关于装配式建筑装修集成技术的探讨

2019-03-20任乐民林国瑜

广东土木与建筑 2019年11期

任乐民，林国瑜

（1、广州建筑产业研究院有限公司广州510663；2、广东海山建设科技有限公司广州510460）

0 引言

当代装配式建筑建造理念，一般以工业产品设计的思维方式，把建筑的各个功能系统归成整体来分析和设计，以模数协调和BIM模型为基准，将整体建筑标准化分解成功能性模块、部品、构件、部件及接口；然后，通过各类系统的接口、部件和构件标准化、通用化设计和制造，向上实现部品和各功能模块的技术集成，进而完成建筑功能单元模块集成。这样，实际上可以将装配式建筑建造理解成：由建筑整体系统地拆分成标准化的基本构件，再由基本构件分系统地逐级组合成建筑整体的整合过程。其重要的意义在于：体现当代建筑适用、安全、经济、绿色和美观原则的同时，为装配式建筑工业化发展明确了新的建造概念，具体表现为标准化设计、工厂化生产、装配化施工、装修机电一体化和信息化管理五个要素，系统地反映出装配式建筑建造的思维方式和特征。本文将装配式建筑装修集成技术作为装修机电一体化部分的重要内容进行阐述，以期就装配式建筑建造技术路线延伸分析和探讨。

1 装配式装修集成技术主导思想

1.1 实际意义

装配式装修集成技术作为装配式建筑建造方式的组成部分，通常以装配式建筑、结构、外围护系统、内部装修及机电系统等一体化设计为立足点，在协同完成深化设计的条件下，将其部品和构配件工厂标准化制作，现场集成装配和验收。装配式装修集成技术以装修机电一体化为目标，将建筑内在功能体系标准化和模块化，实现部品部件精准设计和制造基础上的高度集成，更加凸显高品质的工程质量、节能环保、提高工效、缩短工期、易于维修和变更改造等优点，从而整体提升建筑业的建造水平，以满足新时期建筑产业现代化的发展要求。

1.2 发展态势

装配式装修集成技术源于欧美及日本等高度发达国家的住宅产业，现在已经是这些国家建筑产业中的重要组成部分，装配式建筑标准化设计与装配式装修集成技术已经成为发达装配式装修与国家住宅与公共建筑精装修的主流模式。现阶段，代表性的PPVC 技术（Prefabricated-Prefinished-Volumetric-Construction），将整个房间在预制工厂进行加工，完成结构、围护和装修（包括地面、墙面、吊顶及水电端口等）部分，形成独立模块，现场吊运拼装成整体建筑。较为流行的SI建筑技术体系，是采用支撑结构体系“S”（Skeleton）和内部功能体系“I”（Infill）有效分离的建筑模式，在SI体系的建筑中，主体结构是不变的，是建设者按照特定地区、特定功能、特定标准的原则建造的，具有足够适应度的支撑体系；而SI 体系建筑的内部功能体系则是由各种功能模块所组成的，可以实现任意组合、更换，从而满足不同用户的特定功能要求。从而在建筑的生命周期内，保证建筑结构体系不变的前提下，实现建筑功能的多样性、拓展性与持续更新性。其中，建筑内部功能体系模块化的高度集成，已经成为装配式建筑产业现代化建造的重要特征。

1.3 基本内涵

可以认为：装配式装修集成技术则是在当代装配式建筑建造理念的框架内，以装配式建筑标准化设计为基础，以主体结构和围护结构空间为依托，与建筑内部设备和管线系统相互精准整合，并由此对标准部品、构件、管线及接口进行设计、制造、装配、组织管理和验收所采用的系统化技术。其主要特点表现在三个方面：其一，机电系统与装修部品精准集成。其二，主体结构与机电管线分离。这种形式，有利于建筑内部空间的自由划分和调整，便于内装部品、构件和机电管线在使用期间或超过质量保修期后的灵活更换、维修和改造；并且能够更好地提高主体结构的安全可靠性能，保持其混凝土构件密实度和结构耐久性。其三，干式工法施工，即区别于现场湿作业工艺的装修做法［1］。三者均有别于常规建筑技术的特性，定位上更趋向于建筑装修的工业化制造概念，因此，应以装配式建筑建造方式的新思维来探讨装配式装修集成技术。

