采用裝配式技術和模塊化設計的新型集成房屋設計研究

周清琰 曹建 胡天池 寇恒久

摘 要：集成房屋以其便捷性在房地產市場中占據著獨特的地位，隨著社會發展，城市人口流動性趨于增強，能夠跟人一起搬家的移動集成房屋應運而生。當下的集成房屋設計走向兩個截然相反的方向，一種完全考慮便捷性和設計感，而不注重房屋的材料及住房舒適度;而另一種則把重心放在堅固的結構和材料上，完全失去了集成房屋的優勢。

關鍵詞：集成房屋;裝配式;模塊化

1 集成房屋的發展現狀

集成房屋的概念誕生于20世紀50年代末的西方，是一種通過在工廠生產預制構件，從而快速組裝成成套房屋的一種房屋建造模式。相比于傳統住宅，集成房屋具有工期短、自重輕、可移動和綠色環保等優勢。在一些發達國家，集成房屋經過60余年的發展，已經非常成熟，被廣泛應用于市政、商業、旅游等領域。

我國的集成房屋發展歷史較為短暫，發展速度也較為緩慢，自汶川地震后才開始形成統一全面的行業技術和設計規范，在技術層面勉強跟上了歐美的步伐。而在市場的開發程度方面，與歐美相比更是相去甚遠。目前，由于市場普遍存在“集成房屋就是廉價房”的消費歧視，我國集成房屋更多由政府和建設單位牽頭，應用于災后安置、工地臨時建筑以及新農村建設等領域，在商業和旅游等領域應用較少。

目前國內的集成房屋產品主要分為兩大類：活動房屋和集成住宅。活動房屋注重房屋的可移動性，分為拆裝式房屋和整體移動式房屋，前者需要拆卸后方可搬運，后者則是整體搬運。集成住宅在現場組裝后一般很少移動，往往對舒適度要求較高，且更注重房屋的永久性使用需求。

2 集成房屋前沿產品對比分析

集成房屋產品形式已經越來越豐富，其中集裝箱房屋和整體框架式房屋最具代表性。在此，我們將對國內兩種較為尖端的集成房屋產品進行全面的分析和比較，探究其核心競爭力和不足之處。

2.1 兩種集成房屋產品基本情況

雅致模方空間：模方空間是雅致的模塊化建筑產品，由單元模塊組合而成，單元模塊則是以輕鋼結構或集裝箱結構為框架、集成各類新型節能建筑裝飾材料，在流水化生產線上制造而成的建筑單元。既可單體使用，也可組合建成單層、多層或高層的模塊化綜合性建筑。根據單元模塊的結構形式，模方空間又分為集裝箱房屋和整體框架式房屋兩大系列，廣泛應用于各類工業和民用建筑、公共服務領域。

北新輕鋼結構集成房屋：北新集成房屋有限公司目前已開發出一套完整的集成房屋建筑體系：社會住宅與別墅體系由輕鋼密肋柱及復合圍護構成，集生態環保、經久耐用、靈活使用、保溫隔熱、透氣防潮、隔聲減震等特點于一體;公共建筑在獨立基礎上采用輕鋼框架與填充輕鋼剪力墻結合，該體系運用于大跨度空間、抗剪切能力強、加工密度高、建造速度快。

2.2 兩種集成房屋產品對比

通過以上的分析對比，我們可以看到這兩種產品各有取舍和突出之處，文章后續將針對二者之間這些差異進行集成房屋的綜合改良，試著給出一套更加優秀合理、面向未來的設計方案。

