既有住宅建筑的工業(yè)化改造

■ 王 嵩 Wang Song

既有住宅建筑的工業(yè)化改造

■ 王 嵩 Wang Song

隨著我國大量既有住宅建筑使用年數(shù)的增加以及住宅工業(yè)化的迅猛發(fā)展，對(duì)既有住宅建筑進(jìn)行工業(yè)化改造可能成為一個(gè)非常具有發(fā)展前景的新領(lǐng)域。文章在我國既有住宅現(xiàn)狀和住宅工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)既有住宅建筑工業(yè)化改造的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)和改造方式進(jìn)行了初步分析，并探討改造中的技術(shù)重點(diǎn)。

既有住宅建筑；工業(yè)化；改造

0 引言

近年來，隨著我國社會(huì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)水平與房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)于居住的需求正不斷發(fā)生變化，住宅建筑也隨之發(fā)展變化，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①生活方式改變，對(duì)居住品質(zhì)的要求提升；②人口增長速度變緩，人口老齡化，兩人及以下家庭的比例增加；③建筑質(zhì)量提升，使用年限增加；④銷售的毛坯房數(shù)量減少，精裝修住宅和工業(yè)化住宅的比例增加；⑤建筑工程總量中新建工程所占的比例減少，包括改造在內(nèi)的維修工程所占的比例增加；⑥綠色環(huán)保、可變更、可持續(xù)發(fā)展的居住方式和建設(shè)方式得到重視。然而，對(duì)于一些建設(shè)年代較早的住宅，一方面，隨著使用年數(shù)的增加，會(huì)出現(xiàn)老舊、破損和物理性能衰退的情況；另一方面，由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和各項(xiàng)指標(biāo)的限制，無論是建筑面積還是居住功能，都已逐漸不能適應(yīng)當(dāng)前的需求。

為了加快住宅建設(shè)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅質(zhì)量，使住宅建設(shè)既能滿足廣大居民當(dāng)前的基本需要，又能適應(yīng)今后居住需求的變化，國務(wù)院辦公廳陸續(xù)發(fā)布了相關(guān)的方針政策。此后，我國住宅工業(yè)化的研究、生產(chǎn)和實(shí)踐進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，已有一部分企業(yè)在全國多個(gè)城市開展了住宅產(chǎn)業(yè)化的研究和試點(diǎn)工作，并進(jìn)入了規(guī)?；纳a(chǎn)階段，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

基于住宅建筑的使用壽命較長，不論是現(xiàn)在采用傳統(tǒng)方式建造的普通住宅，還是隨著住宅工業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展而建造的工業(yè)化住宅，在若干年后都將面臨老化的問題，或不能滿足逐步提升的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（如抗震設(shè)防水準(zhǔn)等）。這些既有住宅建筑即使已不滿足彼時(shí)的居住需求，也不可能全部拆除重建，必然需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)、修繕或改擴(kuò)建工作。筆者認(rèn)為：在土地條件和相關(guān)法規(guī)允許的情況下，若利用住宅工業(yè)化的產(chǎn)品與技術(shù)，對(duì)既有住宅建筑進(jìn)行工業(yè)化改造，以有效改善其居住條件，延長其使用壽命，實(shí)現(xiàn)物盡其用，將會(huì)是未來解決老舊建筑更新問題的一種有效途徑。

1 工業(yè)化改造的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)

由于是將以現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)制作為主的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式改為以工廠預(yù)制為主的生產(chǎn)方式，既有住宅建筑的工業(yè)化改造具有與常規(guī)住宅工業(yè)化建設(shè)相同的大部分優(yōu)點(diǎn)，主要包括：①通過集約化生產(chǎn)，可以做到節(jié)能、環(huán)保、高精度和高質(zhì)量；②避免了大規(guī)模的攪拌、砌壘、抹灰與澆筑等濕作業(yè)，以及切割、綁扎與焊接等作業(yè)，減少了手工操作；③現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人數(shù)減少，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，工作效率大幅提升；④施工便捷，施工速度快，工程周期短；⑤施工現(xiàn)場(chǎng)噪音小，散裝物料少，廢物及廢水排放少，對(duì)周邊環(huán)境的干擾小。

