■ 蘇巖芃 Su Yanpeng 顏宏亮 Yan Hongliang

0 引言

“十二五”期間是國家經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整的關(guān)鍵階段，推動住宅產(chǎn)業(yè)化，加快工業(yè)化住宅的建設(shè)對于緩解建筑業(yè)面臨的資源與環(huán)境壓力，促進我國房地產(chǎn)業(yè)由粗放型發(fā)展模式向現(xiàn)代住宅產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型有著十分重要意義。

近年來，國家和各地方政府已通過積極培育國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地和大型住宅產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加快制訂相關(guān)技術(shù)設(shè)計規(guī)范和規(guī)程，并出臺規(guī)劃建筑面積豁免、節(jié)能減排專項補貼等激勵措施，擴大工業(yè)化住宅體系的應(yīng)用覆蓋率。目前，針對大量性建造的高層住宅的混凝土結(jié)構(gòu)體系已有所突破，相關(guān)建筑構(gòu)配件與部品的產(chǎn)業(yè)化水平也有較大提高，北京、上海、深圳、沈陽、濟南、合肥等城市逐步開展了建造試點和推廣工作。

國內(nèi)各城市推出試點的各類工業(yè)化住宅體系各有特點，發(fā)展十分迅速。但是工業(yè)化住宅的整體構(gòu)造技術(shù)還不夠成熟，如工業(yè)化住宅在現(xiàn)場作業(yè)與工廠預(yù)制部分、土建與裝修方面銜接還有待于進一步優(yōu)化；特別是室內(nèi)裝修的部品化和工業(yè)化程度仍然較低。各類部品研發(fā)技術(shù)分散、各自為陣，相互之間缺乏統(tǒng)一有效的模數(shù)協(xié)調(diào)體系與接口技術(shù)，通用性差，集成化程度難以提高。此外，在如何滿足居民個性化需求與可持續(xù)更新改造方面尚存在不足。

綜上所述，本文擬通過工業(yè)化住宅建筑整體構(gòu)造技術(shù)體系的探討，發(fā)掘工業(yè)化建筑建造方式的技術(shù)潛力，以推動工業(yè)化住宅更好的發(fā)展。

1 工業(yè)化住宅建筑構(gòu)造技術(shù)體系的特征

1.1 工業(yè)化住宅建筑關(guān)注的重點

工業(yè)化住宅作為社會化大生產(chǎn)的產(chǎn)物，其發(fā)展定位首先應(yīng)注重標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的研究。[1]這就要求對工業(yè)化住宅的主要組成部分——承重結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝修、設(shè)備與環(huán)境控制等進行整體把握，分析其相互制約關(guān)系，以形成適應(yīng)工業(yè)化住宅建筑特點的構(gòu)造技術(shù)體系一體化平臺。

一般來說，住宅建筑結(jié)構(gòu)體系通常起著基礎(chǔ)性的作用，目前國內(nèi)建設(shè)的高層工業(yè)化住宅中主要結(jié)構(gòu)體系有裝配整體式或預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)、(框架)剪力墻結(jié)構(gòu)等幾種形式，其研究主要涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)造。而圍護結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝修以及建筑設(shè)備的整合與集成技術(shù)等則是建筑構(gòu)造領(lǐng)域主要研究對象，應(yīng)成為建筑設(shè)計人員與研究者關(guān)注的重點(圖1)。

1.2 工業(yè)化住宅的建筑構(gòu)造技術(shù)體系應(yīng)具有的特征

1.2.1 模數(shù)制與標(biāo)準(zhǔn)化

住宅是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，可以說實現(xiàn)內(nèi)部各要素有機整合，高效集成是工業(yè)化住宅區(qū)別于傳統(tǒng)建造方式，發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢的關(guān)鍵。這首先要求工業(yè)化住宅建筑重視模數(shù)制與標(biāo)準(zhǔn)化，分析、制定出合理的設(shè)計參數(shù)和模數(shù)，貫徹統(tǒng)一的建筑模數(shù)制，為建筑設(shè)計、構(gòu)配件生產(chǎn)以及施工安裝等方面的尺寸協(xié)調(diào)提供基礎(chǔ)，從而推動建筑設(shè)計、構(gòu)配件生產(chǎn)加工以及施工安裝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

