史学艳

（厦门合立道工程设计集团股份有限公司，福建 厦门 361004）

1 建筑构件设计

预制装配式建筑的构件是指能够将建筑分解成若干个小单元的部件、部品，如梁、柱、楼板、内外墙、楼梯、阳台、空调板、凸窗、整体厨卫、女儿墙等，均可作为预制装配式建筑的一部分。空调室外机搁板宜与预制阳台组合设置，阳台及搁板应确定栏杆预留洞口、预埋线盒、立管留洞、地漏等的准确位置，避免事后敲打。

构件重复利用率的高低，对项目的经济性影响相当大。预制装配式建筑的构件设计应遵循标准化、模数化原则，尽量减少构件类型，提高构件标准化程度，以降低工程造价。本文以叠合楼板、外挂墙板和预制楼梯为例，说明预制构件在设计过程中应注意的问题。

1.1 叠合楼板

预制装配式建筑的楼板大多采用叠合楼板。结构转换层、平面复杂且开间较大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层或开洞较多但不规律且管线较多的空间、异形、降板等复杂部位多采用现浇楼板。叠合楼板底层预制部分，厚度根据承担荷载情况经结构计算确定，该部分楼板同时可兼做上层现浇部分的模板。

叠合楼板与楼板、楼板与墙体间的接缝应保证结构整体性，并应考虑设备管线、吊顶、灯具安装点位的预留、预埋，满足设备专业安装要求。

泷澄项目和智欣项目公用卫生间，楼板均存在不规则开洞形式，所以该部分楼板采用了现浇方式，其他部位楼板采用叠合楼板。泷澄项目叠合楼板现场制作如图1 所示。

图1 泷澄项目预制叠合楼板现场制作及安装

1.2 预制墙板

由于预制装配式建筑的特殊性，预制外墙不同于普通项目的外墙，可以直接一体成型，面层同墙体紧密结合，不易破坏开裂。预制外墙板根据受力形式，分为混凝土外挂墙板、剪力墙外墙板两种，混凝土外挂墙板为外墙围护构件，剪力墙外墙板为受力构件。

预制外挂墙板应具有较高的耐久性、耐火完整性，并应根据不同地区的保温要求、选择适当的保温构造措施，同时考虑空调留洞及散热器安装预埋件等的安装要求。对于预制外墙板来说，最关键的是板缝隙间的防水处理（详见第3 部分节点大样部分专项阐述）。

对于非承重的内墙板应优先选用自重轻、易于安装、拆卸且隔声性能良好的隔墙板。可根据使用功能灵活分隔室内空间，非承重外墙板与主体结构的连接应安全可靠，满足抗震及使用要求。用于厨房、卫生间等潮湿空间的墙应具有防水、易清洁的性能。内隔墙板与设备管线、卫生洁具、空调设备及其他构配件安装应连接牢固可靠。泷澄项目外挂墙板工厂制作及安装如下图2 所示。

图2 泷澄项目外墙挂板工厂制作及现场安装示意

1.3 预制楼梯

预制楼梯梯段，总体设计时应考虑梁对梯段宽度的影响。梁退柱外侧所留的施工安装缝隙，加上梁本身的宽度，对梯段宽度均有影响，根据疏散宽度要求和各影响情况计算的梯段宽度要满足疏散要求。同进确定扶手栏杆的留洞及预埋，楼梯踏面的防滑构造应在工厂预制时一次成型，严禁事后对已预制好的构件进行敲打，且采取成品保护措施。泷澄项目设计及现场安装情况。

其他构件如预制柱、预制梁等，均属常见预制构件，在此不多作赘述。所有预制构件应根据项目所在地区构件加工生产能力，结合运输、吊装条件，综合考虑。预制构件在工厂制作时，注意构件重量及尺寸，结合运输、吊装及安装等实际施工情况综合考虑。

2 建筑节点大样设计

预制装配式建筑的节点构造设计是装配式建筑的关键，例如外墙板连接节点的密封胶应具有与混凝土相容性以及规定的抗剪切和伸缩变形能力，尚应具有防霉、防水、防火、耐候性的性能。对于外墙板上的门窗安装应确保其连接的安全性、可靠性和密闭性。

