裝配式技術(shù)在共有產(chǎn)權(quán)住房中的應(yīng)用

文/中國建筑設(shè)計研究院有限公司 張 玲 潘 磊

0 引言

2016年9月，國務(wù)院辦公廳提出《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2016〕71號），要求要因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等裝配式建筑，力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。之后各地陸續(xù)出臺一系列裝配式相關(guān)政策，為裝配式建筑發(fā)展指明了方向。2017年9月，《北京市共有產(chǎn)權(quán)住房管理暫行辦法》開始實施，本文所述的項目是在政策剛出臺的背景下開始進行設(shè)計的北京市海淀區(qū)首個共有產(chǎn)權(quán)住房項目。同時在行業(yè)大力發(fā)展裝配式建筑的大環(huán)境下，采用裝配式建筑設(shè)計模式，成為此類建筑設(shè)計的參考模板。

1 項目概況

該項目位于北京市海淀區(qū)，總占地面積84786.55m2，容積率2.2，建筑控制高度36m；用地性質(zhì)為二類居住用地（R2），地上建筑面積186530m2，該地塊全部用于建設(shè)“共有產(chǎn)權(quán)住房”。項目于2017年11月開始設(shè)計，2020年9月正式驗收入住。作為較早的共有產(chǎn)權(quán)住房，較好地貫徹了《北京市共有產(chǎn)權(quán)住房規(guī)劃設(shè)計宜居建設(shè)導(dǎo)則》，完整實踐了從設(shè)計、建設(shè)到評價管理的整個標(biāo)準化過程。

2 裝配式技術(shù)配置方案

該項目作為共有產(chǎn)權(quán)住房中應(yīng)用裝配式建筑的試點，參考《北京市裝配式建筑項目設(shè)計管理辦法》（京建法〔2017〕16號〕，裝配式技術(shù)配置方案一般從五大方向進行，包括標(biāo)準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)與裝配化施工、一體化裝修、信息化管理及綠色建筑。這些內(nèi)容主要是國家裝配式建筑評價標(biāo)準中所涉及的項目，要包含但不限于上述內(nèi)容。在國家統(tǒng)一標(biāo)準的前提下，各地對裝配率、預(yù)制率的相關(guān)政策和要求存在差異，所以在進行技術(shù)配置時，要綜合考慮裝配式得分情況、當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)技術(shù)情況、產(chǎn)品供應(yīng)情況及施工技術(shù)水平，并充分了解裝配式技術(shù)細節(jié)及裝配式技術(shù)配置原則，再根據(jù)項目具體情況進行選擇、搭配和調(diào)整，在實現(xiàn)裝配率的前提下，靈活選用適合項目特點的技術(shù)配置方案，使其符合共有產(chǎn)權(quán)住房項目經(jīng)濟適用、綠色美觀、安全宜居的要求。

1）裝配式建筑要從策劃階段、方案階段就要遵循標(biāo)準化設(shè)計原則，采取標(biāo)準化模塊多樣化組合，有利于提高裝配效率，確保項目經(jīng)濟性；對構(gòu)件進行模數(shù)協(xié)調(diào)，使設(shè)計、加工及安裝等環(huán)節(jié)配合簡單、明確。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計要選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，并結(jié)合標(biāo)準化設(shè)計情況、預(yù)制率目標(biāo)、平面功能、使用要求、技術(shù)要求、工廠化生產(chǎn)和裝配式施工的可操作性等，確定具體可實施項?？蛇x擇的技術(shù)配置項有豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件兩大類，豎向構(gòu)件包括預(yù)制內(nèi)外墻板、預(yù)制柱、預(yù)制女兒墻等；水平構(gòu)件包括預(yù)制疊合梁、疊合樓板、預(yù)制樓梯、預(yù)制疊合陽臺、預(yù)制空調(diào)板等。

3）非承重外圍護體系選擇需結(jié)合結(jié)構(gòu)體系、外觀效果、防火、節(jié)能、安裝、運維等要求，選擇相應(yīng)的技術(shù)配置項，包括預(yù)制外墻掛板、整體外墻掛板、裝配骨架外墻板、幕墻系統(tǒng)等。

4）內(nèi)裝系統(tǒng)與設(shè)備管線系統(tǒng)應(yīng)與建筑設(shè)計同步協(xié)同進行，可選擇一體化集成裝配式裝修作為裝配式配置內(nèi)容。裝配式裝修是將工廠生產(chǎn)的部品部件在現(xiàn)場采用組合安裝的裝修方式，通過裝配式墻面和隔墻、裝配式吊頂、整體廚房、整體衛(wèi)生間、干式工法樓地面、整體收納、管線分離等實現(xiàn)。裝配式裝修的最終目標(biāo)是實現(xiàn)內(nèi)裝與設(shè)備管線集成，改造時不破壞結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

