霍書(shū)泰，何明春

（重慶市綦江區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理站，重慶 400000）

0 引言

SI 住宅（SkeletonInfill），亦稱為可變住宅，起源于SAR 建筑體系，在日本住宅產(chǎn)業(yè)KSI 體系中廣泛運(yùn)用并發(fā)展成熟。SI 住宅由骨架體和填充體組成，其中骨架體為不可隨意改變的部分，具有極高的耐久度，而填充體部分可根據(jù)需要隨意替換，對(duì)耐久要求較低。SI 住宅將填充體和骨架體進(jìn)行充分分離，在后期的裝修或維修中僅改變填充體就可以實(shí)現(xiàn)提高建筑的使用壽命和改變住宅格局的目的。SI 住宅的使用空間靈活可變，裝配化程度高，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)能環(huán)保，可全面提高住宅的品質(zhì)并降低建筑全生命周期的成本，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。濟(jì)南市于2006 年在住建部的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)一系列的研發(fā)工作，參考?xì)W洲和日本的SI 住宅體系，提出了符合我國(guó)國(guó)情的CSI 體系，即ChinaSkeletonInfill。萬(wàn)科集團(tuán)為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，提高自身建筑質(zhì)量以及住房者滿意度，也在相近的時(shí)間內(nèi)提出了VSI住宅體系。萬(wàn)科新里程是萬(wàn)科集團(tuán)于2008 年建成的具有代表性的SI 住宅建筑。這兩個(gè)住宅體系是我國(guó)SI住宅體系的重要探索成果。

1 SI 住宅體系的優(yōu)勢(shì)分析及設(shè)計(jì)原則

SI 住宅體系的優(yōu)勢(shì)主要有以下7 個(gè)方面：①住戶參與設(shè)計(jì)可以滿足個(gè)性化需求；②空間布局靈活、可變；③提高建筑使用年限；④節(jié)能環(huán)保；⑤生命周期成本低，經(jīng)濟(jì)效益高；⑥建筑質(zhì)量和性能好；⑦施工安全。

SI 住宅的設(shè)計(jì)需要遵守以下5 條設(shè)計(jì)原則：①以人為本原則；②部品標(biāo)準(zhǔn)化原則；③全生命周期原則；④靈活性和適應(yīng)性；⑤適老化設(shè)計(jì)原則?？傊?，SI 住宅應(yīng)從全生命周期統(tǒng)籌考慮各個(gè)方面，從建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等多方面綜合考慮，這樣才能發(fā)設(shè)計(jì)出符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，住戶滿意的住宅。

2 CSI 住宅的部品設(shè)計(jì)

由于CSI 住宅體系分為骨架體和填充體兩個(gè)部分，同時(shí)骨架體和填充體的使用年限和用途完全不同，因此CSI 住宅的設(shè)計(jì)也分為骨架體設(shè)計(jì)和填充體設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，下文將具體介紹骨架體設(shè)計(jì)和填充體設(shè)計(jì)。

2.1 骨架體設(shè)計(jì)

CSI 住宅骨架體“S”主要指住宅中不可隨意改變的部分，包括結(jié)構(gòu)主體部分以及公共管線和設(shè)備。

主體結(jié)構(gòu)部分包括梁柱、樓梯、圍護(hù)墻體、樓板以及屋面板等。CSI 住宅為了提供靈活可變的空間，往往采用大開(kāi)間結(jié)構(gòu)體系，目前適合大開(kāi)間的結(jié)構(gòu)體系主要包括框架結(jié)構(gòu)體系、大模板現(xiàn)澆體系以及裝配式大板體系。這三種結(jié)構(gòu)體系均能可以采用預(yù)制裝配化部品，實(shí)現(xiàn)裝配化施工，同時(shí)可以形成大開(kāi)間，滿足SI 住宅空間布局靈活的要求，方便房間的靈活劃分。由于框架結(jié)構(gòu)具有施工效率高、抗震性能優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以形成大空間，滿足房間設(shè)計(jì)多樣化的要求，是最適合SI 住宅體系的結(jié)構(gòu)體系。

