工业化住宅建筑构造技术体系解析

■ 苏岩芃 Su Yanpeng 颜宏亮 Yan Hongliang

0 引言

“十二五”期间是国家经济发展方式转变，产业结构进行调整的关键阶段，推动住宅产业化，加快工业化住宅的建设对于缓解建筑业面临的资源与环境压力，促进我国房地产业由粗放型发展模式向现代住宅产业转型有着十分重要意义。

近年来，国家和各地方政府已通过积极培育国家住宅产业化基地和大型住宅产业联盟，加快制订相关技术设计规范和规程，并出台规划建筑面积豁免、节能减排专项补贴等激励措施，扩大工业化住宅体系的应用覆盖率。目前，针对大量性建造的高层住宅的混凝土结构体系已有所突破，相关建筑构配件与部品的产业化水平也有较大提高，北京、上海、深圳、沈阳、济南、合肥等城市逐步开展了建造试点和推广工作。

国内各城市推出试点的各类工业化住宅体系各有特点，发展十分迅速。但是工业化住宅的整体构造技术还不够成熟，如工业化住宅在现场作业与工厂预制部分、土建与装修方面衔接还有待于进一步优化；特别是室内装修的部品化和工业化程度仍然较低。各类部品研发技术分散、各自为阵，相互之间缺乏统一有效的模数协调体系与接口技术，通用性差，集成化程度难以提高。此外，在如何满足居民个性化需求与可持续更新改造方面尚存在不足。

综上所述，本文拟通过工业化住宅建筑整体构造技术体系的探讨，发掘工业化建筑建造方式的技术潜力，以推动工业化住宅更好的发展。

1 工业化住宅建筑构造技术体系的特征

1.1 工业化住宅建筑关注的重点

工业化住宅作为社会化大生产的产物，其发展定位首先应注重标准化和产业化的研究。[1]这就要求对工业化住宅的主要组成部分——承重结构与围护结构、室内装修、设备与环境控制等进行整体把握，分析其相互制约关系，以形成适应工业化住宅建筑特点的构造技术体系一体化平台。

一般来说，住宅建筑结构体系通常起着基础性的作用，目前国内建设的高层工业化住宅中主要结构体系有装配整体式或预制装配式框架结构、(框架)剪力墙结构等几种形式，其研究主要涉及结构构造。而围护结构、室内装修以及建筑设备的整合与集成技术等则是建筑构造领域主要研究对象，应成为建筑设计人员与研究者关注的重点(图1)。

1.2 工业化住宅的建筑构造技术体系应具有的特征

1.2.1 模数制与标准化

住宅是一个复杂的系统，可以说实现内部各要素有机整合，高效集成是工业化住宅区别于传统建造方式，发挥其技术优势的关键。这首先要求工业化住宅建筑重视模数制与标准化，分析、制定出合理的设计参数和模数，贯彻统一的建筑模数制，为建筑设计、构配件生产以及施工安装等方面的尺寸协调提供基础，从而推动建筑设计、构配件生产加工以及施工安装技术的标准化。

工业化住宅可采用3M+2M+1M的建筑模数制标准，即主要房间开间与进深采用现在通行的3M或2M，住宅内部隔墙系列产品则可采用2M+1M的模数网格。[2]同时进一步对住宅公共空间，设备管井、管线，住宅电器与固定设施(如橱柜)等的优选尺寸与模数协调进行研究。

1.2.2 开放性

工业化住宅构造技术体系建立在统一的建筑模数制与标准化设计基础上，应提高材料、构配件的部品化、模块化水平，完善相关构配件的接口与节点系统，逐步提高体系的开放性与通用性。

1.2.3 适应性

表1 建筑构造技术体系内容

工业化住宅的建设包括房地产开发商、设计、生产、施工、居民及政府相关职能部门等，人们对于工业化住宅有各自的经济、技术、性能以至于社会、精神和心理等层面的需求。特别是工业化住宅最终的服务对象——普通居民因其不同职业、不同收入以及不同家庭人口结构和兴趣爱好等，他们对于住宅的性能需求也各有差异。随着时间的推移，许多家庭人口结构将发生变化，居住需求也会相应改变。为了有效满足居住者多样化的使用要求，建筑设计应当考虑提高工业化住宅的适应性与灵活性。

2 建筑构造技术体系概述

现阶段可以针对城市经济技术发达地区特点，积极探索多模式、多层次、开放式的预制装配式或装配整体式混凝土住宅建筑构造技术体系。在住宅承重结构体系明确后，重点考虑解决与工业化住宅整体构造技术密切相关的几个关键问题(表1)。

2.1 建筑围护结构构造技术

建筑围护结构的功能质量直接关系到住宅建筑的安全耐久、保温隔热、防水防潮、隔声等使用性能。其中以预制外墙板的技术最为复杂，加工要求最高，其预制加工技术水平与应用的比例(预制率)成为目前衡量预制装配式住宅技术先进与否的重要指标之一。预制外墙板构造方式多种多样，如可以制成“三明治”式复合结构，由保温层、内外层混凝土墙板以及专用连接件组成的一种复合墙体，结合门窗、外墙饰面材料在工厂一次加工成型，既可以制成混凝土挂板，仅作为围护结构(图2)，也可制成承重与围护一体化的构件(图3)。

当前对于预制外墙板建筑构造重在加强墙板接缝部位(水平缝、垂直缝和十字缝)的构造处理，同时进一步整合门窗与遮阳设施。不同材料与构造方式的预制外墙板其连接构造技术需要考虑标准化和通用性开发，这方面可以结合国家城镇化建设的战略部署，在有条件的地区如长三角、珠三角、京津冀地区，利用区域内气候相近、老百姓生活习惯、居住要求相似，构件运输距离较为经济的有利条件，率先探索开发适应本地区工业化住宅的围护结构构件流通体系。