2.1 建筑构件防火问题

2.1.1 钢结构构件耐火：所有外露部分的钢结构构件、连接件等，必须采取防腐、防锈、防火等相应的保护措施。

2.1.2 外挂墙板：预制混凝土外挂墙板本身防火性能较好，板缝间及板与主体结构间的缝隙，门窗部位等防火设计是薄弱部位，要满足建筑外墙1h 耐火极限要求，设计要明确外挂墙板防火材料设置构造和防火材料的选择，缝隙填充的玻璃棉、矿棉、防火岩棉等耐火材料厚度不应小于50mm，以泷澄项目为例，外墙挂板间防火构造措施。

2.1.3 叠合楼板：叠合楼板分两层，下层一般为60mm 左右厚的预制板，同时兼做上侧现浇部分的模板，上层为80mm 左右厚现浇板（上、下层板厚需根据结构计算确定），满足《建筑设计防火规范》对楼板一级耐火极限不小于1.5h 要求。

2.2 防水问题

2.2.1 预制建筑防水的设计理念

预制装配式建筑由于是现场拼装的构配件，会留下大量的拼装接缝，这些接缝容易成为水流渗透的通道，因此预制装配式建筑在防水上其实是有一定先天的弱点。此外有些预制装配式建筑为了抵抗地震力的影响，其外墙板设计成为一种可在一定范围内活动的外墙，墙板可活动更加增加了墙板接缝防水的难度。外墙板间的缝隙防水是建筑防水处理比较薄弱的环节，如何处理好两个外挂墙板水平及竖向缝间的防水问题，一直是预制装配式建筑需要解决的重点和难点问题。

鉴于以上原因，预制装配式建筑防水的措施就必须进行改进，对于预制装配式建筑的防水，导水优于堵水、排水优于防水，简单说就是在设计时就要考虑可能有一定的水流会突破外侧防水层，通过设计合理的排水路径将这部分突破而入的水引导到排水构造中并将其排出室外，避免其进一步渗透到室内。

利用水流受重力作用自然垂流的原理，设计时将墙板接缝设计成内高外低的企口形状，结合一定的减压空腔设计防止水流通过毛细作用倒爬进入室内，除了混凝土构造防水措施之外，使用橡胶止水带和多组分耐候防水胶完善整个预制墙板的防水体系，即构造防水和材料防水相结合，才能有效达到防水效果。

2.2.2 实际项目防水做法经验总结

（1）常用的防水材料及外墙挂板接缝防水处理工程中常用的外墙防水封堵材料有硅酮类、聚硫类、聚氨酯类、丙烯酸类等建筑密封胶，所有材料的技术性能均应符合《混凝土建筑接缝用密封胶》（JC/T881-2001）的要求。

在几个工程实践中，无论外挂墙板的横向接缝还是竖向接缝，板面的拼缝口处靠外一侧都采用了厚度不小于10mm 的耐候密封胶嵌缝，第二道防水采用PE 棒塞缝处理，以防水汽进入墙体内部，以上为材料防水措施。另外，在首层现浇楼面边缘设置企口，及以上各层横向接缝处，墙板的上下两端分别配套设有用于连接的企口，即墙板横向接缝处设计成内高外低的企口缝，利用水流受重力作用自然垂流的原理，可有效防止水进一步渗入，以此作为第三道防水处理，即构造防水。墙板竖向接缝处通过设计减压空腔，能防止水流通过毛细作用渗入室内。其原理是让建筑内外侧等压确保水密性和气密性，防止气压差造成接缝空间内出现气流带入雨水，形成漏水。其操作过程是让建筑外侧处于开放或半开放状态，对建筑内侧进行气密处理，通过用发泡材料将外墙板接缝空间划分为小的区域，让接缝空间内与室外气压瞬间平衡。

新型防水材料：比如成品橡胶条，通过几个可伸缩变化的倾斜的羽翼形成二～三道防水，做法简单，防水效果好。采用该方式时外墙板可不必设置过多的凹凸和企口，模板制作比较简单；但橡胶防水材料的耐久性不能与建筑本身同周期，中间或需更换。