至于公共管道和設(shè)備，CSI 住宅對(duì)強(qiáng)電、弱電、通信系統(tǒng)、管道系統(tǒng)等系統(tǒng)高度集成，但這些管道的使用壽命不同，形式多變，尤其是室外的公共管道空間有限，但是數(shù)目繁多，給管道的設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的困難，可將公共管道部分采用管束的辦法集中布置，在樓梯的末端管井處，為各種水電和燃?xì)夤艿捞峁┛臻g，比傳統(tǒng)分散布置更便于管理，并且該管道井集中在室外，室內(nèi)無(wú)垂直管道，可以增加住戶的使用空間。公共管道與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系見(jiàn)圖1，公共管道隸屬于骨架體部分，與主體結(jié)構(gòu)部分同步施工，通過(guò)分接器與室內(nèi)的私人內(nèi)部管線連接。這種布置方法將個(gè)人管道和公共管道分離，更利于后期的檢查維修。

圖1 SI 住宅案例

2.2 填充體設(shè)計(jì)

CSI 住宅體系的填充體，按使用年限的不同劃分為不同的部品群，可在使用年限到達(dá)時(shí)，及時(shí)對(duì)損壞填充部品進(jìn)行更換。根據(jù)使用功能的不同，填充體的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)部分：隔墻設(shè)計(jì)、廚衛(wèi)設(shè)計(jì)、架空地板設(shè)計(jì)、吊頂設(shè)計(jì)以及室內(nèi)綜合管線的設(shè)計(jì)，現(xiàn)分別介紹如下。

（1）隔墻設(shè)計(jì)。在SI 住宅中，非承重隔墻需要具備良好的隔熱性、隔音性、耐火性和耐久性能。為了方便隔墻的裝修變更，石膏板、混凝土空氣板、空心刨花板等輕質(zhì)材料更適合作為CSI 隔墻的材料。市面上常見(jiàn)的輕質(zhì)隔墻主要分為輕質(zhì)砌塊墻體、輕質(zhì)條板隔墻和龍骨隔墻三種。其中砌塊隔墻和板條隔墻具有制造成本低、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，因此占據(jù)市場(chǎng)主流。龍骨隔墻具有集成度高、安裝精度高并且便于后期的維修維護(hù)的特點(diǎn)，但是由于成本較高，因此在普通住宅很少應(yīng)用，主要應(yīng)用于工業(yè)化住宅和公共建筑中。

龍骨隔墻可根據(jù)房間的用途不同采取不同的處理方法：若房間需要較好的隔音效果，可將高密度巖棉等隔音性能較好的材料填充在墻體內(nèi)部，以達(dá)到較好的隔音效果；同時(shí)，龍骨兩側(cè)也可以粘貼不同的材料，并且調(diào)節(jié)其厚度來(lái)達(dá)到不同的使用效果。可通過(guò)減小輕質(zhì)隔墻的墻體厚度，減少對(duì)室內(nèi)空間的占用。設(shè)計(jì)時(shí)，墻板上下兩端應(yīng)設(shè)置升降腳，通過(guò)升降腳的調(diào)節(jié)使墻板與上下樓板充分?jǐn)D壓固定，然后，墻板末端預(yù)留的保溫層和面層與地板充分連接，并用專用密封件固定和密封（類似防水層的做法）；墻板之間的連接依靠凹槽連接。

