采用裝配式技術(shù)和模塊化設(shè)計的新型集成房屋設(shè)計研究

周清琰 曹建 胡天池 寇恒久

摘 要：集成房屋以其便捷性在房地產(chǎn)市場中占據(jù)著獨特的地位，隨著社會發(fā)展，城市人口流動性趨于增強，能夠跟人一起搬家的移動集成房屋應(yīng)運而生。當(dāng)下的集成房屋設(shè)計走向兩個截然相反的方向，一種完全考慮便捷性和設(shè)計感，而不注重房屋的材料及住房舒適度;而另一種則把重心放在堅固的結(jié)構(gòu)和材料上，完全失去了集成房屋的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：集成房屋;裝配式;模塊化

1 集成房屋的發(fā)展現(xiàn)狀

集成房屋的概念誕生于20世紀(jì)50年代末的西方，是一種通過在工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，從而快速組裝成成套房屋的一種房屋建造模式。相比于傳統(tǒng)住宅，集成房屋具有工期短、自重輕、可移動和綠色環(huán)保等優(yōu)勢。在一些發(fā)達國家，集成房屋經(jīng)過60余年的發(fā)展，已經(jīng)非常成熟，被廣泛應(yīng)用于市政、商業(yè)、旅游等領(lǐng)域。

我國的集成房屋發(fā)展歷史較為短暫，發(fā)展速度也較為緩慢，自汶川地震后才開始形成統(tǒng)一全面的行業(yè)技術(shù)和設(shè)計規(guī)范，在技術(shù)層面勉強跟上了歐美的步伐。而在市場的開發(fā)程度方面，與歐美相比更是相去甚遠。目前，由于市場普遍存在“集成房屋就是廉價房”的消費歧視，我國集成房屋更多由政府和建設(shè)單位牽頭，應(yīng)用于災(zāi)后安置、工地臨時建筑以及新農(nóng)村建設(shè)等領(lǐng)域，在商業(yè)和旅游等領(lǐng)域應(yīng)用較少。

目前國內(nèi)的集成房屋產(chǎn)品主要分為兩大類：活動房屋和集成住宅?；顒臃课葑⒅胤课莸目梢苿有?，分為拆裝式房屋和整體移動式房屋，前者需要拆卸后方可搬運，后者則是整體搬運。集成住宅在現(xiàn)場組裝后一般很少移動，往往對舒適度要求較高，且更注重房屋的永久性使用需求。

2 集成房屋前沿產(chǎn)品對比分析

集成房屋產(chǎn)品形式已經(jīng)越來越豐富，其中集裝箱房屋和整體框架式房屋最具代表性。在此，我們將對國內(nèi)兩種較為尖端的集成房屋產(chǎn)品進行全面的分析和比較，探究其核心競爭力和不足之處。

2.1 兩種集成房屋產(chǎn)品基本情況

雅致模方空間：模方空間是雅致的模塊化建筑產(chǎn)品，由單元模塊組合而成，單元模塊則是以輕鋼結(jié)構(gòu)或集裝箱結(jié)構(gòu)為框架、集成各類新型節(jié)能建筑裝飾材料，在流水化生產(chǎn)線上制造而成的建筑單元。既可單體使用，也可組合建成單層、多層或高層的模塊化綜合性建筑。根據(jù)單元模塊的結(jié)構(gòu)形式，模方空間又分為集裝箱房屋和整體框架式房屋兩大系列，廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)和民用建筑、公共服務(wù)領(lǐng)域。

北新輕鋼結(jié)構(gòu)集成房屋：北新集成房屋有限公司目前已開發(fā)出一套完整的集成房屋建筑體系：社會住宅與別墅體系由輕鋼密肋柱及復(fù)合圍護構(gòu)成，集生態(tài)環(huán)保、經(jīng)久耐用、靈活使用、保溫隔熱、透氣防潮、隔聲減震等特點于一體;公共建筑在獨立基礎(chǔ)上采用輕鋼框架與填充輕鋼剪力墻結(jié)合，該體系運用于大跨度空間、抗剪切能力強、加工密度高、建造速度快。

2.2 兩種集成房屋產(chǎn)品對比

通過以上的分析對比，我們可以看到這兩種產(chǎn)品各有取舍和突出之處，文章后續(xù)將針對二者之間這些差異進行集成房屋的綜合改良，試著給出一套更加優(yōu)秀合理、面向未來的設(shè)計方案。

3 一種便捷的集成房屋設(shè)計

3.1 設(shè)計理念

本設(shè)計以便捷為中心，高度結(jié)合模塊化的理念，在材料上采用新型輕質(zhì)節(jié)能材料，在功能上力求多樣，完善。

3.2 集成模塊化的設(shè)計

我們在設(shè)計中盡可能地采用模塊化設(shè)計、開放式布局來完善各個功能區(qū)（臥室、廚房、衛(wèi)生間、儲物間、客廳），并且足夠壓縮體積。

模塊化設(shè)計在家居設(shè)計中的應(yīng)用：模塊化結(jié)構(gòu)使單個模塊實現(xiàn)某個特定或幾個功能，基于產(chǎn)品功能定義好各個模塊之間的相互關(guān)系，主要體現(xiàn)在：