此外，既有住宅建筑的工業(yè)化改造還具有其它一些特點(diǎn)：①減少了對(duì)舊建筑的拆遷工作，縮短了工程工期，降低了建設(shè)成本；②通過一次或多次工業(yè)化改造，可以極大地延長建筑物的使用壽命；③在人口和建筑密度較高的地區(qū)，作業(yè)空間小，對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求高，使用工業(yè)化的構(gòu)件或模塊可以減小改造工作對(duì)居民日常生活的影響；④可以直接套用工業(yè)化住宅的規(guī)范和生產(chǎn)、施工技術(shù)，使用成熟的工業(yè)化構(gòu)件或部品；⑤內(nèi)裝修（包括給排水、供熱和通訊設(shè)施等）的改造也可以部分實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；⑥可能較多地使用鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)體系，以及鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)體系等。

2 工業(yè)化改造的方式

2.1 改造對(duì)象

適宜進(jìn)行改造的既有住宅建筑大致可以分為以下幾類。

（1）按建造的方式劃分，可分為普通住宅和工業(yè)化住宅。

（2）按建筑結(jié)構(gòu)的類型劃分，可分為砌體結(jié)構(gòu)住宅、框架結(jié)構(gòu)住宅和板式結(jié)構(gòu)住宅。

（3）按建筑的平面類型劃分，可分為單元式住宅和走廊式住宅。

2.2 改造方案

（1）改造方案的類型主要有戶內(nèi)改建、戶型擴(kuò)建和戶型合并等。在實(shí)際的改造過程中，往往是根據(jù)不同情況對(duì)以上3種類型進(jìn)行綜合運(yùn)用。

（2）改造部分的結(jié)構(gòu)形式主要包括框架結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、板式結(jié)構(gòu)和盒子結(jié)構(gòu)，可采用預(yù)制裝配或預(yù)制+現(xiàn)澆的方式與原結(jié)構(gòu)連接組合。

2.3 改造重點(diǎn)

住宅工業(yè)化的基本思路在早期大量使用預(yù)制構(gòu)件的磚混結(jié)構(gòu)住宅體系中已經(jīng)得到了較好的體現(xiàn)，而對(duì)于既有住宅建筑的工業(yè)化改造，除與之共有的一些相似性外，其重點(diǎn)主要包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的替補(bǔ)、墻體的更新、功能空間的改擴(kuò)建、屋頂?shù)母脑旌徒煌ㄏ到y(tǒng)的改造等。

2.3.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的替補(bǔ)

主要是梁、柱、樓板和屋面板等已損壞構(gòu)件的更替和新構(gòu)件（特別是抗震、減震、隔震構(gòu)件）的增補(bǔ)等，保證結(jié)構(gòu)的安全性并提高結(jié)構(gòu)的耐久性和抗震性能。

2.3.2 墻體的更新

主要是更換舊的墻體和門窗，代之以高質(zhì)量的工業(yè)化產(chǎn)品，以提高住宅的保溫、隔熱、隔聲性能及防滲漏性能等。

2.3.3 功能空間的改擴(kuò)建

主要是在建筑外部利用工業(yè)化的預(yù)制模塊來增加住宅的總面積，解決諸如起居室不能滿足起居生活需求，陽臺(tái)不能滿足晾曬及活動(dòng)需求，衛(wèi)生間干濕不分離或無法容納洗衣機(jī)，廚房操作空間狹窄、油煙污染嚴(yán)重、管線布置雜亂或無法容納冰箱等問題，也可以根據(jù)住戶的要求加建陽臺(tái)板、陽光房和雨棚等構(gòu)件，或增改新的設(shè)備、設(shè)施等等，以增加或改善既有住宅建筑的使用功能。

2.3.4 屋頂?shù)母脑?/p>

主要包括屋面的保溫、隔熱和防滲漏改造，以及屋頂加層、平改坡和種植屋面改造等。

2.3.5 交通系統(tǒng)的改造

包括調(diào)整樓梯的位置和尺寸，以及增設(shè)電梯井等。

2.4 適用部品

對(duì)既有住宅建筑進(jìn)行工業(yè)化改造，要選擇適用的建筑部品。

2.4.1 結(jié)構(gòu)體系

主要是預(yù)制裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系和預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)體系，其中包括預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制樓板、預(yù)制屋面板、預(yù)制墻板、預(yù)制樓梯或預(yù)制整體單元等組件。

2.4.2 預(yù)制墻板

主要包括單一材料（鋼筋混凝土、輕集料混凝土、輕質(zhì)蒸壓加氣混凝土等）墻板、復(fù)合材料墻板、輕鋼龍骨石膏板墻板等。

2.4.3 預(yù)制廚衛(wèi)