3 一種便捷的集成房屋設計

3.1 設計理念

本設計以便捷為中心，高度結合模塊化的理念，在材料上采用新型輕質節能材料，在功能上力求多樣，完善。

3.2 集成模塊化的設計

我們在設計中盡可能地采用模塊化設計、開放式布局來完善各個功能區（臥室、廚房、衛生間、儲物間、客廳），并且足夠壓縮體積。

模塊化設計在家居設計中的應用：模塊化結構使單個模塊實現某個特定或幾個功能，基于產品功能定義好各個模塊之間的相互關系，主要體現在：

（一）廚房餐廳功能區

廚房功能區中有較多的硬性構件，灶臺、油煙機、冰箱，這些構件難以壓縮，把它們放在邊緣的收縮箱體中，餐臺用隱形吧式餐臺，不使用時靠墻收起來節約整體的體積。

（二）臥寢區

臥室周邊用折疊隔墻封閉。

在床榻的設計中主要采用旋轉折疊的理念，將床的一端固定在墻上，使用時通過90度的旋轉把它放下，如圖2。

（三）衛生淋浴間

衛生間與廚房一樣，存在很多難以壓縮的硬性構件，把衛生間放在邊緣的收縮箱體中，洗手臺、衛浴等需要給排水的設施有相應的管道直接連到室外的管道。

（四）客廳功能區

（1）采用伸縮式隱形電視，如圖3。

（2）嵌套式沙發

從外型部分把具有獨立結構和獨立功能的盒式插件通過不同方向的相互連接，變成一種新的家具產品，經過套插式模塊的組合使組裝、裝修和拆卸變得更靈活。

3.3 可伸縮的房間

我們的設計主要通過開間方向墻體移動來縮小房間的體積，可實現房屋整體縮小為正常使用房屋的1/3。房屋中間底部的小滾輪（萬向輪）在移動到現場后，將其固定。1號箱體與2號箱體（4號箱體與5號箱體）之間通過側面的滑軌與底部的大滾輪（萬向輪）實現它們空間上的相對移動，使箱體的空間由原來6.67立方米擴大到13.34立方米，然后在擴大后箱體重疊的部位（約3-5厘米寬）采用固定螺栓進行固定：上、下部位：3個，左、右部位：2個，共20個;3號箱體則是由1、2號箱體形成的空間和4、5號箱體形成的空間繼續通過2號箱體、4號箱體與1號板、2號板之間的滑軌和房屋左右兩側底部的大滾輪向兩側移動，展開形成體積為13.34立方米的3號箱體空間，與2、4號箱體重疊部位，同前做法，使用螺栓20個。

3.4 輕便保溫的墻體

由于本房屋的設計僅一層，加之輕鋼薄壁鋼骨結構本身質量輕，同時，在主體結構體系的選擇中主要以結構整體抗震性能優、價格低廉、安裝便利作為選擇的參考要求，通過比選，選擇輕鋼薄壁鋼骨結構作為實現本建筑設計的主體結構。

鋼結構需要進行防腐：鍍鋅、鍍鋁鋅以及各種底漆和面漆涂層等;與傳統住宅圍護結構既要承重又要圍護相比，本設計采用的輕鋼薄壁鋼骨結構中的圍護結構則只需起到圍合空間的作用;作為內墻、外墻，需要具備保障空間安全、保溫隔熱、隔聲、防火、耐腐蝕、防水等的作用;由于本設計需達到輕便可移動的目標，因此，我們選擇工廠預制的各種墻板做主要比選。

通過比較可以發現，對于外墻結合輕鋼框架形成的雙層秸稈墻體在材料各項性能、使用壽命及可修補性、價格以及質量上，更有優勢;而對于內墻，由于考慮到房屋需要壓縮，選用XPS擠塑保溫板，便于拆卸，同時可降低房屋的整體重量，降低運輸難度;對于屋面板材，采用珍珠巖保溫板，輕質，有整體結構性、防水排水功能，所以將其用于屋面板。此外，我們也發現，這三種板材均達到了利用廢棄物、節約資源、保護環境的目標。

在使用時，要注意應滿足強度和穩定性以及與主體結構的連接整體性，設單向透氣層，吸收室內濕氣;接縫處材料有老化可能，在使用期內可能需要修補，也可整體更換;另外，在圍護結構材料中置入復合PCM相變材料，以增強墻體蓄熱保溫功能，適應寒冷氣候。

參考文獻：

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