裝配式公共租賃住房套型標準化設計研究

2021-03-20 08:13:42中國建筑設計研究院有限公司李良樹

城市建筑空間 2021年1期

文/中國建筑設計研究院有限公司李良樹何凱

0 引言

近年來，隨著我國社會生產(chǎn)力發(fā)展、科學技術進步及產(chǎn)業(yè)結構調整，帶動了城鎮(zhèn)化發(fā)展，引起人口大規(guī)模流動，住房供需矛盾加劇，目前現(xiàn)有的住房儲量無法滿足所有人的住房需求，嚴重影響我國實現(xiàn)所有人民住有所居的目標。為解決這一問題，政府加大公共租賃住房建設力度，我國公共租賃住房的特點是建設規(guī)模大、標準化程度高，使裝配式建筑與公共租賃住房的結合具備天然優(yōu)勢，為裝配式建筑的發(fā)展提供新的契機和思路。

1 公共租賃住房的特點

公共租賃住房（以下簡稱公租房）是我國保障性住房體系的重要組成部分，具有政策性強、建設規(guī)模大、套型相對統(tǒng)一、標準化程度高、可復制性強等特點。與商品房相比，公租房項目需對住宅的全生命周期進行投資、建設、維護與管理，因此，公租房項目要求施工質量更高，建設工期更短，建設及運營維護階段均需進行成本控制，采用節(jié)能環(huán)保的建材與建設方式，減少對環(huán)境的影響，方便租戶第一時間入住。

2 裝配式住宅建筑的優(yōu)勢

裝配式建筑是將在工廠預制的部品部件運輸至施工現(xiàn)場進行裝配而成的建筑，是建筑工業(yè)化技術集成的建造表現(xiàn)方式，是建筑產(chǎn)業(yè)走向工業(yè)化、現(xiàn)代化的必然結果，也是建造方式從傳統(tǒng)依賴大量手工作業(yè)的生產(chǎn)方式，轉向機械化、工廠化生產(chǎn)方式的客觀需求。與傳統(tǒng)建筑方式相比，裝配式建筑具有以下優(yōu)勢。

1）建筑質量更優(yōu) 裝配式建筑技術采用預制構件工廠機械化加工，嚴格控制質量檢測標準，現(xiàn)場使用大型吊裝設備組裝、裝配，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆人工技術相比，其結構構件的生產(chǎn)、安裝誤差較小，精度更高，質量更好。

2）建設工期更短裝配式建筑的大部分部品部件在工廠提前預制生產(chǎn)完成，標準化構件及流水化作業(yè)方式使其加工時間大大縮短，并減少天氣對施工進度的影響。綜合考察，較傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式可縮短綜合工期25%～30%。

3）建筑成本更低公租房是持有型住宅，應考慮其全生命周期成本，即在考慮貨幣價值的基礎上，考慮建筑物設計、建造、使用直至拆毀的整個過程中所產(chǎn)生的全部費用。較傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑，預制構件成本略高，但通過標準化設計，提高構件重復率，可降低預制構件成本，甚至可與現(xiàn)澆建筑持平。優(yōu)質的施工質量也可降低運營維護成本，因此，從全生命周期考慮，裝配式建筑更節(jié)約成本。

4）綠色環(huán)保相較現(xiàn)澆建造方式，裝配式建筑可大幅降低建造過程中的資源消耗，減少施工污染，可節(jié)水約25%，降低抹灰砂漿用量約55%，節(jié)約模板木材約60%，降低施工能耗約20%，同時可減少75%以上的建筑垃圾，顯著降低施工粉塵和噪聲污染，減少碳排放，符合我國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會發(fā)展理念。

因此，在公租房建設中采用裝配式建筑技術能更好地發(fā)揮二者優(yōu)勢，既滿足民生工程的質量安全、運營維護成本及環(huán)保要求，又能通過大規(guī)模公租房建設更好地推動住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

3 裝配式住宅設計存在的問題

自出臺裝配式建筑政策以來，全國各地裝配式建筑均蓬勃發(fā)展。但在裝配式住宅設計，尤其是公租房設計中仍存在很多問題，既影響住宅的標準化，又影響部品部件深化設計及生產(chǎn)加工，對成本及后期運營維護造成影響和浪費。目前，裝配式住宅設計存在以下問題。

