装配式住宅设计施工一体化探讨

郑沁

摘要：基于我国现代建筑业传统的现场施工方式，装配式住宅是一种新型的混凝土建筑结构，它是我国住宅建设发展的主要方向，本文主要分析了装配式建筑的特点和目前的产业环境，提出EPC模式在装配式建筑中的优势，以上海余山21丘大型动迁居住社区为例，分析装配式住宅设计施工一体化的应用及实践，对住宅产业化发展有着重要意义。

关键词：装配式住宅；EPC模式；设计；施工

引言

传统上的建筑业通常采用现场施工的方法，存在着费时费力、效率不高、功能单一等缺点，装配式住宅的发展有利于提升建筑业的科技水平和管理水平，节约资源，有利于住宅的可持续发展，是建设住宅发展的必然走向，进入低碳节能环保的新型建筑模式。本文通过对佘山21丘应用案例的研究，主要从结构体系、户型组合和立面多样化设计施工一体化角度，因地制宜合理选择技术方案，为住宅产业化发展提供一些实践指导，希望对今后的装配式住宅研究有所帮助。

1装配式建筑的特点和产业环境

1.1装配式建筑的主要特征

所谓装配式建筑，即采用预制的构件（部件）在建设地点装配而成的建筑。建立在建筑工业化的基础之上，通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生活方式。它的主要特征是从信息化管理出发的标准化设计，工厂化生产，装配化施工及一体化装修。

1.2采用装配式的目的及目标

采用装配式主要是为了减少劳动力的使用，规避用工荒；减少手工操作，提高产品质量；降低劳动强度，改善工作环境；减少材料消耗，降低施工噪音；提高施工速度，降低工程成本。从而突破资源和环境的约束，实现建筑业的转型升级和可持续发展。

1.3政策支持及奖励

对于新型的建筑产业我国政府制定了一些主要政策文件，如《绿色建筑行动方案》<国办发（2013）1号>，《关于本市进一步推进装配式建筑发展的若干意见》<沪府办发（2013）52号>，《上海市绿色建筑发展三年行动计划（2014-2016）》等，2016年实现装配率不低于40%。在规划容积率奖励，差异化预售，绿建补贴方面给予一些政策奖励。

2EPC模式在装配式建筑中的优势

2.1传统模式

传统模式上各企业单独面向甲方造成设计、制备、施工脱节，各自为政，产业链不整合，没有形成合力，从而造成市场、利益、责任相分离。各阶段模型互不关联，协调能力差，模型间难以保持一致，造成重复工作，无法互联、互通和互检。

2.2EPC模式及特点

EPC模式是由业主和总包为代表的二元管理，业主仅派业主代表负责监督管理，总承包商具有更大权利和灵活性，以设计为主导，专业工程师全程监督和管理。对业主有利于建设目标顺利实现，对项目的直接监控力降低。承包商责需承担全部风险，包括可预见或不可预见的。

EPC模式的产业链闭合，它们紧密结合，目标统一；形成合力，减少内耗；责任连带，利益共享；竞争和抗风险能力强。EPC模式的信息集成（见图1）是在设计阶段建立统一的基础模型，各专业、各阶段在一个模型上工作，保证BIM模型的唯一、准确、全面，实现数据的高效运转、共享、集成。它是基于BIM模型的互联、互通和互检。

2.3EPC模式装配式住宅案例实践研究

下面以上海佘山21丘大型动迁居住社区为例，项目总建筑面积约96万㎡，综合绿地率为35%。包括十块住宅用地，建筑层数为9-11层电梯房，规划包含动迁住宅、出租公寓、沿街商业、及大型绿地和大型地下商业等。项目的方案由外方设计，施工图设计由集团下的设计公司负责完成，预制产品均由集团下的新型材料公司生产，施工由集团公司总承包，充分体现了EPC模式的设计施工一体化。

3装配式住宅设计

3.1结构体系设计

结构体系的形式及其空间关系的合理陛不仅直接影响到建筑物的安全，而且关系到能否达到建筑物预定的功能要求和能否取得合理的经济效益。装配式建筑采用与现浇等同的设计原则，结构体系及建造高度应符合规范要求。

本项目的住宅楼采用SP叠合板预制剪力墙结构体系，它的连接构造较为简单、墙体可快速拼装到位、节省现场支撑、施工便捷；楼板具有较大跨度，可实现室内大空间，便于空间灵活分隔等优势。

