傳統住宅與裝配式住宅建筑設計方法研究

張遵嶺

（貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

隨著城市化進程加快，積極推動著建筑行業向前發展，其中裝配式住宅建筑因具有環保、節能等特性，逐漸成為當前建筑領域關注的焦點。從建筑設計角度來看，傳統住宅建筑設計僅能對單個項目需求進行滿足，而在裝配式住宅建筑設計中，其建筑結構的各個構件均為提前加工預制，并可以實現共享，能夠更好地保證整個住宅建筑設計水平與施工質量，同時符合大眾的審美要求，有利于助推我國建筑行業可持續、生態化發展?；趥鹘y住宅與裝配式住宅建筑設計方法不同，如何實現固本拓新，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 基于實際案例的傳統住宅與裝配式住宅建筑設計方法對比分析

1.1 項目概述

本文以觀山湖區干井棚戶區改造項目為例，該項目位于貴州省貴陽市觀山湖區干井村片區，用地南側為金清大道、西側為干井大道（規劃）、北側為蘇州路、東側為貴陽繞城高速及商城西路。南側不遠處為G60滬昆高速；周邊設有貴州最大的客運交通樞紐-金陽客車站，緊鄰繁華的西南商貿城，為居民交通與日常生活提供了極大地便利。

綜合考慮項目周圍環境條件，并根據土地出讓合同及規劃條件要求，嚴格按照要求配置裝配式建筑。本項目總建筑面積為494375.57m2，地上建筑面積為370126.73m2，按照要求不少于地上建筑面積30%的建筑均采用裝配式住宅建筑設計方法，且裝配式建筑面積不少于111038.02m2。具體實施樓棟號為：1#住宅、4#住宅、5#住宅、6#住宅、7#住宅、8#住宅、9#住宅、10#住宅、11#住宅。

1.2 傳統住宅與裝配式住宅建筑設計方法對比

1.2.1 著眼高度不同

從設計角度分析，傳統住宅建筑通常是以單個項目需求為依據，對住宅建筑單體或群體進行規劃設計；而裝配式住宅建筑設計中，則是以整體裝配式住宅設計的邏輯體系為依托，將各住宅小區融入該體系中，實現裝配構件、設計方法、標準模塊以及標準樓棟等方面共享。一般情況下，基于裝配式建筑設計初期階段，需要對整個改造項目規劃目標進行綜合考慮，明確各住宅之間的聯系，以保證裝配式住宅建筑設計合理性，項目改造有效性。

工業化是裝配式住宅建筑明顯的基本特征，該特征是各住宅之間使用相同構件模塊的關鍵要素，也是滿足多次利用戶型產品及標準化樓棟需求的必要條件；因此，針對改造項目的裝配式住宅建造，必須要在初期設計階段從高處著眼考慮，從根本上保證項目規劃設計整體性[1]。

1.2.2 涉及階段存在差異

小區規劃設計、建筑單體設計等是傳統住宅建筑項目在方案設計階段所涉及的內容；裝配式住宅建筑項目中的結構構件均是由工廠負責完成生產與制作，涉及現場裝配等，因此必須全過程把握裝配式住宅建筑設計?；诔跗谠O計階段，要對構件拆分、精細化設計要求等進行綜合考慮，并保證結構、設備、電氣、內裝專業等均與設計環節保持緊密溝通，確保改造項目達到全過程的一體化設計目的。

裝配式住宅建筑設計方法完全貼合當前工業化生產、產品標準化發展趨勢，并可以在后期項目實施過程中滿足多工種相互協作的需求，是推動我國建筑行業朝著掌控全局設計發展方向的重要支撐。

1.2.3 預期目標不同

從建筑項目設計的預期目標來看，相較于傳統住宅建筑設計，裝配式住宅建筑在設計階段更加注重質量、成本、效果以及節能環保等方面的要求，其中具有工業化特點的裝配式手段在建筑項目設計中的運用，不僅可以保障產品質量，又能根據人們審美要求控制建筑外部形象。加上在構件生產環節中計算機技術及相關技術的應用，可滿足前期預測項目成本投入及施工周期的要求，使其更好地實現裝配式住宅建筑設計目標。

