宜居構(gòu)筑，綠色融合＊
——南京丁家莊二期保障房A28 項目

張奕 吳磊 韋佳

南京長江都市建筑設計股份有限公司

南京丁家莊二期保障性住房A28項目位于南京市邁皋橋丁家莊保障房片區(qū)，總用地面積2.27萬m2，總建筑面積9.41萬m2，由6棟裝配式高層保障房與3層商業(yè)裙房組成。項目從高品質(zhì)宜居規(guī)劃設計、高品質(zhì)綠色建筑設計、高質(zhì)量綠色建造、全過程數(shù)字化信息化技術(shù)應用四個方面進行系統(tǒng)化技術(shù)應用，集成4大類、21項創(chuàng)新技術(shù)，首次在江蘇省保障性住宅大規(guī)模采用裝配化裝修技術(shù)，創(chuàng)立保障房建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化“可推廣、可復制、低成本、高效益”的整體技術(shù)體系。項目通過設計創(chuàng)新、科技創(chuàng)新帶動保障性住房高質(zhì)量設計、精益化建造、高品質(zhì)實現(xiàn)，被住房城鄉(xiāng)建設部列為2015年度裝配式建筑科技示范項目和江蘇省建筑業(yè)新技術(shù)應用示范項目，先后獲得綠色建筑三星標識、綠色建筑創(chuàng)新獎、裝配式建筑設計獎、土木建筑科技獎、魯班獎、詹天佑獎等。

1 “疊合住區(qū)”理念的開放性社區(qū)規(guī)劃

項目位于連接丁家莊一期住區(qū)和二期住區(qū)的綜合配套服務城市空間節(jié)點，規(guī)劃設計通過跨地塊內(nèi)街模式，連接居住片區(qū)與丁家莊地鐵站點，沿途創(chuàng)造步行化、社區(qū)化、多元化的城市配套服務界面。基于“新城市主義”的開放性社區(qū)理論，以“疊合住區(qū)”的復合理念進行規(guī)劃布局，融入?yún)^(qū)域功能、釋放城市公共價值，構(gòu)建“住商融合、資源節(jié)約、交通便捷、服務共享和人文體驗”五大方面可感知的開放型混合住區(qū)。

規(guī)劃住區(qū)的開放性基于居住和商業(yè)的復合屬性及周邊多種業(yè)態(tài)的資源共享，其東側(cè)為已建住宅，南側(cè)為三甲醫(yī)院，西側(cè)接續(xù)商業(yè)街，北側(cè)為規(guī)劃商務中心。社區(qū)商業(yè)采用內(nèi)街形式，作為區(qū)域商業(yè)中心，為住區(qū)提供便利的醫(yī)療、養(yǎng)老、商務、酒店、教育等公共服務。

1 丁家莊片區(qū)空間類型

2 鳥瞰

3 總平面圖

業(yè)主：南京安居保障房建設發(fā)展有限公司

建設地點：江蘇省南京市邁皋橋丁家莊保障房片區(qū)

項目負責人：汪杰

設計負責人：張奕

設計團隊：張奕、吳磊、彭婷、向彬

總建筑面積：9.41 萬m2

基地面積：2.27 萬m2

設計時間：2016

建成時間：2018

攝影：顧錫

4 商業(yè)豎向疊圖

5 商業(yè)區(qū)模型

6 場地模數(shù)化設計

7，8 底層商業(yè)中心

規(guī)劃住區(qū)為6棟27～30層保障性公租住宅，沿地塊南北規(guī)則布置，其中東側(cè)兩棟最高，各棟主入口均外向設置，底層入口采用架空形式，各自獨立管理。底部3層社區(qū)商業(yè)貼鄰住宅內(nèi)側(cè)環(huán)繞布置，形成內(nèi)街式商業(yè)中心，西側(cè)主入口對接商業(yè)地塊軸向入口，東南側(cè)和東北側(cè)分別設置次入口，形成“Y”形流線，與住宅流線完全分開。

