预制装配式养老院居住单元建筑设计探究

2018-02-15郭宗严琴

建材与装饰 2018年50期

郭宗严琴

（1.中冶长天国际工程有限责任公司湖南长沙 410000 2.中机国际工程设计研究院有限责任公司湖南长沙 410000）

1 引言

将预制装配式混凝土技术和养老院居住单元设计需求相结合，依托开放建筑设计理论对得出基于预制装配式混凝土技术下的养老院居住单元一体化设计方法，为养老院居住单元的预制化设计建造形成一套普适化的设计平面与模数建造标准。本文通过实际预制装配式混凝土建筑项目的调研，整理出适合于我国的养老建筑的结构建造流程和施工要点，旨在为今后的养老院居住单元的产业化设计建造提供一定的参考。

2 养老院居住单元以及预制装配式混凝土建筑技术的定义

2.1 养老院居住单元的定义

养老院一般以行动阻碍期和部分生活丧失自理能力的高龄老人为主要的收留对象（其他老人也可入住）并能提供相应的生活照料和健康护理服务的建筑设施。据国外经验，为增进其服务水平和使用效益，该设施宜有较大规模，以150～200床最为合理。它是社会供养型体系的一种，目前和今后的发展趋势是与家庭供养结合，以符合国情需要。养老院跟另外的社会养老机构，例如托老院以及护理院等具备显著的不同，他们之间一方面具备老人健康以及年龄的差距。养老院通常是给生活可以基本自理的低龄老年人居住的；护理院是给患病的老人带来医疗服务的；托老所是社区给有老年人的家庭带来临时服务的场所。另一方面，这对于老年人的经济要求也是不同的。养老院现如今以及将来的发展方向其实一种独特的居住单元，它是房产公司所提供的一种崭新房品，需要通过老年人通过购置的方式获得。护理院则相当于一个医疗机构。托老所则是近几年所流行的养老机构，重点是给居家养老的老年人来服务的。他们之间的这些差异使得建筑以及环境方面也存在着差距。

2.2 预制装配式混凝土建筑技术

预制装配式混凝土结构有可以被称为预制混凝土结构，它重点就是把预制构件当作建筑的重要构件，然后经过连接、装配等众多流程形成的混凝土结构。跟以往的建筑相比较来说，预制装配就是把建筑拆解为在工厂当中开展有关构件生产的一种方式。它的核心就是把构建连接成为完备的建筑物。所以，针对构件的设计、施工以及重要节点的设计与施工都带来了非常大的变化。跟以往的建筑相比较来说，该种建筑构造方式最大的转变就是具体的生产模式出现了非常大的改变。其实际出现的改变重点表现在下述几个方面，即建筑在设计层面具备一致的标准规范，构件在生产制造商实行工厂化，现场在具体施工的过程当中一定要实现装配化，结构在装修当中必须要符合一体化，在具体建筑当中一定要符合过程信息化的规定。

3 预制装配式建筑的设计要点

3.1 接缝、节点处的技术处理

装配式建筑构件经拆分组装后接缝、节点处的技术处理是关键，由于装配式建筑构件的接缝、节点处是结构受力、建筑防水、防震等的薄弱环节，如果处理不当不仅影响建筑的使用效果甚至影响结构安全，引发事故发生。通常情况下，节点、接缝处采取焊接方式采取先把拆分构件的预留钢筋连接好，再用比被连接构件高一个等级的混凝土加微膨胀剂浇筑、振捣密实，进而使构件能够满足耐久性、抗振性能、安全性和防水的要求，为预防质量离散性，拆分构件的预留连接钢筋应适当增长一些。

3.2 立面设计

根据实际情况，采取不同的设计方式，把建筑的立面效果展现得淋漓尽致。例如混凝土预制组件、外装饰组件、空调板、阳台、门窗等预制装配式建筑的外墙构件的合理组合可以将建筑的剪力墙结构的外部组件装饰效果发挥得恰到好处，使建筑在外观设计中体现出多样化的立面效果。对外门窗，则可以在满足用户的通风和采光需求的基础上，对窗口的大小比例和窗框的形式进行合理的调整，突出建筑的立面效果。

4 预制装配式混凝土技术在养老建筑建设中的实践形式

4.1 结构表达

建筑工业化体系的建筑结构的形式有多种，包括轻钢结构、木结构、混凝土结构，其中我国应用最为广泛、最为大力推广的是预制混凝土结构形式。预制混凝土技术可以通过预制柱，梁和板等结构元件来替代现在通用的现浇混凝土结构系统。在实际的建造和建筑使用过程中，预制装配式体系和现浇混凝土体系并没有本质不同，其不同体现在建筑主要结构构件的生产制造方式上，因此他们的结构表达方式基本相同。