2 装配式装修集成设计

2.1 设计条件

根据《装配式混凝土建筑技术标准：GB/T 51231-2016》，在装修设计上，“应遵循标准化设计和模数协调的原则，宜采用建筑信息模型（BIM）技术与结构系统、外围护系统、设备管线系统一体化设计”［2］。在方案设计阶段，应进行建筑平面的合理布局，划分标准化的模块空间，借助建筑信息模型对建筑、结构、机电和装修等系统进行整体策划、功能优化和综合平衡。同时在设计拆分过程中，明确建筑结构和外围护系统与建筑内部功能模块的界面关系、公差尺寸和节点形式，做到结构骨架与管线系统分离，为在建筑结构的生命周期内，实现建筑内部功能的多样性、拓展性和持续更新性创造必要条件，也为装修机电系统集成设定合理的空间。然后，通过系列化的通用设计，优选标准化的建筑内部功能模块和部品。有了这样的基础，就可以研究和整合建筑内部空间装修系统与机电系统的部品、构件、设备、管线和接口的集成设计细节了。

2.2 设计控制要点

⑴根据既定的室内建筑信息模型设计，预先解决装修与管线系统的碰撞问题，合理划分各功能模块、内装部品、构件、设备和管线，并实现其最佳构造组合，优化和美化建筑内部空间环境。

⑵建筑内装部品、构件和室内管线应与预制构件的深化设计相结合，预留接缝及接口位置准确合理，满足干法作业要求。

⑶建筑内部各功能空间尺寸，应以装修完成面尺寸、装修构造尺寸、公差尺寸和土建工程容错尺寸控制。

⑷强调建筑内部不同界面、接缝及接口的节点设计，保证连接合理、可靠和安全。

⑸要体现“少规格，多组合”的设计原则，保证内装部品、构件同机电设备、管线和接口之间的一体化设计，具有广泛的通用性和互换性。同时，方便构件拆装、更换和维护。

⑹标准化的装修机电一体化设计应在通用性的基础上，个性化发展。既要千篇一律，又能够千变万化。

⑺符合消防、节能、环保和绿色施工要求，优化设计，降低成本，强调提高品质和工效，便于工厂制造和现场装配［3］。

2.3 构造设计

采取正确的设计原则和方法，实现装修机电一体化设计，关键要落实其细部构造和节点的深化设计，这是成功运用装配式装修集成技术的先决条件。常规来讲，应强调下面一些环节：

2.3.1 地面集成构造

架空地脚支撑定制模块，调平地脚螺栓，偏差调控范围0～50 mm；目前常用型钢复合架空模块和树脂螺栓整板架空。架空层内布置水暖电管，甚至通风设施；其中，模块内保温板布管灵活，采暖地暖管一般有20 年品质保证；型钢复合架空模块上面，采用干施工法，铺贴强化复合地板、塑胶耐磨地板、实木地板以及超耐磨集成仿木纹免胶地板，快速企口拼装。一般装配式楼地面系统应独立，其部件不应与墙体发生连接。

2.3.2 隔墙及吊顶构造

轻质墙适用于室内任何分室隔墙，具备必要的防水措施；隔音效果，可填充环保、防火和隔音材料，满足隔声降噪功能；连接与调平，隔墙与主体结构之间设连接件保证可靠连接，配有专用构件快速调整墙面平整和垂直度；饰面，墙板基层应采用防潮措施，装修面层集成壁纸、木纹、石材等肌理质感，保证整体观感效果。细部构造上，要考虑内部管线敷设、管线接口、挂接件、地面和吊顶等设有连接和固定的构造措施。