工業(yè)化住宅可采用3M+2M+1M的建筑模數(shù)制標(biāo)準(zhǔn)，即主要房間開間與進深采用現(xiàn)在通行的3M或2M，住宅內(nèi)部隔墻系列產(chǎn)品則可采用2M+1M的模數(shù)網(wǎng)格。[2]同時進一步對住宅公共空間，設(shè)備管井、管線，住宅電器與固定設(shè)施(如櫥柜)等的優(yōu)選尺寸與模數(shù)協(xié)調(diào)進行研究。

1.2.2 開放性

工業(yè)化住宅構(gòu)造技術(shù)體系建立在統(tǒng)一的建筑模數(shù)制與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計基礎(chǔ)上，應(yīng)提高材料、構(gòu)配件的部品化、模塊化水平，完善相關(guān)構(gòu)配件的接口與節(jié)點系統(tǒng)，逐步提高體系的開放性與通用性。

1.2.3 適應(yīng)性

表1 建筑構(gòu)造技術(shù)體系內(nèi)容

工業(yè)化住宅的建設(shè)包括房地產(chǎn)開發(fā)商、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、居民及政府相關(guān)職能部門等，人們對于工業(yè)化住宅有各自的經(jīng)濟、技術(shù)、性能以至于社會、精神和心理等層面的需求。特別是工業(yè)化住宅最終的服務(wù)對象——普通居民因其不同職業(yè)、不同收入以及不同家庭人口結(jié)構(gòu)和興趣愛好等，他們對于住宅的性能需求也各有差異。隨著時間的推移，許多家庭人口結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，居住需求也會相應(yīng)改變。為了有效滿足居住者多樣化的使用要求，建筑設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮提高工業(yè)化住宅的適應(yīng)性與靈活性。

2 建筑構(gòu)造技術(shù)體系概述

現(xiàn)階段可以針對城市經(jīng)濟技術(shù)發(fā)達地區(qū)特點，積極探索多模式、多層次、開放式的預(yù)制裝配式或裝配整體式混凝土住宅建筑構(gòu)造技術(shù)體系。在住宅承重結(jié)構(gòu)體系明確后，重點考慮解決與工業(yè)化住宅整體構(gòu)造技術(shù)密切相關(guān)的幾個關(guān)鍵問題(表1)。

2.1 建筑圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術(shù)

建筑圍護結(jié)構(gòu)的功能質(zhì)量直接關(guān)系到住宅建筑的安全耐久、保溫隔熱、防水防潮、隔聲等使用性能。其中以預(yù)制外墻板的技術(shù)最為復(fù)雜，加工要求最高，其預(yù)制加工技術(shù)水平與應(yīng)用的比例(預(yù)制率)成為目前衡量預(yù)制裝配式住宅技術(shù)先進與否的重要指標(biāo)之一。預(yù)制外墻板構(gòu)造方式多種多樣，如可以制成“三明治”式復(fù)合結(jié)構(gòu)，由保溫層、內(nèi)外層混凝土墻板以及專用連接件組成的一種復(fù)合墻體，結(jié)合門窗、外墻飾面材料在工廠一次加工成型，既可以制成混凝土掛板，僅作為圍護結(jié)構(gòu)(圖2)，也可制成承重與圍護一體化的構(gòu)件(圖3)。

當(dāng)前對于預(yù)制外墻板建筑構(gòu)造重在加強墻板接縫部位(水平縫、垂直縫和十字縫)的構(gòu)造處理，同時進一步整合門窗與遮陽設(shè)施。不同材料與構(gòu)造方式的預(yù)制外墻板其連接構(gòu)造技術(shù)需要考慮標(biāo)準(zhǔn)化和通用性開發(fā)，這方面可以結(jié)合國家城鎮(zhèn)化建設(shè)的戰(zhàn)略部署，在有條件的地區(qū)如長三角、珠三角、京津冀地區(qū)，利用區(qū)域內(nèi)氣候相近、老百姓生活習(xí)慣、居住要求相似，構(gòu)件運輸距離較為經(jīng)濟的有利條件，率先探索開發(fā)適應(yīng)本地區(qū)工業(yè)化住宅的圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件流通體系。