（2）整體廚衛(wèi)。內(nèi)裝部品體系是住宅工業(yè)化成效最為明顯的部分，其中整體廚房與整體衛(wèi)浴的發(fā)展在最近幾年也非常迅速，在裝配式建筑中有著重要影響。整體廚衛(wèi)從工廠生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)組合裝配，是全裝修工業(yè)化的代表性部品，應(yīng)大力推廣符合標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化加工和裝配化施工要求的部品體系。整體廚房、整體衛(wèi)浴采用干法施工，避免施工中材料選擇失誤與裝修不當(dāng)所造成的麻煩，且產(chǎn)品是完全按照人體工程學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這比傳統(tǒng)裝修更合理，作為一種新型的裝修方式也越來(lái)越受歡迎。

整體衛(wèi)浴的技術(shù)特點(diǎn)如下：①材料環(huán)保、安全可靠。通過(guò)采用高性能復(fù)合材料，可以減少居整體衛(wèi)浴產(chǎn)品中甲醛、輻射的產(chǎn)生，并且強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，因此可以大幅提高整體衛(wèi)浴產(chǎn)品的質(zhì)量。②模塊組裝，施工便捷。通過(guò)采用工業(yè)化生產(chǎn)、模塊化組裝的生產(chǎn)方式，可提高整體衛(wèi)浴產(chǎn)品的安裝效率，可提高產(chǎn)品的成品質(zhì)量。③防水可靠，抑制霉菌。通過(guò)采用一次模壓成型的高強(qiáng)度、高密度的SMC 底盤，并且搭配防水壁板，整體衛(wèi)浴密封性能十分卓越。防水壁板采用干式勾縫、水平連接的方式，可保證其密封性，可在隔絕水汽的同時(shí)抑制霉菌的侵害。④管線分離，運(yùn)維便捷。整體衛(wèi)生間在天花板空間和墻面空間設(shè)計(jì)了管道，有效地將所需管道與墻體和樓板隔開(kāi)，為以后設(shè)備管道的維護(hù)提供了極大的便利。

（3）架空地板設(shè)計(jì)。室內(nèi)的管線均采用架空地板的方式鋪設(shè)，將管線布置在架空層。架空地板一般位于地板的高處，主要包括雙層地腳螺栓、底板和地板這些部件。雙層地腳螺栓用于地板和底板連接以及支撐架空地板。周邊架空地板的支撐可以采用在房間四周布置龍骨的方法解決。雙層地腳螺栓用專門的連接件與樓板進(jìn)行錯(cuò)固，另一端則與基層板進(jìn)行連接。在地腳螺栓底部應(yīng)設(shè)置隔音墊，以達(dá)到隔音要求。

該體系主要的特點(diǎn)如下：①易于找平。架空地面體系是采用支撐點(diǎn)進(jìn)行支撐，無(wú)須進(jìn)行基層找平。②施工快捷。架空地面體系中主要采用的部件經(jīng)過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，工業(yè)化生產(chǎn)，能實(shí)現(xiàn)裝配化施工。③該體系即鋪即用，比較方便。④便于管線排布。管線在架空層能夠隨意穿行。⑤架空地板技術(shù)可與衛(wèi)生間同層排水技術(shù)配合，將管線集成排布，方便后期維護(hù)維修，避免維修時(shí)剔鑿樓板和墻體。但是，目前國(guó)內(nèi)架空地面體系應(yīng)用較少，全面開(kāi)展的綜合成本較高。

（4）吊頂設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)住宅中一般僅在廚房和衛(wèi)生間中采用吊頂，通過(guò)在室內(nèi)采用吊頂可提高內(nèi)裝的裝配化水平。通過(guò)在結(jié)構(gòu)頂板下懸掛具有隔熱性能的裝飾吊頂，并在其架空層安裝照明設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)SI 住宅管線與主體結(jié)構(gòu)分離。可將各類管線布置在吊頂?shù)募芸諏又?，采用扁線，分電器技術(shù)實(shí)現(xiàn)管線集成排布，如圖2所示。并且其材料可回收，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

