设计，从建筑结构设计、构配件加工、施工各阶段进行优化控制，同时各阶段要相互关联，不断优化调整，最终保证项目整体目标的可控性。
（1）多类型单体、多立面形态中的设计标准化、模数化
设计的标准化、模数化需要充分考虑装配式建筑的功能需求，深入分析装配式建筑的立面造型、户型、柱网布置、分缝等方面的内容，提出可行性建议，将建筑的不规则度、高度以及复杂度控制在合理的范围之内。其次，在初步设计阶段，必须综合考虑建筑的结构布置、结构体系、建筑材料、基础型式以及各项参数，对多种方案进行可行性、经济性分析，从中选出最优方案，以实现对土建造价的有效控制。再次，在标准化户型模块方面，合理调整某些户型的居室、客厅等空间的进深、开间，采用统一标准模数，提高其功能尺寸的合理性；对于标准化交通核模块来说，根据产业化要求，将以往的非标准化交通核调整为多个标准化交通核，主要包括机电管井、电梯井、走道、楼梯的标准化。
项目户型开间进深尺寸采用2M；建筑门窗洞口窗单元及窗间墙尺寸均采用1M的标准化和系列化的设计；拆分构件时将整个小区统一考虑，统一各户型部品、部件做法，使之系列化、标准化。项目主要为80㎡、90㎡、100㎡三种户型，其中前两种主力户型占比80%以上，规模效应的优势十分明显。
为丰富城市空间，本项目采用四种立面形态。项目通过对标准套型、标准楼座模块的控制，结合阳台、空调百叶、栏杆、外门、屋顶、颜色、质感等元素进行多样组合，使标准楼座形成多样化立面效果。
（2）预制构件的拆分、深化设计与现场施工设备定位、需求有机结合
从设计源头优化方案可有效减少现场施工措施费，建筑物造型规则、洞口整齐统一和构件的平板化、简单化，可大大提高生产效率；合理划分预制部分和现浇部分比例，采用适当的预制率，合理拆分构件，提高生产效率，降低施工难度与成本，如图1所示。现阶段构件预制率过高，将造成处理构件之间缝隙连接的材料、人工费增高，导致安装成本、运输费及辅料成本过高，不可盲目追求高构件预制率。
图1 预制构件拆分图
在装配式建筑结构设计中，不仅要考虑功能性方面的问题，还要重视结构设计对构件生产、构件装配所产生的影响，所以应对各种构件进行精细化设计，对预制构件的工序进行简化，尽可能地降低预制构件的生产成本，降低现场装配施工难度，确保装配式建筑施工整体协调。首先，构件的尺寸、重量要考虑构件生产、构件运输、构件装配等因素，要符合构件厂的生产设备能力、运输交通管理、施工现场平面布置与塔吊运输能力。其次，尽量减少预制构件种类，做到构件标准化，既能减少生产模具，又可以降低现场施工管理难度。同时，要充分做好预制构件上的预留预埋的深化设计工作，保证预留预埋的全面性、准确性，避免后期返工，对项目成本、工期和安全造成影响。除了重视常规的预留预埋外，更要重视设备的运行安全，如塔吊、外爬架、施工电梯等施工设备的附着预埋件及穿墙孔等的预留预埋深化设计工作。尤其重视与装配式装修、外幕墙点位有关的预留空洞及预埋件的设置，必须提前对装配式装修及幕墙进行深化设计，确定预留预埋点位及定位尺寸，然后反馈到对应预制构件。后期装修及幕墙施工再深化优化时要充分考虑这些点位的准确性，避免随意调整。
2.智慧建造BIM技术助力设计优化及构件优化(www.xing528.com)
在规模大、多立面形态的情况下，BIM技术的应用尤其能够在设计优化及深化设计方面显示其优越性。项目BIM技术全过程参与，如图2所示。以及时发现设计阶段各专业间的问题，并充分协调整合，提高设计与施工结合环节的设计质量，减少因为设计问题造成的返工，对提高工程质量、降低成本、加快工期起到了关键作用。