2.2 裝修構(gòu)造技術(shù)

借鑒制造業(yè)的理念，工業(yè)化住宅應(yīng)當(dāng)作為一種完整的產(chǎn)品，提供全面的建筑裝修。因此，土建施工結(jié)束之后依靠大量人力現(xiàn)場施工的傳統(tǒng)裝修方式，已經(jīng)顯得越來越力不從心。當(dāng)前工業(yè)化住宅的裝修方式應(yīng)重點解決隔墻、吊頂、樓地面等部位構(gòu)配件的工廠化加工和現(xiàn)場組裝的構(gòu)造方式，而這一配套裝修構(gòu)造技術(shù)應(yīng)在建筑設(shè)計階段就同承重與圍護結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備的要求同步考慮。

2.2.1 室內(nèi)隔墻技術(shù)

目前工業(yè)化住宅常用的隔墻有加氣混凝土砌塊、紙面石膏板隔墻、條板隔墻、灌漿墻等。加氣混凝土砌塊隔墻需要現(xiàn)場砌筑，但隔聲性能較好，可以用于分戶隔墻。其它幾種隔墻結(jié)合所在部位應(yīng)重點開發(fā)輕質(zhì)、隔聲、防水、飾面、耐久性等性能；完善配件系統(tǒng)，滿足釘掛物品等要求；并與電氣設(shè)備、家具等進行集成；未來可以進一步采用干式連接，使其更加方便組裝、拆卸。

2.2.2 吊頂

在布局緊湊、面積有限的小面積住宅中，層高一般在2.8m，因此通常只需在管線復(fù)雜的廚房、衛(wèi)生間等處局部采用吊頂。工業(yè)化裝修一般選用輕鋼龍骨吊頂，吊頂上應(yīng)為安裝燈具、淋浴間加熱器、排氣扇等留有位置，應(yīng)通過預(yù)留孔洞等手段合理避開豎向管線、管道，盡量避免材料的浪費和現(xiàn)場的重復(fù)勞動。

2.2.3 樓地面

樓地面裝修應(yīng)重點解決飾面層和管線綜合的問題。應(yīng)該選擇合適的飾面層，如當(dāng)室內(nèi)地面采用輻射采暖系統(tǒng)時，則宜采用地磚面層或?qū)嶄亸?fù)合木地板。此外應(yīng)該考慮到管線綜合的需要，這方面國外有非常成熟的系統(tǒng)，如荷蘭的Matura填充體系的地板模塊，日本的架空地板部品等。對于地面輻射采暖的保溫層與埋管層，目前國內(nèi)相關(guān)企業(yè)也進行了模塊化產(chǎn)品的開發(fā)(圖4)。對衛(wèi)生間可進行局部降板處理，實現(xiàn)同層排水(圖5)。

2.3 設(shè)備與環(huán)境控制一體化

住宅中的普通設(shè)備分為電氣設(shè)備，采暖與空調(diào)設(shè)備，廚房、衛(wèi)生設(shè)備等。[3]對于設(shè)備管線綜合應(yīng)考慮適當(dāng)同承重、圍護結(jié)構(gòu)分離，管線的鋪設(shè)充分利用板材隔墻中空部分；吊頂、地面的局部架空及埋管層等空間，方便日后的檢修和更換。

廚房和衛(wèi)生間是住宅中設(shè)備最為集中、最為復(fù)雜的兩個功能空間(表2)，也是建筑構(gòu)造技術(shù)體系研究的重點。無論是利用工廠化生產(chǎn)部品進行現(xiàn)場組裝，還是選用整體式廚房與衛(wèi)生間(圖6、7)，都應(yīng)該充分考慮建筑整體設(shè)計與施工安裝的要求。住宅的廚、衛(wèi)可以靠近住宅入口相鄰設(shè)置，便于與公共部分的管井進行銜接，也有利于套內(nèi)管線布置集中緊湊。衛(wèi)生間除局部降板進行同層排水，還可以考慮將廚房與衛(wèi)生間或相鄰兩個衛(wèi)生間的隔墻作為管道墻(圖8)。