2 “適應生長”可變的模塊化平面設計

建筑平面以“標準化”設計為核心，以“模數(shù)化、模塊化”設計為方法，6棟建筑共918套保障房均采用一種標準戶型。相同的標準戶型模塊和核心筒模塊是提升標準化的設計基礎(chǔ)。

2.1 規(guī)劃平面的模數(shù)化構(gòu)建

場地在規(guī)劃設計住宅主體布局與流線時，注重平面尺寸的規(guī)則化、模數(shù)化，采用8.4m×8.4m的矩形標準軸網(wǎng)劃分商業(yè)用房和地下停車庫，提高空間使用效率。同時將結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)上下統(tǒng)一，在建筑設計上體現(xiàn)了“少規(guī)格、多組合”的標準化設計原則。

2.2 模塊化方法的平面設計

以系統(tǒng)性的模塊層級分析方法，將住宅建筑平面分解為功能模塊、套型模塊、標準層模塊三個層級。

（1）功能模塊：通過對居住空間內(nèi)的過廳、餐廳、臥室、廚房、衛(wèi)生間以及交通核心筒等多個功能空間進行使用效率研究，控制部品尺寸、確定最優(yōu)的部品組合，形成各功能模塊。

（2）套型模塊：將居住空間內(nèi)的各功能模塊進行組合設計，用較大的結(jié)構(gòu)空間來滿足多個并聯(lián)度高的功能空間，將不同功能模塊集成在一起形成套型模塊。

（3）標準層模塊：套型模塊將通用的公共邊界與交通核心筒模塊進行組合，以最優(yōu)的便捷流線實現(xiàn)簡約的建筑輪廓，形成最佳的標準層模塊。

在標準層模塊的基礎(chǔ)上，通過豎向?qū)痈吣?shù)累積形成高層保障房建筑完成體。項目的6棟住宅建筑基于標準層模塊進行復制組合，為后期標準化部品/構(gòu)件的規(guī)?；褂谩⒕毣a(chǎn)、施工和維護帶來良好的質(zhì)量保障和經(jīng)濟效益。

2.3 可持續(xù)發(fā)展的戶型可變設計

9 戶型模塊化設計

10 標準層模塊化設計

11 標準層平面圖

12 沿街立面實景

13 全生命期演變

在標準戶型模塊設計中考慮未來可持續(xù)發(fā)展的要求，在建筑主體結(jié)構(gòu)不變的前提下進行戶型功能拓展和轉(zhuǎn)換設計，由于區(qū)域周邊緊鄰三甲醫(yī)院、商務辦公區(qū)等基礎(chǔ)設施，戶型設計預留三種未來功能的發(fā)展方向（小戶型住宅、適老型住宅、創(chuàng)業(yè)型辦公）。其中小戶型住宅可以演變?yōu)槿谥遥p拼形成三代同堂；適老型住宅可以分別演變?yōu)榘閭H型、自理型和護理型；創(chuàng)業(yè)型辦公也可轉(zhuǎn)變?yōu)榉趸汀⒊砷L型和SOHO型，每一種都有平面布局的預設。

3 “標準化”為核的新型預制裝配技術(shù)

基于新型建筑工業(yè)化的實踐探索，項目實現(xiàn)了裝配式主體結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)、管線與設備、裝配化裝修四大系統(tǒng)的綜合集成，裝配率達到了64%。以標準化設計為核心，標準化預制構(gòu)件應用比例大于70%，實現(xiàn)了外墻保溫裝飾一體化、預制夾心保溫外墻板接縫技術(shù)、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件一體化等技術(shù)集成與創(chuàng)新。

