预制装配式住宅设计研究与应用

赵明世（煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南郑州450000）

预制装配式住宅设计研究与应用

赵明世（煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南郑州450000）

随着住宅工业化进程的不断推进，人们对住宅经济实用性的要求也越来越高，以及近年来我国对生态环境保护的重视，发展预制装配式住宅已然成为我国住宅建筑设计发展的必然选择。本文通过对预制装配式住宅的应用现状以及其目前国内外的设计研究结构状况这两方面的研究，了解了预制装配式住宅的设计研究背景及其特点；从建设节约型社会和环境友好型社会的角度出发，了解预制装配式住宅的设计原理及方法，经试点工程应用，充分发挥其优点及长处，有利于优化原有的设计方法，进一步促进预制装配式住宅的建筑节能发展，实现资源的节约及有效利用，为进一步对预制装配式住宅的研究和应用提供经验，为更好地发展建筑节能和住宅产业化提供了借鉴。

预制装配式结构；住宅设计；建筑节能；防水构造设计

1 预制装配式住宅的应用现状

1.1 预制装配式住宅的设计研究背景

预制装配式结构（Prefabricated concrete，简称PC）是一种经装配、连接和部分现浇而成的混凝土结构，它的主要构件为预制构件。该结构体系在国外现已发展并成熟起来，被大量应用于住宅设计建设中，而在我国国内则刚刚起步，发展前景和空间都相当可观，而且在政府积极地政策倾斜下，发展得也会越来越快，技术发展也会更加完善。但是在迅速发展得同时也会面临一些无法避免的问题，在我国的住宅建设中，现浇结构体系大多被应用于混凝土结构当中。该建筑施工方式虽然技术发展已相当成熟，但也普遍存在高成本、高耗能、、高污染、高排放、科技含量低、资源利用率低等问题。在我国力求建设资源节约型、环境友好型的美丽中国的大背景下，在“低碳经济”、“绿色建筑”等新兴观念的引导下，转变住宅的设计方法，改革住宅建造方式，大力发展预制装配式住宅，显然已成为我国住宅建筑发展的必然趋势。

1.2 国内外预制装配式住宅的研究现状

预制装配式住宅的发展已经非常成熟，20世纪70年代至今，随着国际经济的快速发展，全球一些经济发达国家和地区都已经认识到原有住宅建筑设计的弊端和不足，已开始改造住宅建筑设计建筑方式，使其更加得环保，更加得经济实用，于是形成并发展一种可以满足人民需求的预制装配式住宅，并得到了深入的发展，总体慢慢地走向成熟。这些发达国家和地区预制装配式住宅的科研和工程应用起步较早，且试用技术已经相当成熟，住宅建筑工业化水平已经相当发达。而我国现阶段仍保持着原来的住宅建筑设计模式，由于我国各方面技术要求还尚未达到，转型升级仍需要一个相当长的时期，因而我国目前还仍以传统的住宅建筑模式为主，只有少数发达地区，如北京、南通等发达城市在慢慢地应用这种经济实用的住宅建筑模式，要想在我国的其他地区还使用这种住在建筑模式，仍需要我国政府的大力引导和支持，并不断步入正轨。而迄今为止，国外预制装配式住宅已经形成了相当规模的产业化住宅体系，并在这基础上不断加以改造和创新，并且对住宅体系灵活性、多变性的特点进行研究以适应更加发展迅速的住宅产业，使资源可以得到有效利用，这对我国预制装配式住宅结构体系及其产业化的发展具有很大的借鉴意义。

1.2.1 美国装配式建筑

美国在20世纪70年代遭遇了一次重大的能源危机，这使得美国不得不重新考虑自身的资源利用方式及结构，于是美国城市发展部出台了一系列严格的行业标准规范，于是形成了美国特有的住宅建筑模式，而这种住宅建筑模式大大降低了建筑材料成本，切实地加强了施工的可实施性。目前仍在应用当中，并与之后美国的建筑体系相互融合和发展。美国编制的设计方法、施工技术和施工质量控制等方面的技术文件。该手册不仅在美国，而且在整个国际上也是非常具有影响力和号召力的，之后的国家够开始效仿美国的住宅建筑模式，并产生积极有效的影响。