预制装配式混凝土技术在结构设计阶段将不同的建筑结构构件进行拆分，进行标准化归纳整理，将标准化基础结构体进行工厂化预制。建筑构件通过工厂预制，建筑模板的重复利用，极大减少了现场模板工作的难度和工作量，部件的形式也更加的丰富多变，因此，预制装配式混凝土技术大大的提升了混凝土作为结构材料在结构设计中的表现手法和结构表达方式。特殊结构通过工厂预制进行标准化生产，使得混凝土结构在建筑设计中有了更多的发挥空间。预制装配式混凝土技术对建筑设计的影响是深远的。

4.2 空间表达

在我国当下的建筑业发展背景下，养老院建筑自身建筑的设计需求以及建设预算和建设周期的限制，大规模的养老居住建筑不同于大型公共建筑和商业建筑，其内部空间组成相对单一，空间形式简单。因此，通过预制装配式混凝土技术，我们可以在养老类建筑的居住空间内部表现中的应用极大地丰富了空间多样化的可能性：精细的预制构件表现复杂而精致的空间，粗犷的预制构件使空间具有稳定性。不同的预制构件的特性，影响空间的特征，预制构件组合也形成了良好的空间效果，丰富了空间营造的表现力。与此同时，预制装配式混凝土技术将预制预制件进行产业化生产，具有可重复性。装配结构的施工方式，也使得建筑本身有机会在原有的框架中灵活地替换和替换部件，增加了建筑体本身在施工和使用时进行变化的可能性。

5 预制装配式混凝土技术在养老建筑建设中的设计要点

5.1 结构体系设计

建筑主体的形成和建筑空间的营造都依托于合理的建筑结构基础。在当前我国建筑工业产业化进程中，预制装配式的建筑形式由于其建筑构件的系列化、标准化优势，主要应用于居住类建筑和空间单一的公共建筑之中。而预制装配式混凝土建筑结构形式在居住类建筑中应用最为广泛。预制装配式混凝土技术在我国居住类建筑中的结构形式主要分为三种：装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框架－剪力墙结构。三种结构形式的构造特性略有不同，不同的居住单元项目依据其建筑高度、抗震需求、平面形式等多种因素选用不同的结构形式。

5.2 预制装配式混凝土

居住单元标准化设计中执行模数控制的设计方法，利用成套模数关系巧制构件、部品之间关系，以及与设计、生产、建造之间的关系，从而实现有效的协同。居住单元即便产品的定位不同，其主要使用需求相差无几，因此房间、构件等功能相同的模块其尺寸制式也相对固定，以此甚至可使得户型的形式统一化。户型模块的标准化设计，将最琐碎的小型构件单个尺寸标准化，依靠组合形成灵活的组合构件；而这一标准化的设计使得同一种部件在户内得以被大量使用，从而简化不同构件的设计工作，进而降低建设成本。对部品和部件的标准化设计，主要体现在对外墙、楼板、结构、楼梯等部件以及阳台、厨房、卫生间等部品的标准化。

5.3 多样化设计

（1）模块多样化

以开放式居住单元理论以及模数化设计体系为基础，实现居住建筑平面及及立面设计表现的多样性，是最能够反应预制模块多样性的表现形式。模块平面多样性设计主要依托集成各功能模块的设计来实现。设计工作中首先将居住单元划分成若干较为整合集中的功能模块组，各个组内相应的功能模块在进行更为灵活的搭配组合，在形成多样化的居住单元的同时保证各组件的可替换性。同时以预装配室内装技术配合模块中各部品系统，实现居住单元中平面划分的灵活性。模块立面的多样化设计则主要依靠墙板、窗、阳台板、饰面构件等立面构件之间的相互组合，充分发挥其构成形势及规律的多样性，最终实现立面多样化。

（2）组合多样化

预制构件和预制模块是预制装配式混凝土技术介入建筑设计的最基本途径，装配式的建构手段，便是以同时满足其数学逻辑规则和设计表现逻辑概念为原则，按需重组整合所需构件单元。借由这重组整合工作实现的对于建筑结构、空间、功能的表达，是预制装配式混凝土建筑多样化设计最重要的领域。预制装配式混凝土建筑丰富表达的效果是构件集体行为的直观表现：固定形态的预制构件即可产生均质的表达，也可形成动感的形态，前者为同一构件按秩序排列所得，而无序的排列方式则形成后者的表现效果；若要形成含有一定韵律的表达，可通过同尺寸构件位置的微差实现，更可以依靠异态尺寸的构件之间的尺寸差异，按相同的逻辑进行重组，从而实现丰富的韵律表达。