3.1 體系選擇及結(jié)構(gòu)布置

項目采用裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，從保障房的經(jīng)濟角度考慮，在預制構(gòu)件設計中優(yōu)先選擇水平構(gòu)件（樓板、梁、陽臺板、樓梯），在豎向預制構(gòu)件設計中，考慮到規(guī)范對約束邊緣構(gòu)件的現(xiàn)澆尺寸要求，優(yōu)先選擇長肢剪力墻，避免短肢剪力墻作為預制構(gòu)件導致裝配化效率低下的問題。本項目的預制構(gòu)件有預制夾心保溫外墻板、疊合板、預制陽臺空調(diào)板、預制樓梯等。

預制構(gòu)件設計應考慮構(gòu)件的大小與開洞尺寸，盡量減少預制構(gòu)件的種類，提高重復率（表1）。設計階段考慮到吊裝、運輸條件和制作成本，剪力墻構(gòu)件最重為4.55t；預制夾心保溫外墻板的高度以樓層高度為準，寬度考慮運輸和生產(chǎn)場地限制，最大不超過3.5m；預制樓板寬度大部分控制在3m以內(nèi)。

表1 構(gòu)件種類統(tǒng)計表

3.2 圍護結(jié)構(gòu)與構(gòu)件一體化

項目住宅部分外圍護系統(tǒng)采用了預制夾心保溫外墻和現(xiàn)澆空心混凝土外墻；內(nèi)隔墻部分除廚房、衛(wèi)生間、分戶墻、公共區(qū)域的填充墻采用陶?；炷凛p質(zhì)墻板，其余隔墻采用輕質(zhì)加氣混凝土（ALC）板材。

底部商業(yè)裙房采用預制GRC外掛板，設計以2.2m×5m的標準模塊進行組合，曲面板統(tǒng)一曲率，肌理線條首尾搭接、連續(xù)流暢，通過標準化設計，GRC外掛板的制作精度、色差控制、安裝精度都得到極大提高，取得了很好的視覺藝術(shù)效果。

3.3 外墻保溫裝飾一體化

外山墻采用保溫裝飾一體化設計，外葉板上裝飾橫條紋，采用外墻反打技術(shù)在工廠一體化預制，實現(xiàn)外墻的結(jié)構(gòu)、保溫、裝飾一體化設計與應用。

3.4 立面構(gòu)件一體化

將陽臺板和空調(diào)機位板“化零為整”，設計為一個構(gòu)件，減少了構(gòu)件種類，提高現(xiàn)場安裝的效率。

14 標準層預制構(gòu)件分析圖

15 現(xiàn)澆空心混凝土外墻做法與分布圖

16 成品板材分布圖

17 社區(qū)商業(yè)GRC 外掛板立面實景

18 社區(qū)商業(yè)GRC 外掛板立面設計

19 住宅外墻設計

20 預制構(gòu)件設計

21 周邊綠地結(jié)構(gòu)

22 周邊交通配置

4 “高品質(zhì)”提升的宜居綠色集成技術(shù)

4.1 生活便利

（1）舒適的“五分鐘”步行圈。項目周邊設有6個交通站點，其中公交站點2個、軌道站點4個。從住區(qū)至各公交站點距離為300～600m左右，步行時間均在5min以內(nèi)。內(nèi)部采用人車分流措施，地面無機動車停車，機動車位全部設于地下車庫。

（2）景觀、生態(tài)、休閑復合的綠地系統(tǒng)。項目片區(qū)綠地主要涉及社區(qū)公園、帶狀公園、街旁綠地、道路綠地和街區(qū)內(nèi)綠地五種類型，為住區(qū)居民的休閑、健身、交流提供了便利條件。

（3）適老關(guān)懷和殘障便利設施。人行道設置盲道，且單元入口采用無高差設計。場地鋪裝采用100%陶瓷透水磚，防滑值BPN達82，達到現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑地面工程防滑技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 331-2014）規(guī)定的Aw級。