1.2.2 欧洲装配式建筑

欧洲的许多发达国家都早已开始借鉴这种预制装配式的住宅建筑模式。法国1891年就已经开始实施构建装配式混凝土的住宅建筑模式，法国住宅建筑以混凝土体系为主，钢、木结构体系为辅，主要采用预应力混凝土装配式框架结构体系，这种建筑结构以构件与设备、装修工程分开为特点，从而可以实现减少预埋，达到非常高的生产和施工质量。这种住宅建筑模式迄今已有130年的历史。

众所周知，德国是世界上建筑能耗降低幅度发展最快的国家，德国的装配式住宅主要采取叠合板、混凝土、剪力墙相结合的结构体系，这种住宅建筑模式的耐久性较好。直至近几年德国还提出了零能耗的被动式建筑，并得到国际上的广泛认可和借鉴，从大幅度的节能到被动式建筑，德国都采取了预制装配式的住宅建筑模式已经相对应的施工方法来实施，而这就需要装配式住宅模式与节能标准之间相互充分地融合。

瑞典和丹麦对装配式住宅的研究和应用更为悠久，早在20世纪50年代开始就已有大量企业开发混凝土和板墙装配的部件。丹麦是一个将模数法制化应用在装配式住宅的国家，为了满足住房的多样性需求，丹麦编制了模数协调标准来使住宅建筑行业更加得规范化、具体化、政策化。故丹麦是以产品目录设计为标准来推行建筑工程化的，从而先使部件达到一定的标准化，然后在此基础上，多方位、多角度的实现多元化的需求，因此也可以说丹麦建筑实现了多元化与标准化的和谐统一。

2 预制装配式住宅的设计方法及特点

“拼装房”是预制装配式住宅的通俗称呼，目前被广泛应用于住宅工程建筑施工中，它之所以被应用的这么广泛，是因为它有其自身独有的特点，有着比传统住宅建筑模式更为优良的特点：

（1）预制装配式住宅以预制钢筋混凝土外墙为主，从而取代了传统的剪力墙或砌体围护；以预制钢筋混凝土梁、柱代替传统的现浇梁、柱等受力构件，这样可以减少现场劳动力，降低劳动强度，使得交叉作业方便有序，进而提高劳动效率。

（2）按照目前并未达到规模化的生产测算，预制装配式住宅进度快可在短期内交接使用，要比传统住宅建筑方式的进度快非常多。

（3）通过钢筋混凝土的搭接，将预制的楼梯、外墙等配件运送到施工现场，而这种搭接不是只是简单的连接，其中的每个楼板都有钢筋作为支撑，因此房屋的结构非常坚固，进而提高了房屋的安全性。

（4）“拼装房”的构件精度更高，改善了以往传统建筑开裂、渗漏等质量问题，它还采用了轻质隔墙体系，可进一步提高住宅的整体的安全性、防火性和耐久性。由于其采用了特殊的轻质建材，因此业主可根据自身需要变更装修风格，更体现了房屋的自主化和便利化。

（5）在房屋的使用过程中，“拼装房”采用新型的保温层，改善了房屋的保温效果，这使户主可以根据室内温度适当的降低暖气温度，这也就节省了能源的使用和消耗；“拼装房”在建设过程中，可大幅度减少建筑垃圾的产生和建筑污水的排放，可减少有害气体及粉尘的产生，降低建筑噪音的污染，为人们的生活环境和身体健康来带来好处。

（6）“拼装房”的住宅建筑模式不仅有利于开发企业的资金流转，更加能够加快住宅产业的上市速度，因此可以大大缓解城市住宅产业的供给关系。从长远来看，如果大面积推广的话，不仅可以减低建造材料成本，而且对抑制房价上涨也会有积极地作用。

3 结束语

在我国住宅建筑行业未来的发展前景中，国内住宅产业化和建筑工业化为其提供了有利的契机，因此发展预制装配式住宅已然成为今后发展的趋势。从社会综合效益分析来看，改善住宅品质、提高安全生产水平，维护人民的社会利益也显得越来越重要，因此发展预制装配式建筑技术将是我国住宅建设发展的必由之路。

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TU241

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2095-2066（2016）35-0190-02

2016-12-3