装配-移动式钢结构住宅模式研究探索

王烨，塞尔江·哈力克

（新疆大学建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

装配-移动式钢结构住宅模式研究探索

王烨，塞尔江·哈力克

（新疆大学建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

通过对我国传统住宅建筑所面临的环境背景的分析，试图研究和探索装配-移动式钢结构住宅模式在我国本土的可行性，以启发当前我国现有住宅设计及建造模式的革新。真正做到让“家”从土地上解放出来，成为随时可以移动的私人物品。

装配式；可移动；钢结构；住宅；小户型

0 前言

建设资源节约型社会，是我国为实现可持续发展目标而做出的战略决策。建筑业占有资源及能源总消耗很大一部分比重，我国建筑用能已超过全国总能耗的1/4，并即将达到1/3及以上[1]。在各类建筑中，建造量最大的是住宅类建筑，住宅类建筑也是社会需求量最大的建筑类型。同时，随着经济的发展以及社会观念的改变，年轻一代群体的生活方式较上一代发生巨大的改变，原有的住宅模式似乎很难适应这一群体。也就是说，量大面广的住宅建筑必须因自然环境和社会环境做出相应改变。

1 传统住宅面临的环境危机

传统住宅建筑常采用现浇钢筋混凝土作为主体承重结构，大型砌块或者装配式大板作为围护结构，这就导致了住宅在拆除时，建筑材料的不可回收性，产生大量的建筑垃圾。采用现浇的做法也使得施工现场存在大量的湿作业，造成相当大的环境污染和资源的浪费，同时，这种传统的施工现场也与我们所倡导的美丽城市显得格格不入。近几年来，大量人口涌入城市，造就了城市用地的极度紧张，如何最大限度节约用地，也是传统住宅面临的又一大问题。在我国现有住宅建筑中，钢结构所占比例不足1%，而同时，我国钢产量飞速增长，根据国家统计局发布的数据，到2015年，我国钢材实际产量总计约7.795亿t。钢材的供需失衡，也导致近两年来我国钢铁产能过剩，钢铁价格一度度创新低，这两者之间存在着极大的矛盾。

对于年轻群体，尤其是毕业不久的大学生，往往是独居或两人，小户型的住宅就能很好的满足其所需的条件。同时，他们经济能力非常有限，然后购房成本又十分巨大，这是大部分年轻一代群体所不能承受的，但同时他们又是最需要住房的群体，却只能去寻求鱼龙混杂的租房市场，而往往得不到“家”的归属感。这就导致了我国现存大量空房的境况与最需住房的年轻一代庞大群体存在极大的反差。

2 装配-移动式钢结构住宅的现实意义

装配-移动式钢结构住宅使用钢材料，钢材料能够在建筑拆除时回收再利用，一方面能够消除建筑垃圾对环境的污染，和节约能源的消耗。其次还能够缓解国内钢铁产能过剩危机，对国家资源的合理化利用起着积极的作用。同时，采用钢结构，在相同荷载作用下，可减轻建筑结构自重30%，质量是钢筋混凝土住宅的1/2左右，使得住宅在地震中承受的地震作用小，保证了建筑的安全性。

当前国内的建筑业是一个庞大的、高消耗、高排放的粗放型传统产业[2]。住宅采用装配式，一方面消除了住宅在建造时的现场湿作业，另一方面减轻了施工现场对环境的噪声污染、水污染以及空气污染等。同时，住宅由工厂统一生产，既保证了产品的质量，又提高了整体生产效率。住宅由“建造”向“制造”转变，也向“产品”转变，实现技术集中化，提高了住宅的科技含量和使用功能[3]。采用装配式还能够极大缩短建造工期，提高效率，

减轻施工工人的工作强度。这些都有利于建筑业向低消耗、低排放的精细化产业转变。

对于工作调动频繁的群体，尤其是年轻一代来说，赋予住宅便捷的可移动性，通过车辆的运输，能够随时保证居住地点与工作地点距离的缩短，减少上班族的通勤时间，进而在一定程度上缓解城市交通压力。同时，住宅采用可移动式，能够降低拆迁情况下国家付出的补偿成本以及建筑材料的不必要浪费，也能减少住户换房的麻烦，住户所需要的就是携带自己的房屋寻找下一处栖身之所（图1、2）。

图1

图2

3 设计成果展示

装配-移动式钢结构住宅犹如一棵大树，由主体骨架（即树干）和若干体块单元（即枝叶）组合而成，整体使用钢材料。主体骨架担任承重和保证整体稳定性的角色，体块单元则是人们居住使用的空间，附着于主体骨架之上（图3）。

图3

3.1 主体骨架

主体骨架采用钢结构，担任承重结构的角色。采用梁柱的框架体系，形成统一尺寸网格，与体块单元长、宽、高尺寸一一对应，便于体块单元的整体安放。除此之外，主体结构还包含有楼梯、电梯、管道等其他建筑辅助设施。各个构件由工厂统一标准化生产，现场装配于基础之上。与常规装配式住宅及传统住宅不同的是，主体骨架顶部需装小型吊车，保证体块单元随时移入及移出的便利性。