图2 BIM设计流程图
项目在BIM协同工作的过程中，将单体模型拆分为机电模型、土建模型、外立面模型及装配式产业化模型。地库模型由土建模型和机电模型组成，随后将单体模型拼入地库模型，形成了整合模型。然后再将模型拆分为机电模型、土建模型及装配式产业化模型三大部分，以实现更方便的校验建模和设计过程中的问题管理，大大提高建模效率。
模型搭建完成后，将项目全专业模型进行整合，导入软件中进行碰撞检查。通过软件模拟提前发现施工过程中的碰撞点，最后形成碰撞检查报告，如图3所示。BIM团队针对每处碰撞提出针对性的处理方案。
图3 BIM问题数据汇总
3. 坚持“以人为本”理念优化装配式装修方案
本项目户内采用装配式装修，其快装体系使得建筑在全生命周期内更加绿色环保，其中包括架空地面系统、快装地板系统、集成采暖系统、轻质隔墙系统、快装墙面系统、集成吊顶系统、薄法排水系统、快装给水系统、集成卫浴系统、集成厨房系统、套装门窗系统共11种集成技术，使用功能齐全合理、人性化设计，突显本项目的技术先进性。
根据装修配置及成本控制目标，遵循环保、实用、方便维修、美观、经济为原则，展开装配式装修方案设计。设计方案经过多了次内部讨论、专家指导、论证，并报相关政府部门审查后，又进行装配式装修深化设计研究，充分考虑标准化、模块化、高品质，减少墙地板、墙地砖、橱柜门等部品部件现场切割。在土建施工完成后，进入现场进行实地复尺，核对土建误差，以实际尺寸进行精装深化设计。设计图纸要表达管线分离层的管线走向，充分考虑墙地板材料对缝，专业齐全、相互呼应，细部节点要齐全，具有可操作性。
项目坚持样板引路，开展了试错样板、成品样板、工艺样板、实体样板间的一系列检验。试错样板间覆盖大多数户型，家具配置齐全，呈现所有应有的设施设备、软装家具，以便于发现材料、功能、空间的问题；通过试错样板间，收集各方的意见和建议，并据此进行优化调整；成品样板间是在试错样板间的基础上优化、改造形成，经过联合验收合格，达到交房标准，保留至交房后半年，用于与实际公租房装修标准对照。工艺样板间主要用于检验工艺合理性，调整优化并统一工艺和施工标准，便于管理人员、操作工人交底、学习培训之用；实体样板间是为实现现场施工样板引路，严格按照施工管理程序，材料封样、过程验收、实测实量分户验收开展，也是对成品样板间的再次验证。
通过实物样板间检验，优化了装配式装修设计，如调整室内门口的高度至2300mm、调整客卫空间增大主卧空间、调整部分户型厨房平开门为推拉门、部分选用带开关的插座、厨房吊柜下设置感应照明灯等一系列优化措施，彰显“以人为本”的设计理念，为业主创造宜居之所，获得了广泛好评。
4. 调减园区井盖，创造宜居环境
在传统建筑小区道路及广场上，一般不可避免的设置有很多井盖，除了影响美观外，还会产生行车时的噪声污染，甚至会产生安全风险。为提升项目整体品质，项目对园区各专业管线井盖进行了优化设计。本着车行道、人行道及人员活动场地尽量无井盖的原则，开展井盖设计优化。除一些无法调整的功能性井盖，采取隐形井盖处理方式外，大部分通过井室位置优化调整，功能合并，并采用绿化隐藏，大大减少了园区井盖数量。项目原设计井位数量3566个，其中道路上及铺装面上井位数量1799个。经过梳理优化后，人行路上井盖减少约81%、车行路上井盖减少约83%、铺装路上井盖减少约46%。通过优化，不但节省成本，而且减少了噪声污染，降低了安全风险，提升了小区的品质，具有良好的社会效益。
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