吊顶宜采用卡式扣件吊顶系统，以墙体支撑为主，局部吊杆加强为辅。对于较大跨度空间应与天花预留连接件，加强吊杆刚度。按照支撑（吊杆）→主龙骨→副龙骨→面板→灯具→风口百叶→接缝收口等顺序布设，留设检修洞口及封口板。同时，协同吊顶架空层内线管、设施和接口的空间设计。

2.3.3 给水系统

通过表后的入户分水器，以承插式接口技术，将各分支水管现场快速连接。管线除了出水端口外，暗藏部分采用柔韧性较好的塑料给水管或铝塑复合水管，分水器至用水器具之间可以无任何接头，同时，装饰部分的隔墙和地面空腔内可以敷设管线，极大提高了管线安装的灵活性和便捷性，能够更有效地配合室内装修，快速集成安装。

为了便于识别，保证施工准确，有利于检修更换和运营管理，要对该给水系统管线进行标示。检修口位置应设在管道易于检修和更换的位置。采用快插式接头的管件，应通过出厂前的接头连接密封试验。热水管应采取适当的保温措施，冷水管亦应做好保温和防结露措施。要求该管线系统工程设计使用年限不低于20 年［4］。

2.3.4 同层排水做法

将卫生间内卫生器具的排水管（包括排污横管、支管和排水直管）以同层统一排水的安装方式，集成至公共沉箱和管道竖井的排水系统。同层室内管道不穿越楼板，采用共用的一个水封管配件，易于维修和清理，同时，也便于厨卫模块的灵活布置。在该系统中，关于管件连接采用承插式密封圈构造，在架空层的低位设置积水排出措施和检修口。

降板排水系统一般采用局部沉箱或降板的方法，降板高度约为30cm，采用专用配件连接排水直管和立管，并满足排水横管排水坡度要求。不降板排水体系特点是在同层同标高的情况下，在架空层内地面的最薄位置布设同层排水管线，并满足排水坡度要求，排入户外公共管井竖管内。在排水穿墙处留设防水套管，接口接缝满足防水构造要求。

2.3.5 其他专业集成设置

在满足用电和消防安全的情况下，电气线盒和管线已敷设在地面和吊顶的架空层内，开关面板、接口插座及配电箱等归入内装部品集成。架空层内各类管线交叉敷设时，应在规范要求的范围内进行综合管线的平衡布设。

采用地面辐射供暖方式。可以采用干式工法作业，将地面辐射供暖与装配式楼地面架空构造做法相互集成，把水管与装配式楼地面的支撑模块合为一体，根据支撑模块的空腔构造，敷设采暖管线和保温隔热措施。

卫生间和厨房都应设置机械通风设施，其中厨房宜采用具有油烟分离功能的水平直排系统。在设计上充分考虑厨房和使用房间的自然通风功能。

装配式集成装修应满足消防和环保等相关规范的相关要求。其中，架空层不应穿越有耐火性能要求的部位，厨房装配式墙面、吊顶及楼地面装修材料采用A 级防火材料，装修材料有害物质控制在限量标准以内等等。

2.3.6 集成厨卫模块

厨房设施，橱柜、台面同灶具、洗涤用具、吸油烟机、灯具、龙头及开关插座等设备设施一体化设计，接缝精准严密，并预留加固板等措施；吊顶安装以墙体为主要支撑，集成排烟管道、排气扇和灯具等设施，吊顶内各类管线布放标准，一次实施到位，并预设检修空间。

卫生间湿水区域，地面安装工业化柔性整体防水底盘，通过专用快排地漏排出，整体密封不外流；防水地盘必须一次性加工成型（带有反坎），沿墙边有适当的搭接余量，有防溢流构造措施。注意设局部等电位联结或预留局部等电位联结的接地端子。