5）裝配式建筑中的信息化管理是指采用基于BIM的一體化集成應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修全專業(yè)一體化及設(shè)計、生產(chǎn)、施工全過程的一體化，并實現(xiàn)BIM技術(shù)與信息化管理的深度集成，提升裝配式建筑建造效率與質(zhì)量。裝配式建筑技術(shù)配置推薦采用BIM技術(shù)，以實現(xiàn)成本優(yōu)化并有效提高質(zhì)量控制水平。

6）綠色建筑在能耗、節(jié)水、隔聲、室內(nèi)空氣質(zhì)量、全裝修等方面均提出更高的技術(shù)要求，裝配式建筑以綠色建造方式深入推進節(jié)能減排，極大地促進綠色建筑發(fā)展，也更容易滿足綠色建筑的評價標(biāo)準，為建筑的綠色性能評價提供得分項，使建筑符合更高的星級標(biāo)準。因此裝配式建筑技術(shù)配置選擇應(yīng)以綠色建筑標(biāo)準為目標(biāo)，以更好地實現(xiàn)建筑全壽命期內(nèi)安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約的性能。

3 標(biāo)準化設(shè)計應(yīng)用

與傳統(tǒng)項目相比，裝配式住宅設(shè)計需在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑設(shè)計標(biāo)準化與系列化，共有產(chǎn)權(quán)住宅以中小套型為主，且需全裝修成品交房，易達到較高的標(biāo)準化程度。在該項目設(shè)計策劃時引入標(biāo)準化原則，并作為設(shè)計的主要指導(dǎo)方針，貫穿整個設(shè)計過程，主要包括規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準化、套型設(shè)計標(biāo)準化、廚衛(wèi)設(shè)計標(biāo)準化、內(nèi)裝部品標(biāo)準化、預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準化等要素。

3.1 規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準化

裝配式住宅的規(guī)劃設(shè)計除要滿足傳統(tǒng)項目規(guī)劃設(shè)計要求外，更要重點關(guān)注房屋的平面形狀、長寬比、平面布置的規(guī)則性等，其中房屋的平面規(guī)則性和平面形狀尤為重要。建筑平面形狀應(yīng)盡量規(guī)整標(biāo)準，以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化設(shè)計需要，平面形狀宜采用“一”字形、蝶形和風(fēng)車形，避免采用L形。除平面形狀外，建筑的長寬比過大也對結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造成本有較大影響，因此在規(guī)劃階段應(yīng)綜合考慮。

項目在規(guī)劃階段以“少規(guī)格、多組合”為設(shè)計原則，減少樓棟平面和高度種類，避免高低單元搭配。地上22棟住宅采用3種基本模塊，如圖1所示，藍色表示層數(shù)為12層的一梯四戶單元，橙色表示層數(shù)為11層及以下的一梯四戶單元，綠色表示層數(shù)為9層的一梯五戶單元。12層單元和11層以下單元外輪廓完全一致，僅限于消防要求，核心筒有所區(qū)別，有利于實現(xiàn)外墻構(gòu)件標(biāo)準化。

圖1 “少規(guī)格、多組合”的平面規(guī)劃設(shè)計

3.2 套型設(shè)計標(biāo)準化

裝配式住宅項目套型應(yīng)進行標(biāo)準化、模塊化設(shè)計，減少套型種類。套型應(yīng)盡量平整、減少不必要的凹凸。套型設(shè)計應(yīng)依據(jù)GB/T 50002—2013《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準》，通過對建筑結(jié)構(gòu)、使用空間之間的協(xié)調(diào)設(shè)計建立模數(shù)網(wǎng)格，開間與柱距、進深與跨度、門窗洞口宜采用水平擴大模數(shù)數(shù)列2nM、3nM。層高和門窗洞口高度宜采用豎向擴大模數(shù)數(shù)列nM。尤其應(yīng)注重套型開間尺寸的標(biāo)準化，主要功能房間的開間尺寸應(yīng)盡量統(tǒng)一。套型平面組合應(yīng)盡量對稱設(shè)置，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)則與均勻性，以滿足產(chǎn)業(yè)化設(shè)計要求。

本項目共有2123戶，套型經(jīng)過標(biāo)準化設(shè)計優(yōu)化后僅有6種基本套型模塊，其中4種主力套型所占比例分別為21%（A1），21%（B1），27%（A2），27%（B2），標(biāo)準套型比例較高，如圖2所示。

圖2 標(biāo)準化套型分布

尤其要注重對套型的開間尺寸進行標(biāo)準化設(shè)計，主要功能房間的開間尺寸盡量統(tǒng)一，如所有臥室開間統(tǒng)一為3m，起居室開間統(tǒng)一為3.3m和3.6m，有利于結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件的標(biāo)準化。套型平面組合應(yīng)對稱設(shè)置，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則與均勻，如圖3所示。