外墙采用预制反打面砖夹芯保温墙或彩色混凝土，内墙采用预制混凝土，楼盖为预制预应力SP叠合板，楼梯、阳台、雨篷采用预制混凝土（见图2）。集外墙装饰、保温、门窗、结构于一体的预制混凝土夹心保温墙板作为外墙板，解决了门窗、墙体渗水，外保温、外饰面砖脱离等建筑质量通病，而且还实现了保温与结构的同寿命，充分体现了较高的体系集成度。

3.2建筑设计

3.2.1户型组合设计研究

户型组合设计就是提炼具有足够典型性的典型，再灵活多样的组合成各种建筑，是装配式住宅設计中最典型的设计手法。21丘项目的户型组合设计主要采用了以下两种组合方式。

单元定型组合通常采用固定结构单元模块组合或分解成一种或两种户型。在下图中（见图3），将2个独立的单元户型组合成一个超大户型，分别打通中间的储藏空间使得其变成室内过道，减少一个厨房将其变为卧室，组合成一个可三代同居的大居室。

以户为单位灵活划分空间的组合方式通常借用轻质隔墙二次划分空间，其承重墙体往往与分户墙的隔声、防火等功能相一致，因而大都采用与结构单元相一致的以“户”为组合单位进行组合，它的局限性是户型面积变化的灵活性较小。在下图中（见图4），卫生间、厨房等因楼板留洞等因素在结构单元内保持原位置，去掉原书房与客厅间的隔墙，将书房改为餐厅，中间用可移动电视机柜来隔断。实现真正意义上的大开间、可自由分隔的住宅理念，具有良好的降噪隔震效果，住宅舒适度大大提高。

3.2.2立面设计研究

21丘项目的外形设计采用水平和垂直相结合的构图方式。住宅在水平构图上有预制外墙划分，窗户、阳台、女儿墙的划分，运用分隔缝做层间划分等。在垂直构图上运用外凸的预制构件作有规律的垂直重复，在平直的外立面上突出阳台组成一个小体部突出于外墙，使外立面变成一个一个由阳台构成的竖向体部划分成竖向段落。

住宅细部是外形的重要组成部分，每个细部几乎都是住户要经常使用的构件，装配式住宅的外观受生产方式的制约更要注意细部处理的变化。21丘项目在细部处理上采用预制阳台、楼梯、雨篷、女儿墙等等。

3.3装配式住宅施工

装配式住宅的施工主要包括预制构件工厂化制作以及结构的现场拼装两部分。其中构件的预制应严格按照设计图纸，2013年集团成立了新型建筑材料有限公司，并于2014年完成位于松江佘山的第一个预制产品生产工厂的建设，并生产21丘项目的所有预制产品。现场的拼装环节主要为构件吊装和装配成型。

3.4工效研究

以21丘一幢11层小高层住宅为例（装配率80%），工业预制在主体结构上缩短20天，粗装修上大大缩短80天，二次結构和精装修的工期相同，总工期一共缩短了100天。预制体系中的二次结构（内隔墙），若采用新型内隔墙材料，可进一步压缩工期。由此可见，装配式住宅在提高产品质量的同时极大地提高了施工速度，提高住宅的开发率，促进住宅产业化的发展。

4结论与展望

在设计施工一体化的模式中，业主可以统一部署现场集中办公，开发、施工、设计各方可第一时间对现场的即时问题展开讨论与协商：紧密的内部沟通促使生产施工能更为准确地把控设计意图，有效缩短设计与施工磨合期，令设计构思与施工操作尽可能达到“无缝衔接”。设计更为密切地融入施工过程，可为施工难度较大的措施与方案提供复核验算，还可优化较为复杂的设计方案来降低项目实施的过程风险，有效避免工程浪费。通过一体化，可以对整个工程的进度、质量、成本等进行有效的控制。各方作为集团内产业链的组成，虽有分工，但共当风险，可相互支持，相互验证，避免拖沓推委，有利于创精品工程。一体化的模式有效地促成了内部优势产业的结合。

装配式住宅作为我国住宅未来发展的必要手段，通过对装配式住宅设计施工一体化的化的研究结果表明，对建筑结构设计与施工两方面的研究，有利于优化已有的设计施工方法，进一步促进装配式建筑的发展。