23 防墜物與安全防護設計

4.2 安全耐久

（1）安全防護設計。場地設計中利用入口雨篷、商業(yè)裙房退層設計、景觀隔離帶降低墜物風險；建筑樓梯間外窗、連廊均設置防護欄桿，提高安全防護水平；架空層天井內(nèi)設置花壇，景觀與防護結(jié)合，避免人員進入造成安全隱患。

（2）管道規(guī)范標識。各類給排水管道設計清晰的標識，避免日常維護、維修時發(fā)生誤接的情況，造成誤飲、誤用。

4.3 健康舒適

（1）底層架空與風道貫通，優(yōu)化區(qū)域風環(huán)境。將東南角的底部商業(yè)向東調(diào)整，打開場地的通風界面，形成東南—西北方向的通風通道，優(yōu)化場地自然通風。在夏季及過渡季，將自然風引入組團，帶走集聚的熱量；冬季，通過東北側(cè)商業(yè)建筑，阻攔進入組團的冷風，調(diào)節(jié)室外溫度。經(jīng)模擬分析，夏季/冬季符合場地舒適度要求的范圍達到70%/85%。冬季建筑區(qū)域風速基本處于0.3～3.2m/s，風速放大系數(shù)約為1.62；夏季建筑區(qū)域風速基本處于0.3～4.5m/s。

（2）架空層與天井，優(yōu)化室內(nèi)通風采光。住宅底部的架空層及豎向通風采光井（4m×4m）加強了拔風效果，有效引入氣流與光線。通過設置采光井，保證廚衛(wèi)全明，根據(jù)采光模擬分析，平均采光系數(shù)為3.94%，較國家標準提高了71.8%。

（3）廚衛(wèi)負壓，控制室內(nèi)空氣質(zhì)量。廚房和衛(wèi)生間設有與室外相通的外窗，并將其設置于建筑單元的負壓側(cè)，可以有效防止因廚房和衛(wèi)生間的異味反灌引起的室內(nèi)空氣質(zhì)量問題。

（4）架空地板，改善居住空間聲環(huán)境。臥室和客廳采用裝配式架空地面，具體構(gòu)造為10mm硅酸鈣復合地板+10mm無石棉硅酸鈣板平衡層+20mm保溫層+地腳調(diào)節(jié)架空層+100mm鋼筋混凝土。結(jié)合地腳調(diào)節(jié)架空層構(gòu)造，可有效改善居住空間的樓板隔聲性能。經(jīng)檢測，樓板空氣聲隔聲量為51dB，撞擊聲隔聲量為56dB，較國家標準限值提高25%以上。

4.4 資源節(jié)約

（1）高效節(jié)能設備。采用節(jié)能吸頂燈、熒光燈等高效節(jié)能照明系統(tǒng)，智能控制高效節(jié)能電梯及節(jié)能型電氣設備。

（2）節(jié)水系統(tǒng)與節(jié)水器具。除坐便器的用水效率等級為二級，其余所有衛(wèi)生器具（廚房龍頭、臉盆龍頭、淋浴龍頭）的用水效率等級均為一級。通過衛(wèi)生器具提高節(jié)水性能，減少衛(wèi)生器具的用水量，提高整個項目水資源利用率。

（3）雨水回用。整個場地的雨水最終匯入末端100m3的雨水收集池，經(jīng)水量平衡分析，場地雜用水采用非傳統(tǒng)水源比例達到100%，實現(xiàn)了雨水的資源化利用。

4.5 環(huán)境宜居

（1）“自呼吸”海綿住區(qū)。將“海綿城市”理念融入片區(qū)建設，綜合設置透水鋪裝、植被緩沖帶、下凹式綠地、屋頂綠化、雨水調(diào)蓄回用池等設施。在南京梅雨季時，住區(qū)海綿設施充分發(fā)揮蓄水功能，年徑流總量控制率達76%，住戶能切身感受“小雨不濕鞋、中雨不積水、大雨不內(nèi)澇”的生態(tài)人居環(huán)境。