圖3 標(biāo)準化平面設(shè)計

3.3 廚衛(wèi)設(shè)計標(biāo)準化

對于全裝修交房的共有產(chǎn)權(quán)房，廚房和衛(wèi)生間作為功能性較強的房間在套型設(shè)計中尤為重要，需進行標(biāo)準化設(shè)計，以提高產(chǎn)品加工和施工效率，保證效果的同時有效控制成本。該項目統(tǒng)一各套型中廚房和衛(wèi)生間的開間與進深尺寸以及家具布置方式，以提高標(biāo)準化率。首先結(jié)合功能和管線要求合理確定廚房和衛(wèi)生間的位置，然后將廚衛(wèi)模塊做到標(biāo)準化。本項目所有套型采用1種衛(wèi)生間模塊（1.4m×2.5m），2種廚房模塊分別為1.6m×2.9m和1.6m×2.8m，重復(fù)使用次數(shù)分別是486次和1637次，統(tǒng)一家具布置方式，有效提高標(biāo)準化率，并有利于精裝設(shè)計及構(gòu)件設(shè)計。標(biāo)準化廚衛(wèi)設(shè)計如圖4所示。

圖4 廚衛(wèi)設(shè)計標(biāo)準化及應(yīng)用

3.4 內(nèi)裝部品標(biāo)準化

內(nèi)裝部品標(biāo)準化設(shè)計應(yīng)結(jié)合精裝修設(shè)計進行，采用工廠化生產(chǎn)的集成化部品。套型的門窗規(guī)格盡量統(tǒng)一，減少尺寸種類；內(nèi)裝部品結(jié)合套型的標(biāo)準化和模塊化設(shè)計使部品規(guī)格統(tǒng)一，同時具有通用性和互換性；設(shè)備采用標(biāo)準化通用接口。本項目采用成品排煙道、戶內(nèi)中水模塊、同層排水、成品欄桿扶手等成品構(gòu)件，未采用裝配式裝修，如果有條件，建議使用集成廚房和集成衛(wèi)生間，干法施工地面及管線分離的快裝體系，可更好地提高生產(chǎn)效率，大幅縮短施工周期。

3.5 預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準化

本項目的建筑平面布局規(guī)則，除北側(cè)樓梯間和電梯間局部有凹凸外，南側(cè)墻體、東西山墻盡可能采用直線形，盡量避免出現(xiàn)廚房、衛(wèi)生間局部內(nèi)收狹小豁口。采用嵌入式陽臺，避免結(jié)構(gòu)外挑，結(jié)構(gòu)外墻規(guī)整，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件種類控制在最少。

該項目預(yù)制構(gòu)件拆分為五大類：預(yù)制樓梯板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制疊合樓板、預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)墻板，如圖5所示，預(yù)制構(gòu)件尺寸統(tǒng)一規(guī)格以提高重復(fù)使用率。預(yù)制構(gòu)件節(jié)點設(shè)計同樣采用標(biāo)準化、通用化、模數(shù)化標(biāo)準，符合安全、經(jīng)濟、方便施工的要求。由于套型設(shè)計充分考慮墻體對位，廚衛(wèi)空間模塊及開間模數(shù)統(tǒng)一，減少構(gòu)件種類，有效提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用效率，重復(fù)使用率越高越有利于成本控制。

圖5 預(yù)制構(gòu)件拆分

4 結(jié)語

裝配式建筑設(shè)計與傳統(tǒng)建筑設(shè)計的區(qū)別是設(shè)計方式的改變，主要包括以下方面。

1）設(shè)計流程 裝配式建筑設(shè)計要先進行技術(shù)策劃，然后進行設(shè)計。在本項目裝配式技術(shù)配置方案比選中，在滿足國家規(guī)范和北京市地方標(biāo)準的前提下，選擇成本更優(yōu)、施工更便捷的設(shè)計方案。需計算典型樓棟的裝配率和預(yù)制率，在技術(shù)上確定裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)拆分方式。

2）施工圖設(shè)計 進行產(chǎn)業(yè)化設(shè)計，優(yōu)化構(gòu)件拆分方案，進行水平和豎向構(gòu)件拆分，完成各樓棟裝配率和預(yù)制率的計算。

3）深化加工設(shè)計 在施工圖紙完成后需對構(gòu)件和部品部件進行深化加工設(shè)計，達到工廠化生產(chǎn)要求。在構(gòu)件加工圖紙完成后，組織設(shè)計院進行審圖確認。

通過對共有產(chǎn)權(quán)房項目的裝配式住宅設(shè)計階段技術(shù)控制要點的梳理，總結(jié)此類建筑設(shè)計的設(shè)計流程和控制要點，以期為今后采用裝配式建造的共有產(chǎn)權(quán)住房小區(qū)項目提供一套切實可行的設(shè)計方法和工作流程。