1.2.4 操作過程不同

在傳統住宅建筑設計過程中，戶型設計與規劃設計通常并行開展，而裝配式住宅建筑設計方法在住宅項目的應用，更加關注整體修改的“度”，目的是在保留原有規劃及單體設計的基礎上盡可能實現構件的歸并統一，減少構件種類數量，這樣既能減少成本投入，又能彌補傳統住宅建筑設計方面存在的不足[2]。項目設計要求決定著裝配式住宅建筑設計的預期目標，并會在戶型種類、樓棟標準化等方面進行體現。在后期項目實施過程中，需要結合項目的實際情況再確定裝配式住宅建筑的工業化程度。而傳統住宅建筑設計中無須考慮此方面情況。

1.2.5 均遵守戶型優化原則

創設滿足各種功能作用需求的空間及改善居住環境質量是進行戶型設計的根本目的，無論是傳統住宅還是裝配式住宅建筑設計均要以此為設計原則。戶型設計若想實現產業化，前提是需要對戶型的軸線及功能進行調整或微調，既能保證戶型優化效果，又能為用戶打造適宜居住的空間環境。

例如，在改造項目案例中，采用模塊整理的方式對各住宅的剪力墻進行規整，以保證模塊內部隔墻分隔的靈活性，同時對部分戶型的內部空間進行調整，主要是客廳與臥室的開間和進深，使內部功能空間滿足后期內裝設計、家具布置等要求。

1.2.6 裝配式住宅建筑設計側重系統集成

集成系統的設計是現階段裝配式住宅建筑設計中較為常見的設計方法之一，并逐漸成為裝配式住宅建筑行業的主流發展趨勢；與傳統住宅建筑設計不同的是，裝配式住宅基于集成系統設計，可實現建筑內部設備與電氣管井的集中化設計要求。①在標準層中各戶型內部用水空間運用集中式布置方法，能為后續管井空間整合提供方便，并使管道數量減少。②樓棟管井管線同樣運用上述方法在樓道內進行布置，解決以往管道維修工作必須入戶的問題，實現有效降低居民住宅管道維修與管理工作開展難度[3]。③在住宅系統中，分離不同使用期限的結構系統與設備管線系統，由于設備管線使用期限較短，實際設計工作開過程中，采取公共空間化、集成化設計設備管徑，可實現基于住宅建筑全生命周期內以更新管線的方式對建筑使用期限進行適當延長，提升這一操作實踐的可能性。側重系統集成的設計方法如圖1 所示。

圖1 側重系統集成的設計方法

1.2.7 裝配式住宅建筑具有設計標準體系

從戶型設計方面來看，裝配式住宅建筑設計具有完整化、標準化的設計體系，并由標準化戶型與標準化交通核模塊共同組成。

戶型模塊層面，對項目中住宅戶型重新進行設計時，需要調整軸線尺寸梳理剪力墻，目的是保證裝配式住宅戶型外觀整體一致性；同時調整與優化剪力墻設計，因是由若干個模塊組成每個戶型，可以利用輕質隔墻對內部空間進行靈活分隔。

交通核模塊層面，為保證項目的裝配式住宅符合土地出讓合同及規劃條件要求，需要將住宅原有交通核轉變為標準化交通核，實現住宅內部樓梯、電梯井、機電管井以及走道的標準化設計。

1.2.8 裝配式住宅建筑設計具有多樣性平面組合

基于模塊化、標準化的裝配式住宅建筑設計，可以充分滿足多樣組合項目中的各戶型，如較為常見的塔樓、板樓、通廊式住宅等平面組合形式，實現裝配式住宅建筑多樣化規劃設計。

一般情況下，在開展裝配式住宅規劃設計工作時，需要對項目所在地的周邊環境、交通人流、歷史文脈等因素綜合考慮，并在符合土地出讓合同及規劃條件要求的基礎上對其進行規劃設計，以更好地體現服務城市環境與打造高品質住宅的設計理念。由于規劃條件要求不同，其建筑形態與平面組合方面也有著較大差異；針對住宅建筑，所選擇的平面組合是否符合項目的規劃設計要求應在設計過程中著重考慮。