（2）外挂楼板与角柱连接方式的处理案例。

以泷澄项目为例，因构件制作和施工时均存在误差，外墙四角的柱子与外挂墙板间存在15～35mm 安装缝隙。经过现场考察并与业主、施工方沟通，外墙防火、防水及保温具体处理方法，经过几次调整，最终确认采用外包金属方式较合理。

第一种处理方式：外挂墙板与角柱之间直接采用保温砂浆加5%防水剂填塞。因外墙缝隙上下大小不一致，即竖缝不在同一竖向平面内，如果直接粉刷外墙涂料，会导致外墙观感较差，考虑到建筑外立面整体效果，不建议采取该措施。

第二种处理方式：外挂墙板与角柱间浇筑混凝土，如图3 所示。因外挂墙板原设计并未为此预留预埋件，不利于植筋，并且外挂墙板因考虑自身变形问题，如果浇筑混凝土，二者间变为刚性连接，对墙板自身的变形和层间位移情况影响较大，所以该方式最终也不能实施。

图3 处理方式二

第三种处理方式：外挂墙板与角柱间采用金属板幕墙外包。墙柱间缝隙采用防水、防火材料进行填充，外侧角部采用金属板幕墙外包，即可满足外墙防水、耐火完整性等各项要求，又可使纵向线条缝隙竖直，丰富立面形式并保证外立面良好的观感。如图4 所示。

图4 处理方式三：

（3）设于外挂墙板的门窗防水处理。为解决常规施工中外墙门窗框的常见性渗漏问题，构件在工厂加工时，就应将窗框放入预制外墙板构件中一次性浇筑，外窗框与预制构件形成整体，能有效减少渗漏点，更有利于防止外墙渗漏；装配式外墙板门窗洞口最忌讳门窗安装前现场临时凿出安装凹口，一方面很容易引起雨水渗漏；另一方面对于外墙板整体性较为不利。

预制墙板的加工精度和混凝土养护质量直接影响墙板的安装精度和防水情况，墙板安装前必须认真复核墙板的几何尺寸和平整度情况，检查墙板表面以及预埋窗框周围的混凝土是否密实、是否存在贯通裂缝等，质量不合格的墙板严禁使用。

（4）厨房、卫生间预制叠合楼板防水处理及安装时注意事项。厨房、卫生间是防水设计重要加强部位，如果采用预制叠合楼板，首先应对穿越预制板上的立管（如卫生间坐便器、厨房排水立管）、接线盒等部位提前进行定位预留，进行BIM（建筑信息模型）深化设计，这样可大大提升日后排水立管及楼板内管线敷设的施工效率。后期再进行混凝土浇筑，这样整体性好，可降低渗漏概率。根据BIM 深化图纸在预制厂里进行定位预留专用套管，在运输至现场过程中，亦应当进行包扎保护，由经现场管理人员验收合格后再进行安装。现场安装时需对管道预埋件处采取保护措施。实际工程中，在卫生间叠合板上管道预埋件处，将塑料盖与短管连接而成的配件插入预埋件中进行保护，大量减少了预埋件的后期破坏并可防止浇筑混凝土时混凝土的碎渣等流入预埋管件中。

（5）预制凸窗盖板防水处理。预制凸窗盖板与主体梁、柱连接时，可能会出现“朝天缝”现象，此处是防水较薄弱环节，做好连接处的防水细节处理，防止雨水从上部和侧面渗漏。如果条件允许，应尽量避免该现象。

3 结语

由于现代社会对建筑质量、建设效率、建设节能环保要求等追求的提高，质量好、品质高的建筑，才会被大众所接受和认可，所以必须注重细节设计，创造出更多更好品质的建筑是建筑师的头等大事。预制装配整体式建筑，无论在建筑构件、构造节点设计方面，还是在平面功能、立面造型和建筑施工等方面，都要有质量更高、水平更先进的设计理念和建设成品，才能展示建筑工业化建设的重大意义和相对成果。作为建筑设计人员，应强化自身理论知识水平，提高建筑修养，加强质量管控，于细节处做出精品工程。