墙板防水，墙板留缝打胶或者密拼嵌入止水条，实现墙体整体防水；墙板基层防水处理，饰面层采用仿真瓷砖或大理石等憎水墙面。墙身防潮，墙板内设柔性防潮隔膜，引流冷凝水至整体防水地面，防止潮气渗透到墙体空腔，使其具有对冷凝水的隔离和疏导功能［5］。

可以看出，通过装修机电一体化的构造设计，能够精准集成各个系统之间部品、部件、结合线面和接口，实现各类材料、零配件和产品的标准化和通用性，有利于规范和优化建筑装修机电产品市场结构和产能，从而以规模效应体现建筑产业工业化发展优势，也为装配式建筑产业实质性转型铺平了道路。

3 生产和装配方法

装修机电集成设计（特别是深化设计），实际上也提供了各类部品和构件的制造标准和装配指引，设计的集程度越高，工厂制造的精度越高，现场装配工艺越简捷高效。按目前国家《装配式建筑评价标准：GB/T 51129-2017》要求，现阶段重点推进方向：①主体结构由预制部品部件的应用向建筑各系统集成转变；②装饰装修与主体结构的一体化发展，推广全装修，鼓励装配化装修方式；③部品部件的标准化应用和产品集成。在室内装修和机电管线部分突出强调：全装修、集成厨房、集成卫浴、干式工法楼地面、装修机电管线一体化和主体结构同管线分离等六项指标，并列入装配式建筑评价内容［6］。而装配式装修优势之处，则在于通过综合性的集成技术实现高效、精准和优质的装配化作业，以进一步展示其工业化建造的先进程度和水平。

⑴在生产制造方面，强调根据各类部品和构件的深化设计要求，确定生产模具、原材料、制造工艺和生产流水线，制定产品标准、工厂化生产和管理规范，保证产品的优质精准生产，并结合互联网及物联网等数据信息控制技术，实现智能化构件制造和物流管理。

部品的生产应适度预留公差，并应进行标识。标识系统应包含部品编码、使用位置、生产规格、材质、颜色、装配说明书等信息，以便于现场高效地装配集成。

⑵在现场装配工艺方面，强调制定规范高效的装配工艺规程和作业指导书，利用样板间预先进行技术交底和技能培训。利用建筑信息模型（BIM）和VR等信息技术，模拟策划施工组织、空间布置和工序设计，在建筑内部各系统界面和功能模块精确定位之后，更多考虑的是接缝和接口的可靠连接方式，并突出控制操作流程、组织管理和验收标准，使得装配施工工序简化，工效提升，现场工况全程可控。同时，标准化的构造设计和构件制造工艺也成就了规范和高效的施工装配方法，并由此系统地形成完整的装配式装修集成技术［7］。

4 装配施工管理和验收

成熟的设计标准、工艺规程和工法成就了快捷高效的装配式装修集成技术，同时也为工程管理提供了依据和保障，那么，科学合理的施工工序管理和验收制度则成为装配式装修集成技术的关键控制点。

4.1 施工管理

⑴预先由主管工程师利用建筑信息模型，组织各专业之间的图纸会审和碰撞检查，协同编制施工组织程序和技术方案，确定装修与机电各专业之间的流水和交叉作业管理办法和施工作业计划（并有设计单位、生产厂家和配送商代表参加，协同确认）。

⑵装修区段的主体结构和外围护结构须通过工程质量验收。装配作业前，要严格控制部品和材料的进场检验和验收；作业过程中，加强工序交接检查（如：蓄水试验、外窗淋水试验、管道通水和压力检验等）和隐蔽工程验收［8］。

⑶根据代表性单元、户型和功能模块，现场装配装修样板区。由主管工程师（或监理单位）组织各专业施工管理人员、设计单位、生产厂和供应商代表等相关方，进行检查、调整、修正和验收。并重新修定施工组织计划和技术工艺方案，相关方共同确认通过。