主要是以各種材料加工而成的預(yù)制整體式和預(yù)制裝配式廚衛(wèi)間。

2.4.4 工業(yè)化屋頂

主要包括預(yù)制的混凝土疊合屋頂和輕鋼結(jié)構(gòu)屋頂，以及其它的附加功能組件等。

2.4.5 室內(nèi)裝修

主要包括各種預(yù)制的輕質(zhì)隔墻、吊頂和樓板面層等。

2.4.6 配套設(shè)備

主要包括電氣設(shè)備、暖通設(shè)備和廚衛(wèi)設(shè)備等。

3 工業(yè)化改造的技術(shù)重點(diǎn)

3.1 技術(shù)體系的兼容性

技術(shù)體系的兼容性主要是指模數(shù)協(xié)調(diào)和部品的通用性。既有住宅建筑與新增的改造部分在建筑體系上通常存在差異，模數(shù)協(xié)調(diào)的問題會(huì)顯得比較突出，不僅有可能導(dǎo)致施工困難，還有可能對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性造成隱患。因此，改造部分增替的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、圍護(hù)構(gòu)件和裝修組件等都需要與原建筑的模數(shù)保持協(xié)調(diào)，改換的設(shè)備、管線等部品也需要與原建筑的部品尺寸保持協(xié)調(diào)或?qū)崿F(xiàn)體系轉(zhuǎn)換。同時(shí)，為了利用現(xiàn)有的工業(yè)化成果，改造部分的成套技術(shù)體系也必須滿足與現(xiàn)有工業(yè)化住宅技術(shù)體系的通用性，并能為進(jìn)一步的改擴(kuò)建預(yù)留余地。

對(duì)此，相關(guān)部門首先應(yīng)進(jìn)行必要的協(xié)調(diào)工作，組織研究各技術(shù)體系之間的兼容性問題，給出相應(yīng)的指導(dǎo)性意見，制定住宅建筑和工業(yè)化部品的模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，編制出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和參考圖集，以保證各相關(guān)技術(shù)體系間的兼容性與開放性，提高各部品門類間的配套性與通用性，使各類既有住宅建筑與工業(yè)化部品及設(shè)施均能在統(tǒng)一的技術(shù)體系中有效對(duì)接。其次，可在現(xiàn)有住宅工業(yè)化部品體系的基礎(chǔ)上，整理并開發(fā)出通用的住宅工業(yè)化改造技術(shù)體系。條件充分時(shí)，還可將工業(yè)化改造的技術(shù)體系逐步擴(kuò)大到學(xué)校、醫(yī)院和辦公樓等公共建筑中。

3.2 新舊結(jié)構(gòu)的連接

對(duì)既有住宅建筑的改造往往是在其建成多年之后進(jìn)行的，原有主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成或基本上完成了沉降，即使新建部分的自重較輕，地基處理亦可適當(dāng)簡化。但若采用的基礎(chǔ)形式或施工方式不當(dāng)，則有可能會(huì)與原有主體結(jié)構(gòu)的地基不協(xié)調(diào)而變形，從而產(chǎn)生不均勻沉降；若新舊結(jié)構(gòu)之間的連接構(gòu)造不合理，不能滿足變形要求或不能有效抵抗地基不均勻沉降引起的內(nèi)力，則可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

新建部分與原建筑的上部結(jié)構(gòu)起初是相互獨(dú)立的兩個(gè)部分，若新建部分的結(jié)構(gòu)布置不合理，只謀求建筑面積的增加，或施工和使用的便利，而沒有考慮到建筑物的整體性，則可能會(huì)導(dǎo)致安全性方面的問題。例如：為了使用空間的需求而拆除承重構(gòu)件或改變?cè)Y(jié)構(gòu)的傳力途徑，新增結(jié)構(gòu)未與原結(jié)構(gòu)對(duì)齊或采取有效的拉結(jié)措施等等。特別是在地震區(qū)，多層住宅的新建部分容易在水平地震力的作用下失穩(wěn)，一旦設(shè)置不當(dāng)就會(huì)影響整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。新建部分與原建筑的樓面或屋面交接處，還容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象并引起滲水、漏水等問題，從而影響建筑的正常使用和壽命。

上述問題都需要從改造的設(shè)計(jì)階段開始就予以重視，應(yīng)調(diào)查清楚既有建筑的設(shè)計(jì)資料和實(shí)際狀況，并根據(jù)需要對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)、鑒定，進(jìn)而選用合理的設(shè)計(jì)、施工方案及構(gòu)造方式，對(duì)原建筑進(jìn)行改造加固等。同時(shí)，為了滿足新舊建筑連接處的可靠性、通用性和物理性能等要求，還應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的情況統(tǒng)一構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，采用先進(jìn)的技術(shù)、工藝并簡化工序，使改造工程既安全、經(jīng)濟(jì)、合理，又便于施工。