3.2 体块单元

体块单元整体采用钢材料，是为设计的重点部分，也是构造复杂程度最高的部分。对于其整体的可移动性而言，尺寸应参考GB/T1413—2008中1BBB型集装箱尺寸，长L:9125mm；宽W:2438mm;高H: 2896mm。对于住宅体块单元尺寸设计来说，应考虑卡车尺度及公路运输的限制性，宽度不应大于2438mm，长度不应大于9125mm，高度可以在2896mm基础上适当增大或减小（具体应考虑住户生活所需尺度和城市各个区域行车的总体限高）。最终，我们将体块单元的尺寸及形状设计成长L:9000mm;宽W：2400mm；高H:3000mm的长方体。

图4

每一体块单元面积即为21.6m2，每一户则考虑由2块单元组合而成，将面积扩大为43.2m2，包含有入户玄关、卫生间、起居室、卧室、厨房及小阳台。这样的尺度及住宅配置，足够满足单身或者两人居住。为保证起居室的采光及通风，将卧室两面以及厨房入口处设计成全玻璃推拉门，还能扩大视野，使小户型室内看起来不那么拥挤。整个体块单元都是整体在工厂生产好，卫浴和厨房都采用整体集成式，保证了上下管道的对齐，有利于体块单元在移入主体骨架时和日后检修的便捷性（图4）。

由于使用面积的要求，每一户由两体块单元并列组合而成，每一体块单元的宽度由于各方面限制，最大只有2.4m，这种开间尺度很难满足卧室家具的摆放要求和住户使用的方便性，所以将卧室和厨房之间的隔墙做成活动性，保证了卧室的使用开间要求，当两体块单元拆卸时，活动隔墙通过移动，分别封闭两体块单元，保证每个体块单元在整体移出时的完整封闭性，便于运输（图5）。

图5

4 劣势分析与改进建议

装配-移动式钢结构住宅对节约型社会和环境保护方面有着积极的作用，但是，目前来看，其技术条件上和可操作性上存在着不少问题，主要体现在以下几个方面：

①国家相关规范不足，缺乏相应规范指导；

②缺乏国家相关政策支持，各配套实施困难；

③各构造节点有待设计及标准化；

④主流设计市场还停留在传统设计方法上，对新技术缺乏关注；

⑤各房地产商没有形成统一认识和足够的关注[4]。

装配-移动式钢结构住宅还不可避免的存在许许多多需要改进的问题，主要体现在构造设计上面，改进建议如下。

①考虑到其整体的装配性，体块单元的整体尺寸和主体骨架的尺寸要非常适应和一致，而且需要标准化和统一化。

②由于装配-移动式钢结构住宅有着可移动的属性，所以在体块单元上部、下部及两侧需要非常细化的节点设计，保证其能在主体骨架中移入和移出，并且，主体骨架的构造设计也需要专业性实验来保证两者的安全性。

③此住宅是两体块单元组合而成，就不得不考虑到房间的气密性问题，以及此住宅还存在可活动的隔板，各个方面都需要非常完善和细致的构造设计，还需要做大量的研究，需要工业设计专业的人士参与。

④本文所研究的是小户型住宅的装配和移动，根据其特有优势，可以将这种模式移植到更大一点的户型上去，甚至是住宅之外的其他类型的建筑中，以满足不同人群的居住要求和不同公共活动的需要。

4 结语

装配-移动式钢结构住宅和传统住宅的比较，其对自然环境的保护和自然资源的节约，以及人们生活方式的改变有着许多的优势。但是它也存在着许许多多的问题，主要表现在构造设计方面和运营方面，这些问题很难解决，对装配-移动式钢结构住宅来说，是实施上的一个非常大的障碍。尽管困难重重，但是这种模式可以给我们的住宅研究提供一些启示：“我们的自然环境和人类社会到底需要什么样的住宅？”为此，我们设计师应该设身处地为人类思考，探索出人们真正需要的建筑。

[1]王立雄.建筑节能[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[2]闵立，刘璐.浅谈贯穿装配式住宅全生命周期的BIM信息化管理[J].住宅科技，2014(6)：53-56.

[3]卢俊凡，王佳，李玮蒙，郭嘉欣.装配式钢结构住宅体系的发展与应用[J].城市住宅，2014(8)：26-29.

[4]刘名瑞.我国集成住宅技术发展前景初探[J].建筑学报，2014(4)：73-75.

TU391

A

1007-7359（2016）06-0132-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.050

国家自然科学基金项目：干旱区绿洲聚落的空间建构与环境适应性技术研究——以南疆丝路沿线聚落为例（编号：51668058）。

王烨（1990-），新疆大学建筑工程学院在读硕士，研究方向：建筑设计及其理论。