預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用

趙明世（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南鄭州450000）

預(yù)制裝配式住宅設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用

趙明世（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南鄭州450000）

隨著住宅工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們對(duì)住宅經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的要求也越來(lái)越高，以及近年來(lái)我國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，發(fā)展預(yù)制裝配式住宅已然成為我國(guó)住宅建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的必然選擇。本文通過(guò)對(duì)預(yù)制裝配式住宅的應(yīng)用現(xiàn)狀以及其目前國(guó)內(nèi)外的設(shè)計(jì)研究結(jié)構(gòu)狀況這兩方面的研究，了解了預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)研究背景及其特點(diǎn)；從建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)的角度出發(fā)，了解預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)原理及方法，經(jīng)試點(diǎn)工程應(yīng)用，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)及長(zhǎng)處，有利于優(yōu)化原有的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步促進(jìn)預(yù)制裝配式住宅的建筑節(jié)能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約及有效利用，為進(jìn)一步對(duì)預(yù)制裝配式住宅的研究和應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)，為更好地發(fā)展建筑節(jié)能和住宅產(chǎn)業(yè)化提供了借鑒。

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)；住宅設(shè)計(jì)；建筑節(jié)能；防水構(gòu)造設(shè)計(jì)

1 預(yù)制裝配式住宅的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)研究背景

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)（Prefabricated concrete，簡(jiǎn)稱PC）是一種經(jīng)裝配、連接和部分現(xiàn)澆而成的混凝土結(jié)構(gòu)，它的主要構(gòu)件為預(yù)制構(gòu)件。該結(jié)構(gòu)體系在國(guó)外現(xiàn)已發(fā)展并成熟起來(lái)，被大量應(yīng)用于住宅設(shè)計(jì)建設(shè)中，而在我國(guó)國(guó)內(nèi)則剛剛起步，發(fā)展前景和空間都相當(dāng)可觀，而且在政府積極地政策傾斜下，發(fā)展得也會(huì)越來(lái)越快，技術(shù)發(fā)展也會(huì)更加完善。但是在迅速發(fā)展得同時(shí)也會(huì)面臨一些無(wú)法避免的問(wèn)題，在我國(guó)的住宅建設(shè)中，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系大多被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中。該建筑施工方式雖然技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)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、資源利用率低等問(wèn)題。在我國(guó)力求建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的美麗中國(guó)的大背景下，在“低碳經(jīng)濟(jì)”、“綠色建筑”等新興觀念的引導(dǎo)下，轉(zhuǎn)變住宅的設(shè)計(jì)方法，改革住宅建造方式，大力發(fā)展預(yù)制裝配式住宅，顯然已成為我國(guó)住宅建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1.2 國(guó)內(nèi)外預(yù)制裝配式住宅的研究現(xiàn)狀

預(yù)制裝配式住宅的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，20世紀(jì)70年代至今，隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全球一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到原有住宅建筑設(shè)計(jì)的弊端和不足，已開(kāi)始改造住宅建筑設(shè)計(jì)建筑方式，使其更加得環(huán)保，更加得經(jīng)濟(jì)實(shí)用，于是形成并發(fā)展一種可以滿足人民需求的預(yù)制裝配式住宅，并得到了深入的發(fā)展，總體慢慢地走向成熟。這些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)預(yù)制裝配式住宅的科研和工程應(yīng)用起步較早，且試用技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，住宅建筑工業(yè)化水平已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)。而我國(guó)現(xiàn)階段仍保持著原來(lái)的住宅建筑設(shè)計(jì)模式，由于我國(guó)各方面技術(shù)要求還尚未達(dá)到，轉(zhuǎn)型升級(jí)仍需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期，因而我國(guó)目前還仍以傳統(tǒng)的住宅建筑模式為主，只有少數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)，如北京、南通等發(fā)達(dá)城市在慢慢地應(yīng)用這種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的住宅建筑模式，要想在我國(guó)的其他地區(qū)還使用這種住在建筑模式，仍需要我國(guó)政府的大力引導(dǎo)和支持，并不斷步入正軌。而迄今為止，國(guó)外預(yù)制裝配式住宅已經(jīng)形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化住宅體系，并在這基礎(chǔ)上不斷加以改造和創(chuàng)新，并且對(duì)住宅體系靈活性、多變性的特點(diǎn)進(jìn)行研究以適應(yīng)更加發(fā)展迅速的住宅產(chǎn)業(yè)，使資源可以得到有效利用，這對(duì)我國(guó)預(yù)制裝配式住宅結(jié)構(gòu)體系及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展具有很大的借鑒意義。

1.2.1 美國(guó)裝配式建筑

美國(guó)在20世紀(jì)70年代遭遇了一次重大的能源危機(jī)，這使得美國(guó)不得不重新考慮自身的資源利用方式及結(jié)構(gòu)，于是美國(guó)城市發(fā)展部出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，于是形成了美國(guó)特有的住宅建筑模式，而這種住宅建筑模式大大降低了建筑材料成本，切實(shí)地加強(qiáng)了施工的可實(shí)施性。目前仍在應(yīng)用當(dāng)中，并與之后美國(guó)的建筑體系相互融合和發(fā)展。美國(guó)編制的設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制等方面的技術(shù)文件。該手冊(cè)不僅在美國(guó)，而且在整個(gè)國(guó)際上也是非常具有影響力和號(hào)召力的，之后的國(guó)家夠開(kāi)始效仿美國(guó)的住宅建筑模式，并產(chǎn)生積極有效的影響。