（一）廚房餐廳功能區(qū)

廚房功能區(qū)中有較多的硬性構(gòu)件，灶臺、油煙機、冰箱，這些構(gòu)件難以壓縮，把它們放在邊緣的收縮箱體中，餐臺用隱形吧式餐臺，不使用時靠墻收起來節(jié)約整體的體積。

（二）臥寢區(qū)

臥室周邊用折疊隔墻封閉。

在床榻的設(shè)計中主要采用旋轉(zhuǎn)折疊的理念，將床的一端固定在墻上，使用時通過90度的旋轉(zhuǎn)把它放下，如圖2。

（三）衛(wèi)生淋浴間

衛(wèi)生間與廚房一樣，存在很多難以壓縮的硬性構(gòu)件，把衛(wèi)生間放在邊緣的收縮箱體中，洗手臺、衛(wèi)浴等需要給排水的設(shè)施有相應(yīng)的管道直接連到室外的管道。

（四）客廳功能區(qū)

（1）采用伸縮式隱形電視，如圖3。

（2）嵌套式沙發(fā)

從外型部分把具有獨立結(jié)構(gòu)和獨立功能的盒式插件通過不同方向的相互連接，變成一種新的家具產(chǎn)品，經(jīng)過套插式模塊的組合使組裝、裝修和拆卸變得更靈活。

3.3 可伸縮的房間

我們的設(shè)計主要通過開間方向墻體移動來縮小房間的體積，可實現(xiàn)房屋整體縮小為正常使用房屋的1/3。房屋中間底部的小滾輪（萬向輪）在移動到現(xiàn)場后，將其固定。1號箱體與2號箱體（4號箱體與5號箱體）之間通過側(cè)面的滑軌與底部的大滾輪（萬向輪）實現(xiàn)它們空間上的相對移動，使箱體的空間由原來6.67立方米擴大到13.34立方米，然后在擴大后箱體重疊的部位（約3-5厘米寬）采用固定螺栓進行固定：上、下部位：3個，左、右部位：2個，共20個;3號箱體則是由1、2號箱體形成的空間和4、5號箱體形成的空間繼續(xù)通過2號箱體、4號箱體與1號板、2號板之間的滑軌和房屋左右兩側(cè)底部的大滾輪向兩側(cè)移動，展開形成體積為13.34立方米的3號箱體空間，與2、4號箱體重疊部位，同前做法，使用螺栓20個。

3.4 輕便保溫的墻體

由于本房屋的設(shè)計僅一層，加之輕鋼薄壁鋼骨結(jié)構(gòu)本身質(zhì)量輕，同時，在主體結(jié)構(gòu)體系的選擇中主要以結(jié)構(gòu)整體抗震性能優(yōu)、價格低廉、安裝便利作為選擇的參考要求，通過比選，選擇輕鋼薄壁鋼骨結(jié)構(gòu)作為實現(xiàn)本建筑設(shè)計的主體結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)需要進行防腐：鍍鋅、鍍鋁鋅以及各種底漆和面漆涂層等;與傳統(tǒng)住宅圍護結(jié)構(gòu)既要承重又要圍護相比，本設(shè)計采用的輕鋼薄壁鋼骨結(jié)構(gòu)中的圍護結(jié)構(gòu)則只需起到圍合空間的作用;作為內(nèi)墻、外墻，需要具備保障空間安全、保溫隔熱、隔聲、防火、耐腐蝕、防水等的作用;由于本設(shè)計需達到輕便可移動的目標(biāo)，因此，我們選擇工廠預(yù)制的各種墻板做主要比選。

通過比較可以發(fā)現(xiàn)，對于外墻結(jié)合輕鋼框架形成的雙層秸稈墻體在材料各項性能、使用壽命及可修補性、價格以及質(zhì)量上，更有優(yōu)勢;而對于內(nèi)墻，由于考慮到房屋需要壓縮，選用XPS擠塑保溫板，便于拆卸，同時可降低房屋的整體重量，降低運輸難度;對于屋面板材，采用珍珠巖保溫板，輕質(zhì)，有整體結(jié)構(gòu)性、防水排水功能，所以將其用于屋面板。此外，我們也發(fā)現(xiàn)，這三種板材均達到了利用廢棄物、節(jié)約資源、保護環(huán)境的目標(biāo)。

在使用時，要注意應(yīng)滿足強度和穩(wěn)定性以及與主體結(jié)構(gòu)的連接整體性，設(shè)單向透氣層，吸收室內(nèi)濕氣;接縫處材料有老化可能，在使用期內(nèi)可能需要修補，也可整體更換;另外，在圍護結(jié)構(gòu)材料中置入復(fù)合PCM相變材料，以增強墻體蓄熱保溫功能，適應(yīng)寒冷氣候。

參考文獻：

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