圖2 萬(wàn)科（重慶）公司分電器布線

（5）室內(nèi)綜合管線設(shè)計(jì)。排水管線為了便于排水，應(yīng)布置在最下方，注意檢查口的預(yù)留，便于檢查維修。

2.3 填充體與骨架體的連接

由于支撐體S 與填充體I 的使用要求和耐久度不同，施工順序也截然不同，兩部分完全獨(dú)立，最后在接口處將二者連接成一個(gè)整體，因此接口設(shè)計(jì)是SI 住宅體系設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。填充體與骨架體應(yīng)做好相應(yīng)的連接，部品設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下4 點(diǎn)。

（1）重視接口的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行部品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮后期的連接問(wèn)題，考慮其與其他部品間的聯(lián)系，最后確定好包括接口的細(xì)部構(gòu)造等內(nèi)容的配套方案。

（2）重視與內(nèi)裝人員交流。部品人員應(yīng)該與內(nèi)裝人員充分交流部品設(shè)計(jì)和內(nèi)裝設(shè)計(jì)的各種信息，互相配合，協(xié)同設(shè)計(jì)部品進(jìn)行內(nèi)裝，最終確定出部品方案和內(nèi)裝方案，實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同配合。

（3）施工技術(shù)人員配合參與到接口設(shè)計(jì)中。接口設(shè)計(jì)涉及的專業(yè)領(lǐng)域眾多，考驗(yàn)部品設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)，但施工技術(shù)與日俱進(jìn)，設(shè)計(jì)人員很難全面掌握，因此相關(guān)的施工技術(shù)人員協(xié)調(diào)配合在參與接口設(shè)計(jì)中，解決接口設(shè)計(jì)可能遇到施工問(wèn)題。

（4）增加對(duì)BIM 的應(yīng)用。部品設(shè)計(jì)人員、施工單位通過(guò)BIM 等信息化交流平臺(tái)，對(duì)部品及其施工的信息進(jìn)行充分交流，保證雙方及時(shí)掌握部品的詳細(xì)信息。同時(shí)設(shè)計(jì)人員可對(duì)部品模型進(jìn)行深化處理，模擬接口處的施工裝配過(guò)程，可以有效減少實(shí)際裝配過(guò)程中接口不匹配的問(wèn)題。

3 結(jié)論

（1）SI 住宅在提高住宅的質(zhì)量和性能、降低全生命周期成本、節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)、提升住宅的可變性和滿足業(yè)主個(gè)性化需求等方面具有突出優(yōu)勢(shì)。

（2）SI 住宅設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化部品設(shè)計(jì)，以人為本綜合考慮住宅全壽命周期中規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)以及再生改建的全過(guò)程。

（3）骨架體和填充體應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)不同進(jìn)行設(shè)計(jì)，骨架體要確保結(jié)構(gòu)安全并且可以提供靈活可變的大空間；而填充體要明確各部分部品的模數(shù)系列，研究標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)，包括模塊設(shè)計(jì)、管線設(shè)備設(shè)計(jì)和平面布局。

（4）部品設(shè)計(jì)人員應(yīng)該運(yùn)用BIM 等信息化平臺(tái)與內(nèi)裝人員、施工人員等多方進(jìn)行深入交流，確保填充體與骨架體可以高效連接。

（5）內(nèi)裝工業(yè)化現(xiàn)存的發(fā)展問(wèn)題包括住宅產(chǎn)業(yè)化大環(huán)境影響、政策導(dǎo)向和法律法規(guī)不健全、住宅部品單一、產(chǎn)品研發(fā)力度不夠、通用化程度低、科學(xué)技術(shù)不先進(jìn)、人員素質(zhì)較差等方面，為了推動(dòng)SI 住宅的發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝工業(yè)化，應(yīng)從政策、科技投入、示范工程、產(chǎn)業(yè)集團(tuán)等方面入手，借鑒日本等國(guó)家的成熟經(jīng)驗(yàn)，形成適合我國(guó)國(guó)情的SI 住宅裝配式內(nèi)裝體系。