⑷进行全户测量放线，确定装配式装修的完成界面。一般应测放房间的界面线，楼地面、墙面和天花的完成线，门窗洞口线，水电端口定位以及相关专业预留预埋定位等。为装修部品部件工厂生产提供标准数据（同时考虑施工容错余量）。

⑸为避免二次转运，配送商应根据确定的施工段和施工计划，直接将部品部件分类别和批次按楼层和单元，送达施工房间和部位，并有相关方代表跟踪验收，精确控制现场部品部件的数量和质量。

⑹装配式装修施工之前，各专业技术和管理人员应以装修样板区为实例，对各专业操作工人进行施工技术方案和工艺标准当面交底确认（各专业操作工人应预先通过专业技能培训，持证上岗）。

⑺标准化的装配程序是装配式装修施工组织管理的关键。一般情况下，室内装修应在主体结构、外围护结构（含外门窗）、防水隔离和同层机电主干管线完成验收后，分区段流水作业，按程序进行。其间，存在装修与机电各专业平行和交叉作业的工况。首先，施工内隔墙和机电管线预埋及敷设；其次，门窗框固定和墙面层施工；然后，天花吊顶施工（同步机电管线敷设交叉作业）；接着，厨卫台柜、设施和洁具安装，地面安装；而后，厅房地面和采暖设施安装；最后，室内灯具、龙头和开关面板安装，清洁维护。公共区域墙面、机电和天花施工可以同步进行，但是，公共区域的楼地面和楼梯装修要等同层个单元房间装修和机电管线完成，最后进行，并做好成品保护。

⑻大范围组织穿插流水施工。即，一般住宅建筑，采用主体结构、内隔墙、机电安装、外装饰、室内装修等各工序同步流水作业的施工组织方式。当主体结构施工到一定楼层时，实施防水隔离措施，安装完成外窗和入户门，就可以按照上述室内装修施工程序安排作业。当涉及煤气、空调、采暖及电信等繁多机电管线并存时，应在专业图纸会审阶段，借助BIM 信息模型技术，进行管线综合平衡，集中解决专业管线与主体结构、装修结构之间的碰撞问题，制定专项技术协调方案，标识关键控制区域，重点协调处理。

4.2 工程质量验收

⑴一般工程质量验收按工序、分项、分部和单位工程梯次验收［9］。其中，工序质量验收是整个工程质量验收的基础，形式上是施工专业班组以及班组相互之间对工序质量的自检、互检和工序交接检，称之为工人班组“三检制”。而分项、分部和单位工程质量验收则是由不同层级的工程监督管理者组织相关人员参加，对相应各分项、分部和单位工程质量进行检查评价，并确认通过。装修工程属于单位工程若干分部工程（如基础分部工程、门窗分部工程、机电安装分部工程、装修分部工程等）中的一项。因为装饰分部和机电分部工程处于建筑工程施工的后期，相互之间交叉工序和隐蔽工程相对比较繁复，为加强机电装修阶段的施工质量控制和保证单位工程竣工验收前每一用户的使用功能标准，在原有工程质量验收制度的基础上，突出强调工序交接检查和分户验收制度。

⑵实行分户验收制度，即一户一验收制度。要求：在单位工程竣工验收之前，由监理单位组织，施工相关方参加，以每一楼层的每一户为单元进行装修、门窗和机电分部工程质量的专项检查验收（包括使用功能验收），并建立分户工程质量验收记录。

⑶每一阶段的施工质量检查验收，除了进行实体工程质量和使用功能检查检测以外，还要检查施工方和相应的管理者在工程施工每一个阶段的产品保证资料、检测试验报告、检查评定记录、施工记录和相关技术文件等，确保工程产品质量的可追溯性，与实体工程质量检查数据一起构成该阶段以至整个单位工程质量验收评定的依据。

⑷最终，由监理单位和业主方共同组织工程建设各有关方，在质监站和政府相关业务部门监督下，按规定程序进行单位工程或项目工程质量竣工验收，通过综合验收后的单位或项目工程，将移交工程给合同投资方或物业使用方。