大开间剪力墙结构在保障性住房中的应用

■ 范卫东 FAN Weidong 任建淼 REN Jianmiao 杨永葆 YANG Yongbao

为进一步改善人民群众的居住条件，我国正在大力加强保障性住房建设力度，保障性住房已经成为民生热点问题之一。作为国内特大型城市的上海，根据“保基本、全覆盖、分层次、可持续”的要求，在已形成廉租房、公租房、共有产权保障房、征收安置房“四位一体”租购并举的住房保障体系下，自2003年起至今，已在全市规划的46个大型居住社区中的38个大型居住社区，建设了将近5 000万m2的市属保障房，为中心城区旧改、市重大工程和共有产权保障房提供了大量的优质房源，为改善上海老百姓的居住条件和优化上海房地产市场以及上海城市发展和经济建设做出了重要贡献。保障性住房各质量要素中，建筑户型和房屋平面使用功能布局的设计已成为老百姓关心、开发商注重的仅次于工程质量的“第二要素”，可见“住宅工程质量”已经不是一个狭义的概念，而是成为一个综合性的概念。根据已竣工交付的相关保障房统计数据，由于对交付后的保障房原建筑设计功能和布局不能满足其个性需求和生活居住的变化要求，大概超一成以上的保障房居住者，对房屋进行了包括房屋内墙体敲除在内等多种结构改造措施，以此达到其生活个性化、舒适化、环境可变化的需求。 对于保障房的实际入住者来说，其生活中所体现出来的各人爱好、收入水准、工作性质、生活圈子等差异性，决定了其生活方式的多样性。现阶段相对固定的居住空间很难协调因人而异的居住生活变化，居住者越来越向往居住空间能与随着时间变化而变化的生活方式相匹配。

按照传统设计理念，设计师已经对住宅各户型内部功能布局进行了预先的静态设计，而与此相反的是，实际居住者的生活方式是动态的，在生活过程中，其生活方式和家庭人口的数量都会产生不可避免的变化，居所的使用功能布局也需要随着实际居住者生活模式的改变而发生变化，但是相对固定的房间功能布局却无法满足上述要求，这就是居住者实际动态的生活模式与传统静态的居住功能布局之间的矛盾。此外，由于住宅建筑其产品的特殊性，是长达半个世纪以上的固定消费品（有的结构寿命长达100～200年），在这么长的时间内因居住观念的变化而使居所布局及使用功能发生周期性的变化，其时间往往也只有短短的一二十年时间。于是，居住者相对短期的对住宅内部功能布局需求的变化与住宅围护结构的持久性和耐用性，已成为了住宅建筑产品的主要矛盾。因此，设计者对住宅的户型和功能布局设计，一定要有兼顾居住者的舒适性和今后居所可变性的前瞻性思考，在不改变承重结构的情况下，给住宅的套型留下可改动的余地，让未来的生活方式、家庭需要在可变的预留范围内决定将来的空间形式，以满足居住主体的动态变化，真正实现“全生命周期”的保障性住房，这也是政府部门和相关建设单位进行大开间剪力墙结构在保障性住房中推广的背景和意义。以下就某试点大开间剪力墙结构项目做具体介绍。

1 工程概况

该工程位于上海市大型居住社区松江南站基地，项目西至香树路，东至陈家浜，北至旗亭路，南至沈家村河（规划）。该项目中包括7栋15F～17F住宅楼，商业配套、一层地下车库及变电站和门卫。住宅楼采用剪力墙结构，其余采用框架结构。结构各号楼范围定义见图1。现以5#楼A3-1（两室户）为例进行分析说明。

2 结构特征

图1 各号楼范围定义图

户型总面积不变，内部功能布局可调整的住宅，其改动性主要是基于其结构所提供的内部可变空间的大小，结构提供的内部可变空间越大，其户型内部功能布局变化的调整改动性就越强，反之则弱。该工程5#楼分户墙和梯、卫、厨集中的纵横墙为主要的抗侧力部位，是住宅的支撑体，如5#楼A3-1户型（图2），此户型由两个大开间单元6.9m×5.2m、6.0m×3.15m 和集中厨卫组成，这样的尺寸，结构相对简单，且能为多功能建筑创造可灵活分隔的结构单元，大开间单元内厅室分隔墙都是轻质材料墙，楼盖的安全储备相对要大些，以满足住户任意分隔的需求。

3 大开间灵活隔断住宅设计特点

大开间灵活隔断住宅开间方向可根据住户需求任意调整布置，住户可根据家庭人口的数量增减、经济状况改变和兴趣爱好变化，选择满足自身需求的使用功能和房间分隔布局，今后也可随生活模式的变化而进行内部多次功能和布局的改造。

图2 5#楼A3-1户型开间尺寸及板厚

大开间剪力墙结构设计时，厨、卫、梯组成集中核心体，加上大开间组成的客厅和卧室，可形成不同组合的套型。厨、卫、梯的定型定位有利于厅和卧室的自由分隔，便于设备管线的集中，然后填充客厅、卧室，如图3为该工程5#楼A3-1户型大开间灵活隔断的两种分隔形式，即平面布置方案，可供用户选择，以适应不同的家庭结构和居住的生活方式。

