预制装配式住宅设计理念和项目实践

张铭军+褚航+吴贞

摘要：通过项目设计实践，阐述装配式住宅建筑设计与传统住宅建筑设计思路上的不同。装配式住宅从设计源头上就要考虑构件生产和现场安装的可行性，研发适合工业化住宅的平立面。

关键词：装配式住宅；可变户型；一体化设计

近年来，国家大力推广建造绿色建筑，发展装配式住宅便是其中最为重要的内容之一。项目建造需要从方案设计开始，结合住宅功能需求，从设计、生产、施工等方面入手，划分标准化模块，进行部品部件以及结构、外围护、内装和设备管线的模数协调及接口标准化研究，建立标准化技术体系，实现部品部件和接口的模数化、标准化。将设计、生产、施工、验收全部纳入尺寸协调的范畴，形成装配式住宅的通用体系。在这个基础上，建筑设计通过将标准化模块进行组合和集成，形成多种形式和效果，达到多样化的目的。

目前大多数装配式住宅建筑设计是从传统设计转过来的，单体的平立面设计不能很好的发挥装配式建筑的优点，单个构件的重复率低是造成土建成本高、现场施工效率低的主要因素。随着工业化建筑的进一步发展，应该从源头上，从方案设计上研发适合工业化建筑的平立面。

本文以具体项目为例，介绍装配式住宅方案设计理念在项目实践中的运用体会。

1.传统住宅方案调整为预制装配式

合肥润园项目的所有单体均采用夹心保温的预制剪力墙结构体系，这种施工工法对住宅平面有模块化、标准化的要求，要求建筑平面尽量规整，尽量减少建筑构件的类型。

该方案调整的原则是：在充分尊重原方案的主要特征和基本要求的基础上，局部微调和优化，照顾工业化的施工要求，寻求各方都能接受的解决办法。项目共有九个单体，包含三个标准单元类型。

原方案中，部分中间套小户型由于客厅窗地比不足，势必要将户型的面宽加大以满足规范要求，进而导致整个户型面积超标太多，因此将其调整为与其他单元相同的小户型。

原方案中，单元核心筒存在诸多问题，包括：水电管井严重不足，剪刀梯面宽进深均偏小，北面楼梯前室面宽太窄，消火栓位置欠考虑等。本着户型面积不能小于既定标准，且不能超标太多的原则，在一些户型的开间进深尺寸上进行了微调，反复权衡后，形成了较为成熟合理的结果。

所有楼电梯模块采用复制方式而非镜像方式生成。各户型模块统一进深，其中90方户型与100方户型采用相同的横墙，只是通过面宽的变化调整户型面积，以实现充分的模块化和标准化，减少了预制构件的类型。北面前室面宽调整到1.8米，使有别于传统施工的爬升式脚手架施工方式得到了充分运用。（见图1、图2）

该方案调整充分尊重原方案的立面设计，在建筑的形体关系、色彩关系、顶部构架、阳台处理等各方面均尽量接近原方案。效果图对比显示：调整后方案不但继承了原设计丰富、细腻、灵动的特点，更增添了一份装配式建筑整体感并呈现特有的严谨、理性的气质。（见图3）

2.创新装配式建筑设计的户型研发——基于全生命周期的可变房型

随着家庭结构居住人口变化与老龄化社会发展趋势，可变房型的“开放性”工业化住宅技术体系是目前社会发展和工业化发展的一个必须要考虑的问题。因此，在另一个项目中，利用装配式建筑的结构布置特点，宝业上海公司创新研发了基于全生命周期的可变房型。（见图4）

平面调整后，除外围护墙体以及固定的设备管井，内部所有墙体均可调整位置，保证使用者有较大的自由可变空间。

（1）家庭结构居住人口变化及居住环境需求

在建筑全生命周期中，可按以下家庭人员组成结构变化进行相应户型变化调整：（见图5）

（2）老龄化社会发展趋势及居住环境需求（见图6）

伴随着人口结构变化，老龄化引起社会广泛关注，通过可变房型的设计，对适老性住宅的空间进行针对性的、合理的设计。（见图7）

3.标准化设计

预制构件的标准化设计主要从单元标准化设计、构配件标准化设计、连接节点标准化设计三个方面考虑。

（1）单元标准化设计

标准化设计一是实现标准单元的模块化，二是实现厨卫及阳台的标准化。标准的结构单元，由标准化的交通核模板和标准化户型模板共同构成。（见图8）

（2）构配件的标准化设计

生产构件的模板成本在构件总成本中占有不小的比例，预制构件种类越少，建造成本越低。该项目仅有一种户型模板块为其外墙标准化奠定了基础。（见图9）

（3）连接节点标准化设计

预制构件与现浇主体之间采用连接可靠、构造简单、防水性能好的标准化连接节点，如预制外墙与构造柱的交接、预制外墙转角处的连接等、利用同类连接采用相同的构造方法，降低施工难度，节约成本，提高效率。（见图10）

4.项目实践体会

相對于传统的现浇混凝土结构，采用预制装配式建造的项目有其特殊性，要求从建筑设计，构件细化，工厂生产及现场安装各个环节紧密配合。如果对装配式建造的项目延用传统的操作模式来管理，容易造成各个环节之间推诿扯皮，不利于项目的推进。

装配式建筑设计项目采用设计、生产、施工一体化的工程总承包模式，在方案调整初始阶段，就由设计、生产和施工三方根据自己的专业特点对项目提出优化意见，包括户型布置、预制构件拆分、外立面施工支架的影响、塔吊布置、预制构件吊装的要求等。三方达成一致意见后，再由设计对方案进行进一步深化。从目前来看，EPC对于工业化建筑应该是效率最高，最能控制成本的模式。

设计过程中，运用BIM技术可实现模型的实时更新，检查和协调各专业的工作，优化管线布局，将以前被动发现问题转变为现在主动检查问题。

5.总结

预制装配式住宅设计是一个整体性设计概念，包含对建筑、结构、机电管线、室内装修等设计的全控制过程。设计方对项目各项因素的权重和设计所持立场要有清醒的认识，积极争取设计的主动权，协调设计各方、生产、施工，进行一体化的探索，推进传统的粗放设计转变为符合现代管理要求的精细化设计。设计人员应保持良好的沟通习惯，采取恰当的沟通策略，胸怀全局，紧密配合，以期共同创作出体现时代特色的绿色住宅产品。endprint