1.2.2 歐洲裝配式建筑

歐洲的許多發(fā)達(dá)國(guó)家都早已開(kāi)始借鑒這種預(yù)制裝配式的住宅建筑模式。法國(guó)1891年就已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施構(gòu)建裝配式混凝土的住宅建筑模式，法國(guó)住宅建筑以混凝土體系為主，鋼、木結(jié)構(gòu)體系為輔，主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系，這種建筑結(jié)構(gòu)以構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開(kāi)為特點(diǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)減少預(yù)埋，達(dá)到非常高的生產(chǎn)和施工質(zhì)量。這種住宅建筑模式迄今已有130年的歷史。

眾所周知，德國(guó)是世界上建筑能耗降低幅度發(fā)展最快的國(guó)家，德國(guó)的裝配式住宅主要采取疊合板、混凝土、剪力墻相結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，這種住宅建筑模式的耐久性較好。直至近幾年德國(guó)還提出了零能耗的被動(dòng)式建筑，并得到國(guó)際上的廣泛認(rèn)可和借鑒，從大幅度的節(jié)能到被動(dòng)式建筑，德國(guó)都采取了預(yù)制裝配式的住宅建筑模式已經(jīng)相對(duì)應(yīng)的施工方法來(lái)實(shí)施，而這就需要裝配式住宅模式與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)之間相互充分地融合。

瑞典和丹麥對(duì)裝配式住宅的研究和應(yīng)用更為悠久，早在20世紀(jì)50年代開(kāi)始就已有大量企業(yè)開(kāi)發(fā)混凝土和板墻裝配的部件。丹麥?zhǔn)且粋€(gè)將模數(shù)法制化應(yīng)用在裝配式住宅的國(guó)家，為了滿足住房的多樣性需求，丹麥編制了模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)使住宅建筑行業(yè)更加得規(guī)范化、具體化、政策化。故丹麥?zhǔn)且援a(chǎn)品目錄設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推行建筑工程化的，從而先使部件達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)化，然后在此基礎(chǔ)上，多方位、多角度的實(shí)現(xiàn)多元化的需求，因此也可以說(shuō)丹麥建筑實(shí)現(xiàn)了多元化與標(biāo)準(zhǔn)化的和諧統(tǒng)一。

2 預(yù)制裝配式住宅的設(shè)計(jì)方法及特點(diǎn)

“拼裝房”是預(yù)制裝配式住宅的通俗稱呼，目前被廣泛應(yīng)用于住宅工程建筑施工中，它之所以被應(yīng)用的這么廣泛，是因?yàn)樗衅渥陨愍?dú)有的特點(diǎn)，有著比傳統(tǒng)住宅建筑模式更為優(yōu)良的特點(diǎn)：

（1）預(yù)制裝配式住宅以預(yù)制鋼筋混凝土外墻為主，從而取代了傳統(tǒng)的剪力墻或砌體圍護(hù)；以預(yù)制鋼筋混凝土梁、柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的現(xiàn)澆梁、柱等受力構(gòu)件，這樣可以減少現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，使得交叉作業(yè)方便有序，進(jìn)而提高勞動(dòng)效率。

（2）按照目前并未達(dá)到規(guī)?；纳a(chǎn)測(cè)算，預(yù)制裝配式住宅進(jìn)度快可在短期內(nèi)交接使用，要比傳統(tǒng)住宅建筑方式的進(jìn)度快非常多。

（3）通過(guò)鋼筋混凝土的搭接，將預(yù)制的樓梯、外墻等配件運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，而這種搭接不是只是簡(jiǎn)單的連接，其中的每個(gè)樓板都有鋼筋作為支撐，因此房屋的結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固，進(jìn)而提高了房屋的安全性。

（4）“拼裝房”的構(gòu)件精度更高，改善了以往傳統(tǒng)建筑開(kāi)裂、滲漏等質(zhì)量問(wèn)題，它還采用了輕質(zhì)隔墻體系，可進(jìn)一步提高住宅的整體的安全性、防火性和耐久性。由于其采用了特殊的輕質(zhì)建材，因此業(yè)主可根據(jù)自身需要變更裝修風(fēng)格，更體現(xiàn)了房屋的自主化和便利化。

（5）在房屋的使用過(guò)程中，“拼裝房”采用新型的保溫層，改善了房屋的保溫效果，這使戶主可以根據(jù)室內(nèi)溫度適當(dāng)?shù)慕档团瘹鉁囟?，這也就節(jié)省了能源的使用和消耗；“拼裝房”在建設(shè)過(guò)程中，可大幅度減少建筑垃圾的產(chǎn)生和建筑污水的排放，可減少有害氣體及粉塵的產(chǎn)生，降低建筑噪音的污染，為人們的生活環(huán)境和身體健康來(lái)帶來(lái)好處。

（6）“拼裝房”的住宅建筑模式不僅有利于開(kāi)發(fā)企業(yè)的資金流轉(zhuǎn)，更加能夠加快住宅產(chǎn)業(yè)的上市速度，因此可以大大緩解城市住宅產(chǎn)業(yè)的供給關(guān)系。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，如果大面積推廣的話，不僅可以減低建造材料成本，而且對(duì)抑制房?jī)r(jià)上漲也會(huì)有積極地作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)住宅建筑行業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景中，國(guó)內(nèi)住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化為其提供了有利的契機(jī)，因此發(fā)展預(yù)制裝配式住宅已然成為今后發(fā)展的趨勢(shì)。從社會(huì)綜合效益分析來(lái)看，改善住宅品質(zhì)、提高安全生產(chǎn)水平，維護(hù)人民的社會(huì)利益也顯得越來(lái)越重要，因此發(fā)展預(yù)制裝配式建筑技術(shù)將是我國(guó)住宅建設(shè)發(fā)展的必由之路。

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TU241

A

2095-2066（2016）35-0190-02

2016-12-3