1）按現(xiàn)澆建筑進行設計，忽視對套型產(chǎn)品的標準化設計，造成套型、樓棟、交通核心及部品部件種類多的問題。

2）套型標準化設計仍停留在總體面寬、進深統(tǒng)一的階段，缺乏套型的細化標準化設計，如功能模塊統(tǒng)一、機電點位統(tǒng)一等。

3）套型設計與立面設計脫節(jié)，由于門窗洞口、出挑構件的變化對套型空間布局造成影響，從而導致套型標準化程度較低。

4）其他專業(yè)介入較晚，導致設計階段反復、部品部件種類增多、成本增加。

因此，在設計中應前置標準化設計，尤其是公租房類重復率高的住宅項目，在規(guī)劃策劃階段對套型產(chǎn)品進行標準化設計，應提高重復率和均好性，以節(jié)約建設成本，降低生產(chǎn)加工難度，方便后期運營維護，提升居住品質和安全性。為此，筆者根據(jù)多年套型設計及工程實踐經(jīng)驗，總結公租房標準化設計原則。

4 裝配式公共租賃住房套型標準化設計原則

公租房套型產(chǎn)品與普通商品房不同，公租房主要是滿足需求人群的普遍性需求，而非個性化要求，因此需保證套型的均好性，即在同樣面積條件下，套型使用空間大小、舒適性應盡量保持一致。套型作為公租房的基本單元，其標準化、模數(shù)化、模塊化設計在裝配式建筑整體設計中起到重要的基礎作用，應遵循“少規(guī)格、多組合”的原則，滿足以下要求。

4.1 套型及套型接口標準化

在項目前期策劃階段，需根據(jù)套型面積、使用需求等明確套型類型，優(yōu)化套型種類，保證每種套型有較高的重復率，減少變異套型。待套型產(chǎn)品基本確定后，組合樓棟和規(guī)劃設計中要盡量延續(xù)同一套型在不同類型樓棟中的一致性，做到統(tǒng)一協(xié)調，提高套型產(chǎn)品的均好性和標準化程度，如圖1所示。套型及接口標準化應做到以下幾點。

圖1 套型標準化與非標準化對比

1）套型整體面寬、進深保持一致，并注意模數(shù)關系，各功能空間面寬、進深一致，并確保級配合理。

2）套型輪廓應盡量平整，在建筑外立面減少凹凸造型，內部輪廓確保與其他套型、核心筒拼接界面的平整性。

3）外立面門、窗、洞口的大小、配置保持一致，并保證主要居住空間的開窗大小級配合理。

4）確保出挑構件位置、大小一致，如陽臺、空調板、裝飾板等，若因立面造型需要，出挑變化應遵循一定規(guī)律，確保構件本身尺寸和出挑尺寸不變，僅位置變化，以減少對套型本身功能空間的影響。

4.2 功能模塊標準化

4.2.1 廚衛(wèi)模塊標準化

由于數(shù)量大、重復率高，廚房和衛(wèi)生間模塊是公租房套型設計特別是裝配式標準化設計的重點，結合政府對公租房有建設、裝修、后期維護的工作要求，廚衛(wèi)模塊應做到標準化控制與優(yōu)化，既可提高套型均好性，又可減少設計、裝修和后期室內部品部件維護的各項成本。廚衛(wèi)模塊標準化應做到以下幾點。

