钢结构装配式住宅的设计及优化（二）

杨红艳

【摘 要】钢结构住宅自20世纪70年代出现以来，在世界各国和地区得到了广泛应用和发展。我国是钢铁生产大国，这在钢结构住宅方面具有发展的优势。但是，我国在钢结构住宅中存在着设计方法落后、设计规范缺失、部件发展滞后及环保节能意识落后等问题。因此，本文以建筑结构为主导，结构专业为辅助，户型与厨卫设计标准化、定型化，平面布置系列化、模块化和灵活化等思路出发，从钢结构装配式住宅的功能需求、结构合理、环保节能、造型美观及其设计安全性高等方面提出了具体的优化方案。

【关键词】钢结构；装配式； 住宅；优化

装配式住宅诞生于20世纪初期，这种建筑设计标准定型，构件在自动化生产线上加工，现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装，无湿作业，施工安装便捷。近30年来在欧美等国家逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式，而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材，真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工，从而大大降低了施工现场的劳动强度，缩短了施工工期，这种方式已在国外得到了推广。为提高钢结构装配式住宅在我国的利用，本文对钢结构装配式住宅的发展现状进行总结，并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。

1 我国钢结构装配式住宅的现状

1.1设计方法落后

传统式住宅设计和装配式钢结构住宅的设计从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在设计方案阶段，通用结构体系和专用结构体系没有区分，数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视；在施工图阶段，缺少对于构件及装配节点的深化探讨，没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计，这些问题或多或少阻碍了装配式钢结构住宅的发展。

1.2设计规范缺失

钢结构装配式住宅在我国发展的时间较短，在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多，与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立，相对于国外发达国家的装配式住宅发展，我国还比较落后，甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容，使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于钢结构装配式住宅的大规模推广是一个障碍。

1.3部件发展滞后

钢结构体系住宅成套技术，由于缺乏技术引导及自主创新，市场需求并没有达到产业化的程度。我国的相关产品功能性单一，工厂化程度不高，产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前，该技术零散而不系统，技术水平及标准参差不齐，不配套，需进一步研究创新并进行整合。

1.4环保节能意识落后

一项调查数据显示，我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑，产生的建筑垃圾每年高达数亿吨，其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势，但是在另外一方面，环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低，根据2012年的统计数据，环保节能的钢材利用率在10%左右，绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材，在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。

2 我国钢结构装配式住宅的设计思路

2.1以建筑结构为主导，结构专业为辅助

钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则，以建筑结构为主导，结构专业为辅助。这是建筑设计的最重要原则，在满足这个要求的前提下，才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性，不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的，必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。

2.2户型设计标准化、定型化

目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准，大多住户住宅户型设计随意，规格多种多样，这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性，严重拖延整个工程的现场施工周期，对整个工程造成严重的不利影响。因此，针对标准化生产的板材尺寸统一的特点，房间的深入设计要遵循一定的原则要求，房间开间的尺寸满足模数制的要求，尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量，以提高生产效率，提高生产周期。

2.3 厨卫设计标准化、定型化

住房的心脏是厨房和洗手间，由于内部管道多，功能复杂，在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中，一定要遵循复杂问题简单化的原则，对于厨房、卫生间的设计执行标准化，定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪，住宅设计一套标准化、定型化的程序，减少施工过程中不确定因素影响，以提高整个工程的施工周期。

2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化

在钢结构装配式住宅设计过程中，以住宅间、套型或单元为单位模块，以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计，充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。

3我国钢结构装配式住宅的优化方案

3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型

一套功能需求明确的户型必须遵守，合理布局、动静分区、充分利用的原则，合理布局就是将特性相近的行为单元组合在一起，动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰，充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅，在房屋的柱梁方面数量要尽量少，节约钢材用量，设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型，

3.2 环保节能

“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化，减量化优先的循环经济发展原则，是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。钢结构是典型的环保绿色建筑，仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在鋼结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材，可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术，可以很好达到环保节能的目的。

3.3 追求户型造型的美观

户型的美观是现代人对生活的追求，钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式，必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧，动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开，重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计，有利于家具摆放，提高使用面积，也符合中国人的消费心理。

3.4 钢结构设计安全性高

装配式住宅钢结构在安全性能方面，要保证结构的钢材、螺栓与螺钉、围护材料、粘接密封材料符合要求。楼盖、墙体和屋盖的结构构造与连接形式、紧固件的选用符合规定。防火性能方面，注意建筑构件燃烧性能和耐火极限、房屋长度、面积、间距、装修材料、管道及其包覆材料、构件内填充材料等方面。耐久性方面，要求钢结构件采用镀锌进行防护。住宅舒适性方面，楼面、外墙和屋面所采取的填充保温棉、喷射液体发泡材料或外贴泡沫隔热板材等保温与隔热措施，以及墙体、楼板和屋顶所采取吸音、隔声（消声）措施，住宅围护结构采取的防结露措施均要满足技术要求指标。

参考文献：

[1] 叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D]. 南昌大学硕士论文. 2012， 11-17

[2]卢俊凡， 王佳， 李玮蒙. 等. 装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J]. 城市住宅. 2014（6）：23-26

[3] 陈以一， 王伟， 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业， 2012（12）：15-18

[4]张爱林， 胡婷婷， 刘学春. 装配式钢结构住宅配套外墙分类及其对比分析[J].工业建筑. 2014（8）： 11-15

[5] 杨建行. 分层装配式钢结构工业化住宅体系研发与应用[J]. 2012（3）：3-5