（2）“全透水”住區(qū)。整個場地鋪裝均為陶瓷透水磚，是南京市首個室外硬質(zhì)鋪裝透水比例達到100%的住區(qū)。透水鋪裝作為生態(tài)排水設施，可以提高場地雨水的自然入滲能力，減少地表徑流量。同時，透水鋪裝還能改善雨天夜晚路面的眩光問題，保障安全。

（3）“最天然”下凹式綠地緩沖帶。利用豎向高差，對場地東側(cè)的景觀帶進行布局調(diào)整及景觀修飾，將其打造成集觀賞性和蓄排水功能為一體的“天然景觀蓄水池”。上層設置斜坡式植被緩沖帶；中間鋪設生態(tài)石籠護坡網(wǎng)，防止雨水沖刷土壤；下層布設下凹式綠化帶，同時設置溢流口，保證暴雨時徑流的溢流排放。整個下凹式綠化帶調(diào)蓄容積達122m3，下雨時可快速消納住區(qū)廣場徑流雨水，并削減面源污染。

24 風場流線優(yōu)化分析

25 綠化設計分布圖

26 預制剪力墻灌漿補漿排氣管設置示意圖

27 預留插筋槽鋼定型模具定位

28 鋁合金模板施工現(xiàn)場

29 裝配式裝修技術(shù)應用

30 裝配化裝修應用實景

（4）“城市綠肺”屋頂綠化。在有限的用地空間里提高綠色覆蓋率，在商業(yè)裙樓屋頂設置大面積（4 328m2）屋頂綠化，占屋頂可綠化面積的70%，不僅能吸廢排氧，降低城市熱島效應，而且能減輕屋頂?shù)臒崦浝淇s效應，延長屋頂使用壽命，豐富生態(tài)綠化系統(tǒng)，打造住區(qū)第二“綠肺”。此外，屋頂綠化空間還可以改善居民俯視景觀效果，緩解視覺疲勞，促進身心健康。

5 “匠心”為本的精益化建造關(guān)鍵技術(shù)

5.1 預制剪力墻鋼筋連接套筒高位補漿技術(shù)

采用高位補漿觀測裝置，連接套筒灌漿提高灌漿密實度，這是一種查看、檢測灌漿密實度的方法，保證構(gòu)件連接質(zhì)量與結(jié)構(gòu)安全。裝置采用灌漿補漿管、灌漿補漿觀測管，灌漿補漿管采用PVC20管材在預制剪力墻廠內(nèi)預埋，灌漿補漿觀測管采用直徑20mm透明軟管，在灌漿操作時現(xiàn)場安裝使用，通過觀測管可以確定灌漿的密實度。

5.2 優(yōu)化插筋定位精度的技術(shù)創(chuàng)新措施

為解決預制柱鋼筋定位不準確問題，減少混凝土澆筑對預留鋼筋的擾動，確?；炷翝仓瓿珊笊蠈宇A制構(gòu)件可準確安裝。通過結(jié)構(gòu)、加固體系分析，應用一套采用鋼板加工的定位模具，該模具可以使預制構(gòu)件的預留插筋精確定位至“零”誤差，保證預制構(gòu)件能夠快速、精確安裝。

5.3 高精度鋁質(zhì)模具技術(shù)應用

本項目標準層的墻、柱、梁板采用綠色環(huán)保的鋁合金模板，與傳統(tǒng)工藝相比，具有自重輕、承載力高、整體性好等優(yōu)點。

6 “可持續(xù)更新”的全裝修裝配化工法

裝配化全裝修契合了綠色環(huán)保發(fā)展理念，首次在江蘇省保障性住宅大規(guī)模采用裝配化裝修技術(shù)，提升了保障房建設品質(zhì)與質(zhì)量。