1）保證廚衛(wèi)房間凈尺寸統(tǒng)一，即內裝裝飾完成面的凈尺寸一致。

2）廚衛(wèi)房間外立面開窗及室內門的位置應完全一致，若開窗位置或大小不一致，會影響櫥柜布局和標準化。

3）廚衛(wèi)房間內管井的位置應保持一致，管井中立管的布局會影響內裝部品的位置，如廚房的燃氣灶、水槽，衛(wèi)生間的馬桶、地漏等。

4）廚衛(wèi)房間內部品尺寸、布局一致，如操作臺面、冰箱等電器位置、衛(wèi)生間潔具等，既影響室內裝修，又影響電氣點位、水點位的布置。

只有同時滿足以上4點才能算作是同一個廚衛(wèi)模塊，否則只能算作近似模塊。標準廚衛(wèi)模塊與非標準廚衛(wèi)模塊對比如圖2，3所示。

4.2.2 其他居室空間標準化

在以往設計中，對居室空間的模數(shù)控制是“開間”，但“開間”尺寸一般定位在墻中線或包含墻體厚度，由于承重墻和非承重墻厚度不一致，往往相同開間的居室實際凈空間尺寸不同，這在后期的裝配式內裝設計中形成不一樣的房間，導致精裝和電氣點位布置會有所不同，標準臥室與非標準臥室對比如圖4所示。在公租房設計中，應盡量確保相同面積套型或同種套型使用空間的一致性，包括以下幾點。

1）房間凈尺寸，即內裝裝飾完成面的凈尺寸應保證一致。

2）立面開窗及房間門的位置、大小應完全一致。

圖2 標準廚房模塊與非標準廚房模塊對比

圖3 標準衛(wèi)生間模塊與非標準衛(wèi)生間模塊對比

圖4 標準臥室與非標準臥室對比

3）房間布局一致，如電視、沙發(fā)、床、床頭柜、衣柜、餐邊柜等，這些對電氣點位有較大影響。

4.3 套型可變性設計

套型標準化并不意味著套型固定化，公租房作為租賃型住房，其適用人群是變化的，目前各城市對公租房面積有一定控制，如北京的公租房面積控制在60m2以下，但隨著公租房的發(fā)展，未來套型面積可能會提高，居室數(shù)量增加。目前，公租房結構類型以混凝土剪力墻結構為主，其結構改變靈活性較差，因此要在設計中充分考慮未來套型的可變性，如圖5所示。

1）合理規(guī)劃套型開間進深，減少戶內結構墻體，盡量將結構墻布置在套型輪廓墻體上，同時在兩戶之間的結構墻上預留非承重墻體，以便未來套型合并時可開洞將兩戶連通。

2）集中設置廚房、衛(wèi)生間及管井，并盡量靠近套型邊緣。廚衛(wèi)功能模塊對套型布局影響較大，尤其是其中的管井，涉及樓板開洞等結構調整，沿套型邊緣設置立管，可讓更多戶內空間連通，方便后期功能改造。

3）若設計條件允許，可將室內廚衛(wèi)管井外移至公共區(qū)，釋放室內功能空間。

4）在未來可能連通的兩戶相鄰位置布置公共活動功能區(qū)，如起居室、餐廳等，避免布置廚房、衛(wèi)生間等功能空間。

4.4 核心筒模塊標準化

住宅中核心筒模塊綜合樓梯、電梯、前室、機電管井、防排煙管井等功能，是對多種標準部件的組合設計。核心筒模塊可進一步分解為固定模塊與彈性模塊，其中固定模塊包括樓電梯、前室；彈性模塊包括管井、走道和接口，如圖6所示。

核心筒模塊的平面結構對套型產(chǎn)品、立面標準化有很大影響，在規(guī)劃設計階段應盡量減少樓棟高度種類過多造成核心筒類型繁雜，根據(jù)建筑防火規(guī)范要求，可將建筑高度統(tǒng)一在同一種或幾種樓電梯類型范圍內。若條件允許，可考慮在適當犧牲容積率的情況下，統(tǒng)一核心筒平面布局，為后期構件深化和生產(chǎn)節(jié)約成本，提高施工效率。當出現(xiàn)多種核心筒類型時，應盡量保證固定模塊的標準化，通過彈性模塊預留接口與套型進行連接。

4.5 其他專業(yè)配合

現(xiàn)澆建筑方案設計中，通常在規(guī)劃方案設計階段確定套型方案，在初設階段甚至施工圖階段確定結構、機電方案，在土建設計結束后才開始進行內裝設計，但對于裝配式建筑而言，結構、機電、內裝方案對套型與構件深化設計有很大影響，因此，套型的標準化設計是綜合全專業(yè)設計的結果，需要所有專業(yè)在方案階段進行配合。