表2 廚衛(wèi)空間基本功能與主要內(nèi)容

3 建筑構(gòu)造體系的發(fā)展策略

工業(yè)化住宅建筑構(gòu)造體系的發(fā)展除了具體技術(shù)措施的探索之外，離不開評價體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、部品認證制度等的支持，也離不開居民對于工業(yè)化住宅性能的認可與各類企業(yè)相關(guān)的廣泛參與。以下幾點對深入研究工業(yè)化住宅建筑構(gòu)造技術(shù)體系值得關(guān)注。

3.1 重視“宜居”性能

近年來，隨著住宅建設(shè)的迅速發(fā)展，我國房地產(chǎn)業(yè)由單純注重住宅數(shù)量增長，開始轉(zhuǎn)向質(zhì)、量并重階段。大量性住宅的質(zhì)量、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備設(shè)施及住區(qū)環(huán)境等有了很大的提高，人們也更加重視住宅的居住品質(zhì)、使用功能和建造質(zhì)量。

工業(yè)化住宅能否在市場上打開局面，實現(xiàn)“叫好又叫座”，可以說重點不僅局限于建造速度快，縮短建房周期層面，而應(yīng)該在滿足國家對于住宅產(chǎn)業(yè)化節(jié)能、減排的有關(guān)政策上。尊重和積極回應(yīng)居民對于住宅個性化需求，通過結(jié)合本地區(qū)的氣候特點與資源條件，營造出綠色環(huán)保、健康舒適的居住環(huán)境，提高居民對于工業(yè)化住宅的了解程度。

可以在住宅使用說明書中，對所采用的新產(chǎn)品、新技術(shù)的特點，如內(nèi)保溫、輕質(zhì)隔墻、架空地板、地暖等進行細致的說明，使居民對新材料、新技術(shù)的優(yōu)勢有系統(tǒng)的了解，也避免了居民入住后由于裝修等因素人為造成損壞。

3.2 重視“更新”性能

在強調(diào)工業(yè)化住宅建筑構(gòu)造一體化技術(shù)集成的同時，應(yīng)該突出工業(yè)化住宅長壽命、高質(zhì)量、便于更新改造的技術(shù)優(yōu)勢。如通過采用大開間的結(jié)構(gòu)體系，在住宅平面布局中，有意識地將部分使用空間如客廳和臥室可以隨功能改變而進行靈活調(diào)整。對構(gòu)造技術(shù)設(shè)計的預(yù)見性、部品的通用性與互換性，應(yīng)給予更多的關(guān)注。同時完善售后服務(wù)體系，為用戶提供有保障的維修、更新服務(wù)等等。

4 結(jié)語

研究表明，建筑業(yè)處在國民經(jīng)濟中游，在產(chǎn)業(yè)鏈中能夠起到拉動上游綠色生產(chǎn)和下游綠色消費的作用。[4]通過工業(yè)化建筑構(gòu)造技術(shù)體系的研究，構(gòu)建土建、裝修、設(shè)備一體化技術(shù)平臺，有助于提高工業(yè)化建筑的性能與設(shè)計、生產(chǎn)、流通、施工的效率，希望為促進當(dāng)前我國工業(yè)化住宅的發(fā)展提供有益參考。

[1]開彥. 關(guān)于推進中國住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的思索[J]. 住宅科技,2000,08: 3-8.

[2]DG/T08-2071-2010、J11660-2010.裝配整體式混凝土住宅體系設(shè)計規(guī)程[S]：19.

[3]顏宏亮編著.建筑特種構(gòu)造[M].上海：同濟大學(xué)出版社,2008：140.

[4]中國住宅產(chǎn)業(yè)網(wǎng).http://www.chinahouse.gov.cn/gjhz7/7158.htm.