項目全面采用了基于硅酸鈣復合板體系的裝配化工法（SI體系）技術(shù)系統(tǒng)，包括裝配式架空地面、裝配式墻面、裝配式吊頂、集成門窗、集成式給水、薄法同層排水、集成衛(wèi)生間、集成廚房等“八大系統(tǒng)”，實現(xiàn)了“快裝、美觀、環(huán)保、耐久、易換”的要求，具有很好的技術(shù)集成應用效果。

31 室內(nèi)風環(huán)境模擬

32 室內(nèi)光環(huán)境模擬

33 BIM 技術(shù)在設計中應用

7 “智能化”的數(shù)字化模擬與優(yōu)化技術(shù)

7.1 軟件模擬的性能優(yōu)化技術(shù)

通過軟件模擬室內(nèi)自然采光與通風情況，優(yōu)化可開啟窗的位置和大小，保證室內(nèi)的自然采光和通風效果，降低建筑照明能耗，避免產(chǎn)生通風死角。

7.2 BIM技術(shù)的數(shù)字化設計應用

（1）構(gòu)件拆分設計。構(gòu)件拆分時要避免因方案的不合理導致后期技術(shù)經(jīng)濟性的不合理。通過BIM的可視化分析，對各預制構(gòu)件的類型及數(shù)量進行優(yōu)化，減少浪費。

（2）BIM模型深化設計。裝配式結(jié)構(gòu)設計需要采用三維設計模式進行精細化的深化設計，除考慮主體結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，還必須考慮構(gòu)件制作、運輸、吊裝及現(xiàn)場安裝，所有構(gòu)件必須預留管線孔洞和施工安裝的埋件，最終成果除了傳統(tǒng)的建筑圖紙還包括預制構(gòu)件圖、管線排布圖等。

（3）管線碰撞檢測。BIM技術(shù)可將建筑、結(jié)構(gòu)、機電等專業(yè)模型整合，根據(jù)各專業(yè)管線及凈高要求在綜合模型中進行碰撞檢查，對管線進行避讓調(diào)整，完成管線設計的核驗。

7.3 BIM技術(shù)的數(shù)字化建造應用

（1）模擬施工平面布置

通過三維模型模擬場地排布，提前將生活區(qū)、現(xiàn)場施工區(qū)進行合理規(guī)劃。圍墻、大門、加工場地、垂直運輸機械設置、材料堆場、構(gòu)件堆場、施工環(huán)道、臨邊防護等進行分階段的平面布置、交通組織。

（2）施工方案三維模擬

BIM模型中模板、腳手架、填充墻體自動排布。例如，墻體布置時需明確其他墻體構(gòu)造柱的具體施工部位，利用BIM模型來制定結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱、門洞過梁等構(gòu)件具體位置，便于統(tǒng)計結(jié)構(gòu)涉及的工程量。項目利用BIM技術(shù)提前建造出鋁合金模板的模型，對模型進行深化設計，明確搭設順序，優(yōu)化連接節(jié)點。

8 結(jié)語

本項目是基于“綠色”與“宜居”理念的保障性住區(qū)高品質(zhì)建設實踐。在規(guī)劃設計上以開放式住區(qū)形態(tài)融入城市功能環(huán)境，在建筑設計中以模塊化組合形成標準化建構(gòu)，在裝配技術(shù)體系上采用創(chuàng)新一體化技術(shù)應用，在綠色集成技術(shù)應用中向“宜居品質(zhì)”提升性能，在新型建造上以精益化技術(shù)成就高質(zhì)量，在全裝修設計上以裝配式工法營造綠色健康空間，在信息化技術(shù)應用上以數(shù)字化技術(shù)賦力設計與智造。項目通過標準化設計、部品化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智慧化應用，以“宜居構(gòu)筑”技術(shù)為路徑，以“綠色融合”集成為方法，全面提升了保障性住房的品質(zhì)，體現(xiàn)出高質(zhì)量、高效率的綜合效益，促進了新型建筑工業(yè)化的發(fā)展。

圖片來源

所有圖片均由設計團隊提供。