2.2 装修构造技术

借鉴制造业的理念，工业化住宅应当作为一种完整的产品，提供全面的建筑装修。因此，土建施工结束之后依靠大量人力现场施工的传统装修方式，已经显得越来越力不从心。当前工业化住宅的装修方式应重点解决隔墙、吊顶、楼地面等部位构配件的工厂化加工和现场组装的构造方式，而这一配套装修构造技术应在建筑设计阶段就同承重与围护结构、建筑设备的要求同步考虑。

2.2.1 室内隔墙技术

目前工业化住宅常用的隔墙有加气混凝土砌块、纸面石膏板隔墙、条板隔墙、灌浆墙等。加气混凝土砌块隔墙需要现场砌筑，但隔声性能较好，可以用于分户隔墙。其它几种隔墙结合所在部位应重点开发轻质、隔声、防水、饰面、耐久性等性能；完善配件系统，满足钉挂物品等要求；并与电气设备、家具等进行集成；未来可以进一步采用干式连接，使其更加方便组装、拆卸。

2.2.2 吊顶

在布局紧凑、面积有限的小面积住宅中，层高一般在2.8m，因此通常只需在管线复杂的厨房、卫生间等处局部采用吊顶。工业化装修一般选用轻钢龙骨吊顶，吊顶上应为安装灯具、淋浴间加热器、排气扇等留有位置，应通过预留孔洞等手段合理避开竖向管线、管道，尽量避免材料的浪费和现场的重复劳动。

2.2.3 楼地面

楼地面装修应重点解决饰面层和管线综合的问题。应该选择合适的饰面层，如当室内地面采用辐射采暖系统时，则宜采用地砖面层或实铺复合木地板。此外应该考虑到管线综合的需要，这方面国外有非常成熟的系统，如荷兰的Matura填充体系的地板模块，日本的架空地板部品等。对于地面辐射采暖的保温层与埋管层，目前国内相关企业也进行了模块化产品的开发(图4)。对卫生间可进行局部降板处理，实现同层排水(图5)。

2.3 设备与环境控制一体化

住宅中的普通设备分为电气设备，采暖与空调设备，厨房、卫生设备等。[3]对于设备管线综合应考虑适当同承重、围护结构分离，管线的铺设充分利用板材隔墙中空部分；吊顶、地面的局部架空及埋管层等空间，方便日后的检修和更换。

厨房和卫生间是住宅中设备最为集中、最为复杂的两个功能空间(表2)，也是建筑构造技术体系研究的重点。无论是利用工厂化生产部品进行现场组装，还是选用整体式厨房与卫生间(图6、7)，都应该充分考虑建筑整体设计与施工安装的要求。住宅的厨、卫可以靠近住宅入口相邻设置，便于与公共部分的管井进行衔接，也有利于套内管线布置集中紧凑。卫生间除局部降板进行同层排水，还可以考虑将厨房与卫生间或相邻两个卫生间的隔墙作为管道墙(图8)。

表2 厨卫空间基本功能与主要内容

3 建筑构造体系的发展策略

工业化住宅建筑构造体系的发展除了具体技术措施的探索之外，离不开评价体系、技术标准、部品认证制度等的支持，也离不开居民对于工业化住宅性能的认可与各类企业相关的广泛参与。以下几点对深入研究工业化住宅建筑构造技术体系值得关注。

3.1 重视“宜居”性能

近年来，随着住宅建设的迅速发展，我国房地产业由单纯注重住宅数量增长，开始转向质、量并重阶段。大量性住宅的质量、建设标准、设备设施及住区环境等有了很大的提高，人们也更加重视住宅的居住品质、使用功能和建造质量。

工业化住宅能否在市场上打开局面，实现“叫好又叫座”，可以说重点不仅局限于建造速度快，缩短建房周期层面，而应该在满足国家对于住宅产业化节能、减排的有关政策上。尊重和积极回应居民对于住宅个性化需求，通过结合本地区的气候特点与资源条件，营造出绿色环保、健康舒适的居住环境，提高居民对于工业化住宅的了解程度。

可以在住宅使用说明书中，对所采用的新产品、新技术的特点，如内保温、轻质隔墙、架空地板、地暖等进行细致的说明，使居民对新材料、新技术的优势有系统的了解，也避免了居民入住后由于装修等因素人为造成损坏。

3.2 重视“更新”性能

在强调工业化住宅建筑构造一体化技术集成的同时，应该突出工业化住宅长寿命、高质量、便于更新改造的技术优势。如通过采用大开间的结构体系，在住宅平面布局中，有意识地将部分使用空间如客厅和卧室可以随功能改变而进行灵活调整。对构造技术设计的预见性、部品的通用性与互换性，应给予更多的关注。同时完善售后服务体系，为用户提供有保障的维修、更新服务等等。

4 结语

研究表明，建筑业处在国民经济中游，在产业链中能够起到拉动上游绿色生产和下游绿色消费的作用。[4]通过工业化建筑构造技术体系的研究，构建土建、装修、设备一体化技术平台，有助于提高工业化建筑的性能与设计、生产、流通、施工的效率，希望为促进当前我国工业化住宅的发展提供有益参考。

[1]开彦. 关于推进中国住宅产业现代化发展的思索[J]. 住宅科技,2000,08: 3-8.

[2]DG/T08-2071-2010、J11660-2010.装配整体式混凝土住宅体系设计规程[S]：19.

[3]颜宏亮编著.建筑特种构造[M].上海：同济大学出版社,2008：140.

[4]中国住宅产业网.http://www.chinahouse.gov.cn/gjhz7/7158.htm.