3.3 施工體系

首先，必須將既有住宅建筑的工業(yè)化改造與住宅工業(yè)化納入統(tǒng)一的生產(chǎn)與施工體系，以達(dá)到方便、快捷和節(jié)約成本的效果；其次，需要開發(fā)出不僅能夠保證既有住宅建筑的日常使用，又能方便地進(jìn)行改造的系統(tǒng)化施工方法，并發(fā)展適宜的施工體系。

4 應(yīng)用情況

近年來，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了少量嘗試采用工業(yè)化或部分工業(yè)化方式對(duì)既有住宅建筑進(jìn)行改造的案例。2012年，在北京市海淀區(qū)甘家口住宅樓抗震節(jié)能綜合改造工程中，率先采用《既有砌體住宅工業(yè)化抗震加固體系成套技術(shù)》（圖1），對(duì)3幢建于20世紀(jì)70年代的5層高、總面積7 536m2的砌體結(jié)構(gòu)住宅樓進(jìn)行了改造（圖2）。工程涉及結(jié)構(gòu)抗震加固、保溫節(jié)能體系改造和樓頂平改坡等施工項(xiàng)目，采用預(yù)制裝配式鋼筋混凝土外套墻板，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)吊裝和組拼等工藝對(duì)墻體進(jìn)行了抗震加固，并將保溫節(jié)能與外立面裝飾改造一體化解決，顯著提升了建筑物的使用性能和外觀品質(zhì)；之后，拆除原有坡屋面，加固屋面結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了屋面梁、鋼屋架以及屋面瓦的施工。本次改造工程還同步進(jìn)行了水、電和供熱管線的改造更新等，使每戶的生活用電擴(kuò)容兩倍，消除了居民的安全隱患并降低了供熱能耗。

工業(yè)化改造技術(shù)在此工程中的成功應(yīng)用，使建筑物變得更加安全、舒適、低碳、環(huán)保，徹底改善了132戶居民的居住條件與生活環(huán)境，也為此后北京市政府大力推廣老舊住宅加固改造工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持（圖3），充分體現(xiàn)了科技引領(lǐng)市場(chǎng)的先進(jìn)作用。

5 結(jié)語

圖1 既有砌體住宅的抗震加固成套技術(shù)研究試驗(yàn)

圖2 北京市海淀區(qū)甘家口住宅樓的抗震節(jié)能綜合改造工程

圖3 經(jīng)抗震加固與保溫節(jié)能綜合改造后的北京市朝陽區(qū)農(nóng)光里住宅樓

隨著城鎮(zhèn)居民對(duì)居住建筑要求的變化和提升，以及既有住宅建筑使用年數(shù)的增加，我國在未來數(shù)十年間將會(huì)有數(shù)量龐大的住宅建筑面臨維修、改造或淘汰的局面。逐步發(fā)展成熟的住宅工業(yè)化產(chǎn)業(yè)，正可以為這些既有住宅建筑的工業(yè)化改造提供大量可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和可利用的資源，使我們能夠在周邊的有限空間內(nèi)，在基本保留原建筑主體結(jié)構(gòu)和盡量不干擾居民日常生活的前提下，通過一定的改造措施，提升住宅的居住品質(zhì)，并合理延長建筑物的使用壽命。

本文借鑒已有的國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，對(duì)既有住宅建筑的工業(yè)化改造進(jìn)行了一些探索?，F(xiàn)代生活中，人們對(duì)于改善居住條件的需求周期相對(duì)較短，這與建筑本身使用年限相對(duì)較長產(chǎn)生了矛盾。筆者認(rèn)為，對(duì)住宅建筑的工業(yè)化改造正好為解決這一矛盾提供了一條理想的捷徑，具有非常良好的發(fā)展前景。

[1]關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量的若干意見.中華人民共和國國務(wù)院辦公廳，1999.

[2]桑小琳,鄧雪嫻. 多層住宅的改造——舊住宅可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策[J]. 建筑學(xué)報(bào). 2005（10）: 42-44.

[3] 王峙.住宅建筑改擴(kuò)建研究[D].天津:天津大學(xué)研究生院，2004.

Industrial Reconstruction of Existing Residential Buildings

With the aging of residential buildings in China and the rapid development of residential industrialization, the industrial reconstruction of existing residential buildings may become a very promising new fi eld. Based on the present situation of existing residential buildings and residential industrialization development in China, this paper initially analyzes the advantages, characteristics and ways of existing residential building's reconstruction, and discusses the key technical points during the reconstruction.

existing residential building, industrialization, reconstruction

2016-10-21）

王嵩,同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院建筑系博士研究生。