預制裝配式住宅設計理念和項目實踐

張銘軍+褚航+吳貞

摘要：通過項目設計實踐，闡述裝配式住宅建筑設計與傳統住宅建筑設計思路上的不同。裝配式住宅從設計源頭上就要考慮構件生產和現場安裝的可行性，研發適合工業化住宅的平立面。

關鍵詞：裝配式住宅；可變戶型；一體化設計

近年來，國家大力推廣建造綠色建筑，發展裝配式住宅便是其中最為重要的內容之一。項目建造需要從方案設計開始，結合住宅功能需求，從設計、生產、施工等方面入手，劃分標準化模塊，進行部品部件以及結構、外圍護、內裝和設備管線的模數協調及接口標準化研究，建立標準化技術體系，實現部品部件和接口的模數化、標準化。將設計、生產、施工、驗收全部納入尺寸協調的范疇，形成裝配式住宅的通用體系。在這個基礎上，建筑設計通過將標準化模塊進行組合和集成，形成多種形式和效果，達到多樣化的目的。

目前大多數裝配式住宅建筑設計是從傳統設計轉過來的，單體的平立面設計不能很好的發揮裝配式建筑的優點，單個構件的重復率低是造成土建成本高、現場施工效率低的主要因素。隨著工業化建筑的進一步發展，應該從源頭上，從方案設計上研發適合工業化建筑的平立面。

本文以具體項目為例，介紹裝配式住宅方案設計理念在項目實踐中的運用體會。

1.傳統住宅方案調整為預制裝配式

合肥潤園項目的所有單體均采用夾心保溫的預制剪力墻結構體系，這種施工工法對住宅平面有模塊化、標準化的要求，要求建筑平面盡量規整，盡量減少建筑構件的類型。

該方案調整的原則是：在充分尊重原方案的主要特征和基本要求的基礎上，局部微調和優化，照顧工業化的施工要求，尋求各方都能接受的解決辦法。項目共有九個單體，包含三個標準單元類型。

原方案中，部分中間套小戶型由于客廳窗地比不足，勢必要將戶型的面寬加大以滿足規范要求，進而導致整個戶型面積超標太多，因此將其調整為與其他單元相同的小戶型。

原方案中，單元核心筒存在諸多問題，包括：水電管井嚴重不足，剪刀梯面寬進深均偏小，北面樓梯前室面寬太窄，消火栓位置欠考慮等。本著戶型面積不能小于既定標準，且不能超標太多的原則，在一些戶型的開間進深尺寸上進行了微調，反復權衡后，形成了較為成熟合理的結果。

所有樓電梯模塊采用復制方式而非鏡像方式生成。各戶型模塊統一進深，其中90方戶型與100方戶型采用相同的橫墻，只是通過面寬的變化調整戶型面積，以實現充分的模塊化和標準化，減少了預制構件的類型。北面前室面寬調整到1.8米，使有別于傳統施工的爬升式腳手架施工方式得到了充分運用。（見圖1、圖2）

該方案調整充分尊重原方案的立面設計，在建筑的形體關系、色彩關系、頂部構架、陽臺處理等各方面均盡量接近原方案。效果圖對比顯示：調整后方案不但繼承了原設計豐富、細膩、靈動的特點，更增添了一份裝配式建筑整體感并呈現特有的嚴謹、理性的氣質。（見圖3）

2.創新裝配式建筑設計的戶型研發——基于全生命周期的可變房型

隨著家庭結構居住人口變化與老齡化社會發展趨勢，可變房型的“開放性”工業化住宅技術體系是目前社會發展和工業化發展的一個必須要考慮的問題。因此，在另一個項目中，利用裝配式建筑的結構布置特點，寶業上海公司創新研發了基于全生命周期的可變房型。（見圖4）

平面調整后，除外圍護墻體以及固定的設備管井，內部所有墻體均可調整位置，保證使用者有較大的自由可變空間。

（1）家庭結構居住人口變化及居住環境需求

在建筑全生命周期中，可按以下家庭人員組成結構變化進行相應戶型變化調整：（見圖5）

（2）老齡化社會發展趨勢及居住環境需求（見圖6）

伴隨著人口結構變化，老齡化引起社會廣泛關注，通過可變房型的設計，對適老性住宅的空間進行針對性的、合理的設計。（見圖7）

3.標準化設計

預制構件的標準化設計主要從單元標準化設計、構配件標準化設計、連接節點標準化設計三個方面考慮。

（1）單元標準化設計

標準化設計一是實現標準單元的模塊化，二是實現廚衛及陽臺的標準化。標準的結構單元，由標準化的交通核模板和標準化戶型模板共同構成。（見圖8）

（2）構配件的標準化設計

生產構件的模板成本在構件總成本中占有不小的比例，預制構件種類越少，建造成本越低。該項目僅有一種戶型模板塊為其外墻標準化奠定了基礎。（見圖9）

（3）連接節點標準化設計

預制構件與現澆主體之間采用連接可靠、構造簡單、防水性能好的標準化連接節點，如預制外墻與構造柱的交接、預制外墻轉角處的連接等、利用同類連接采用相同的構造方法，降低施工難度，節約成本，提高效率。（見圖10）

4.項目實踐體會

相對于傳統的現澆混凝土結構，采用預制裝配式建造的項目有其特殊性，要求從建筑設計，構件細化，工廠生產及現場安裝各個環節緊密配合。如果對裝配式建造的項目延用傳統的操作模式來管理，容易造成各個環節之間推諉扯皮，不利于項目的推進。

裝配式建筑設計項目采用設計、生產、施工一體化的工程總承包模式，在方案調整初始階段，就由設計、生產和施工三方根據自己的專業特點對項目提出優化意見，包括戶型布置、預制構件拆分、外立面施工支架的影響、塔吊布置、預制構件吊裝的要求等。三方達成一致意見后，再由設計對方案進行進一步深化。從目前來看，EPC對于工業化建筑應該是效率最高，最能控制成本的模式。

設計過程中，運用BIM技術可實現模型的實時更新，檢查和協調各專業的工作，優化管線布局，將以前被動發現問題轉變為現在主動檢查問題。

5.總結

預制裝配式住宅設計是一個整體性設計概念，包含對建筑、結構、機電管線、室內裝修等設計的全控制過程。設計方對項目各項因素的權重和設計所持立場要有清醒的認識，積極爭取設計的主動權，協調設計各方、生產、施工，進行一體化的探索，推進傳統的粗放設計轉變為符合現代管理要求的精細化設計。設計人員應保持良好的溝通習慣，采取恰當的溝通策略，胸懷全局，緊密配合，以期共同創作出體現時代特色的綠色住宅產品。endprint