图3 户型A3-1大开间平面布置变化图

4 经济效益和社会效益

（1）众所周知，住宅内部结构所提供的灵活可变空间与经济性成反比，灵活空间越大则建造成本越高，经济性越差，反之则低。与传统的小开间剪力墙结构相比，大开间住宅结构，开间较大，楼板板厚相应增加，成为影响技术经济指标的重要因素。该项目与笔者做过的几个保障房（传统小开间剪力墙结构）相比，地上含钢量指标见表1。通过对比可发现，大开间住宅结构含钢量较常规项目有所提高。

（2）大开间灵活隔断住宅与小开间住宅相比，由于承重墙面积和墙厚均减小一半左右，有效使用面积每户平均增加2～3m2，提高约3%～5%，若按使用面积计算，造价会基本持平。

（3）传统小开间住宅，根据不完全统计数据，由于不满意原有居所的房间分隔、功能布局，有超过一成的居住者会对居所进行个性化“伤筋动骨”的改造。如随意切割受力钢筋，随意拆除或凿短承重墙和在承重墙内随意开洞，改变下水管原有位置等，从中也引出不少邻里纠纷和民事官司，并最终对已入住的住户在居住质量和安全保障方面造成很大的安全隐患。例如，在2013年市属保障房三林大居里就发生了入住居民为改善其居住环境，盲目地将房屋内承重墙内的钢筋割断并敲除承重墙的违法行为，这种随意破坏住宅结构、浪费建筑材料等问题，已引起政府相关职能部门的重视。为避免上述情况发生，目前政府所提倡的推广大开间剪力墙结构在保障性住房的应用，可以有效地遏制住宅二次装修时破坏竖向承重结构的做法，同时又满足了大部分住户参与自身家装设计的个性需求。此外，还兼顾到将来住户进行多次改造的便利性，同时也达到了建筑垃圾减量化的工作要求。

（4）与传统的小开间剪力墙结构和传统的大开间剪力墙结构（开间和进深均较大）相比，该项目的大开间结构进深与传统小开间剪力墙结构相同（1个自然进深），开间与传统的大开间相同（2～3个自然开间），为改进型大开间剪力墙结构，进深不大，如5#A3-1户型开间的楼板，按双向板控制，根据计算板厚150mm、130mm即可。与传统的小开间剪力墙结构相比，楼板厚度稍有增加，这也是表1大开间户型含钢量增加不是很大的原因。

表1 地上含钢量指标对比表

与传统大开间剪力墙结构（计算板厚一般需要180mm以上）相比，楼板的自重又可以得到有效的控制，混凝土用量较为节省，减少结构自重，经济性较好，同时净高也会有所增加，这样室内空间感会大一些，舒适感也会更好一点。

（5）根据住建部住宅产业化促进中心的统计数据，欧洲建筑的平均使用寿命超过80年，美国为44年，而我国住宅的平均使用寿命却仅为30年，远远低于正常设计50年的使用寿命。我国每年拆除的老旧建筑占到新建建筑面积的40%，相当于一部分住宅，房龄虽仅10～20年，却由于结构无法改造而被迫拆除。由于拆除意味着新建，要消耗更多的资源。因此，设计出灵活可变的大开间剪力墙结构住宅，以满足其在整个使用周期内可能发生的使用功能变化，表面看是纯粹的技术问题，但实际上可以节约大量不可再生的自然资源和宝贵的社会财富，是延长我国住宅建筑使用寿命的有效手段。

5 改进型大开间住宅体现的优势

家庭人口结构、未来生活模式以及家庭生命周期的变动是影响住宅空间变化的几个主要因素。本文期望从实际出发，摆脱传统思维模式的束缚，使住宅建筑更贴近社会需要，贯彻“以人为本”为主题思想的设计理念，做到应变性与经济性并存，为居住者提供一个高品质居住环境。与传统大开间和小开间住宅相比，本文提出了一种改进型大空间住宅体系，通过对松江南站基地5#住宅A3-1户型的深入分析，总结了该工程改进型大开间住宅的几个优势。

（1）具有传统大开间住宅的优势，功能分区可变。尤其对于符合中低阶层的保障房居住者来说，能根据居住者家庭成员的数量以及不同的兴趣爱好，适当调整室内空间的功能布局，满足住户的多样性需求，同时便于住户参与自身家装设计，提高住户的满意度。

（2）利于居住者进行屋内装修改造，降低二次装修的噪音污染，减少因改变房屋结构而产生的建筑垃圾，从而减少和降低居住者大量的人工成本、经济成本和对环境的破坏。

（3）进一步提升包括实际居住者在内的各方群体的经济利益和综合效能。通过该住宅项目与以往常规剪力墙结构住宅项目的比较，大开间住宅的造价稍高，但实际使用面积相应提高，这也更符合国家即将出台的有关“住宅建筑应以套内使用面积进行交易”的相关规定。综合考虑各方面因素，大开间住宅也更有利于老百姓的切身利益，同时也受到政府、开发商、业主和物业管理部门的接受和认可。

（4）更符合国家和上海市政府所提倡“绿色建筑”和“住宅产业化装配式建筑”的理念和要求。

6 结语

综上所述可以看到，空间灵活可变的大开间住宅，已经成为改善住宅内部使用功能布局，提高住户生活环境和质量的一个有效手段，将成为当今以及未来多元化住宅建筑中一个不可或缺的重要类型。推广大开间剪力墙结构住宅，也具有长远的社会和经济效益，还能推动装配式建筑健康科学地发展，并有利于内隔墙新型墙体材料的开发和应用，促进墙体材料改革和建筑绿色节能的发展。同时，还会带动其它相关配套新产品的研发，这对加快推动我国住宅建设产业化起到积极的作用。