1）結構專業(yè)要初步明確結構方案，包括剪力墻位置、梁柱位置、墻體厚度等。

2）機電專業(yè)要初步明確機電方案，包括配電箱對墻厚的要求，分集水器等對廚房、玄關的布局影響，立管數(shù)量，管井位置、大小、是否出戶，若考慮同層排水及馬桶后排水，衛(wèi)生間的管井要設置在馬桶后等。

3）內裝專業(yè)要初步明確內裝方案，包括內裝形式采用傳統(tǒng)裝修或裝配式裝修，隔墻體系，室內空間與內裝部品的配置標準，機電設備（如配電箱、分集水器、燃氣熱水器等）對內裝的影響等。

圖5 套型可變性設計

圖6 核心筒固定模塊與彈性模塊

5 裝配式公共租賃住房套型標準化設計實踐

通州臺湖公租房項目位于北京市通州區(qū)臺湖鎮(zhèn)站前街，總用地面積約16hm2，包括B1、D1兩個地塊，建筑限高80m，共34棟公租房住宅（見圖7）。本項目公租房全部按照裝配式設計、建造，采用裝配整體式剪力墻結構，套型標準化程度高，戶內全部實施裝配式裝修。

本項目共5058套公租房，僅設置A、B、C、D 4種套型，通過與2種核心筒組合，形成T6和T7兩種樓型，如圖8，9及表1所示。

5.1 套型與套型接口標準化

北京公租房建設標準對套型面積有所要求，以不超過60m2為限，按廳室合一、一室一廳、兩室一廳、兩室半一廳分別對應30，40，50，60m2的套型面積。本項目設計通過對未來客戶的需求進行研究，最終選擇60m2兩室半一廳（A、B、C套型）和35m2廳室合一（D套型）2種套型，通過確定標準化、系列化的開間和廚衛(wèi)模塊，得到各套型的標準模塊。

4種套型主體結構簡潔、方正，套型接口齊整，剪力墻僅設置在分戶墻上，戶內均為輕質隔墻，陽臺、空調板等附屬構件在主體結構外，結合立面設計。60m2的A、B、C三種套型的開間、進深尺寸相同，均為5.4m×7.2m；35m2的D套型開間、進深尺寸為3.6m×6.6m。

5.2 廚衛(wèi)模塊標準化

在4個套型中，60m2套型均采用統(tǒng)一的燃氣廚房模塊A，其凈尺寸為1.5m×2.1m，35m2套型采用開敞廚房模塊B。在廚房設計中采用整體式櫥柜，注意洗菜盆、操作臺、灶臺的“洗、切、燒”的流程布局，并按照人體工學原理對櫥柜高度、開門扇大小進行設計，如圖10～12所示。

圖7 通州臺湖公租房項目實景

圖8 T6樓型標準層平面

圖9 T7樓型標準層平面

表1 4種套型基本情況

圖10 套型平面及廚衛(wèi)模塊分布

4種套型均采用統(tǒng)一的衛(wèi)生間模塊，在1.5m×1.8m的空間里解決了4件套的布置，并基本實現(xiàn)干濕分區(qū)，精裝采用一次成型的整體防水托盤技術。

5.3 核心筒模塊標準化

通州臺湖公租房項目采用2種樓梯模塊和2種電梯模塊，組合成2種核心筒模塊，分別適用于T7和T6樓型。T7樓型核心筒由樓梯模塊A、電梯模塊A和電梯模塊B組合而成，T6樓型核心筒由樓梯模塊B和電梯模塊B組合而成，如圖13和表2所示。

6 結語

公租房是關系國計民生的保障性住房的重要組成部分，其建設規(guī)模大、重復率高的特點為裝配式住宅建筑的推廣創(chuàng)造了良好條件，其租賃的特點對套型的均好性提出了更高要求，而套型標準化正是解決套型均好性、提高標準化程度、節(jié)約建設運營成本的有效方法。本文的設計原則和方法為筆者在工程實踐中總結得來，希望可為類似公租房設計及裝配式住宅設計提供參考。