2 固本拓新要求下裝配式住宅建筑設計優化

2.1 裝配式住宅建筑技術策劃階段

技術策劃是裝配式住宅建筑設計過程中極為重要的環節，設計人員需要在掌握改造項目預期目標、建設規模、產業化目標、成本限額、外部條件等情況的基礎上完成科學合理的技術路線制定，從源頭上保障裝配式住宅建筑中預制構件標準化水平，避免因前期技術策劃覆蓋不夠全面而影響整個項目實施效果。

2.2 裝配式住宅建筑初步設計階段

準確把握改造項目涉及各專業的技術要點，開展裝配式住宅建筑協同設計，并根據相關規范要求，對預制構件種類、設備專業管線預留預埋方式等加以明確，并在此基礎上制定專項的經濟性評估方案，實現盡可能減少成本投入的前提下，提升技術措施制定合理性、科學性，提高改造項目實施效果[4]。

2.3 裝配式住宅建筑施工圖設計階段

以裝配式住宅建筑初步設計制定的技術措施為設計依據，建設項目中所涉及各專業可以根據預制構件、內裝部品、設備設施等確定設計參數，以保證項目應用裝配化建造解決實際問題，促進項目建設提質增效。其中針對構件設計，應由經驗豐富、專業能力強的設計單位與預制構件加工廠共同完成，使各預制構件加工精度、尺寸等設計參數均保持一致。且預制構件要遵循連接方便、平面多組合、受力合理等基本原則，既方便后期運輸作業開展，又能提升建設成本控制靈活性。例如，為提高裝配式住宅建筑設計標準化水平，可以在該環節積極推進數字化設計體系建設，統籌建筑結構、機電設備、部品部件、裝配施工、裝飾裝修，推行一體化集成設計。發揮BIM 技術優勢，實現虛擬建造環境下的設計、生產、施工全面協同。

2.4 內裝修設計

基于傳統住宅的裝配式住宅建筑設計優化，內裝修設計應以國家相關標準要求為依據，遵循一體化設計原則，使其項目改造完成后，其安全性、經濟性、節能性、環保性等各項標準均符合規定要求。內裝修設計中所涉及的部品與構件，均要注重優化參數、公差配合和接口技術等方法的運用，目的是進一步增強部品與構件的通用性，滿足二者互換要求。

同時對不同材料、設備、設施的使用年限等因素進行綜合考慮，以保證內裝修部品具有良好的可變性和適應性，為后續安裝施工、使用維護等工作開展提供方便。例如，裝配式住宅內裝修所涉及的材料、設備及預制構件的選擇，均要結合項目的實際情況，做好協同設計，促進項目整體施工質量提高，確保裝配式住宅建筑主體結構整體安全性、穩定性。

2.5 部品部件智能生產實現

將數字化技術、系統集成技術合理引入裝配式建筑部品部件生產過程中，根據建設項目特點和具體要求，構建鋼結構構件和預制混凝土結構構件智能生產線，使裝配式住宅建筑設計在專業化、規?；纳a體系支撐下實現部品部件智能生產。以BIM 技術為核心，建立標準化部品部件庫，對部品部件分類及識別規則加以明確，使裝配式住宅建筑設計、采購、生產、建造、交付、運維等階段的信息互聯互通和協同共享實現[5]。

與此同時，為進一步提高裝配式住宅建筑部品部件生產質量，加大裝配式住宅建筑設計施工質量全過程監管力度非常必要，可在部品部件生產環節搭建信息化管控平臺，最大限度地發揮射頻識別（RFID）或二維碼識別等身份識別技術優勢，滿足裝配式住宅建筑部品部件設計、生產至使用全過程質量追溯需求，實現從源頭上管控裝配式住宅建筑設計水平。

3 結語

綜上所述，從二者設計方法不同的角度進行分析，傳統住宅建筑主要圍繞單個項目的需求進行規劃設計，而裝配式住宅建筑設計則是以工業化生產模式為依托，有利于進一步提高工程施工效率和質量，并縮短施工周期。隨著可持續發展戰略深入實施，為更好地迎合時代發展趨勢，應根據傳統住宅與裝配式住宅建筑設計方法不同之處，著力實現固本拓新，既能彌補傳統住宅建筑設計方法存在的不足，又能將裝配式住宅建筑設計優勢充分發揮，從而助推我國建筑行業可持續、生態化發展。