采用装配式技术和模块化设计的新型集成房屋设计研究

周清琰 曹建 胡天池 寇恒久

摘 要：集成房屋以其便捷性在房地产市场中占据着独特的地位，随着社会发展，城市人口流动性趋于增强，能够跟人一起搬家的移动集成房屋应运而生。当下的集成房屋设计走向两个截然相反的方向，一种完全考虑便捷性和设计感，而不注重房屋的材料及住房舒适度;而另一种则把重心放在坚固的结构和材料上，完全失去了集成房屋的优势。

关键词：集成房屋;装配式;模块化

1 集成房屋的发展现状

集成房屋的概念诞生于20世纪50年代末的西方，是一种通过在工厂生产预制构件，从而快速组装成成套房屋的一种房屋建造模式。相比于传统住宅，集成房屋具有工期短、自重轻、可移动和绿色环保等优势。在一些发达国家，集成房屋经过60余年的发展，已经非常成熟，被广泛应用于市政、商业、旅游等领域。

我国的集成房屋发展历史较为短暂，发展速度也较为缓慢，自汶川地震后才开始形成统一全面的行业技术和设计规范，在技术层面勉强跟上了欧美的步伐。而在市场的开发程度方面，与欧美相比更是相去甚远。目前，由于市场普遍存在“集成房屋就是廉价房”的消费歧视，我国集成房屋更多由政府和建设单位牵头，应用于灾后安置、工地临时建筑以及新农村建设等领域，在商业和旅游等领域应用较少。

目前国内的集成房屋产品主要分为两大类：活动房屋和集成住宅。活动房屋注重房屋的可移动性，分为拆装式房屋和整体移动式房屋，前者需要拆卸后方可搬运，后者则是整体搬运。集成住宅在现场组装后一般很少移动，往往对舒适度要求较高，且更注重房屋的永久性使用需求。

2 集成房屋前沿产品对比分析

集成房屋产品形式已经越来越丰富，其中集装箱房屋和整体框架式房屋最具代表性。在此，我们将对国内两种较为尖端的集成房屋产品进行全面的分析和比较，探究其核心竞争力和不足之处。

2.1 两种集成房屋产品基本情况

雅致模方空间：模方空间是雅致的模块化建筑产品，由单元模块组合而成，单元模块则是以轻钢结构或集装箱结构为框架、集成各类新型节能建筑装饰材料，在流水化生产线上制造而成的建筑单元。既可单体使用，也可组合建成单层、多层或高层的模块化综合性建筑。根据单元模块的结构形式，模方空间又分为集装箱房屋和整体框架式房屋两大系列，广泛应用于各类工业和民用建筑、公共服务领域。

北新轻钢结构集成房屋：北新集成房屋有限公司目前已开发出一套完整的集成房屋建筑体系：社会住宅与别墅体系由轻钢密肋柱及复合围护构成，集生态环保、经久耐用、灵活使用、保温隔热、透气防潮、隔声减震等特点于一体;公共建筑在独立基础上采用轻钢框架与填充轻钢剪力墙结合，该体系运用于大跨度空间、抗剪切能力强、加工密度高、建造速度快。

2.2 两种集成房屋产品对比

通过以上的分析对比，我们可以看到这两种产品各有取舍和突出之处，文章后续将针对二者之间这些差异进行集成房屋的综合改良，试着给出一套更加优秀合理、面向未来的设计方案。

3 一种便捷的集成房屋设计

3.1 设计理念

本设计以便捷为中心，高度结合模块化的理念，在材料上采用新型轻质节能材料，在功能上力求多样，完善。

3.2 集成模块化的设计

我们在设计中尽可能地采用模块化设计、开放式布局来完善各个功能区（卧室、厨房、卫生间、储物间、客厅），并且足够压缩体积。

模块化设计在家居设计中的应用：模块化结构使单个模块实现某个特定或几个功能，基于产品功能定义好各个模块之间的相互关系，主要体现在：

（一）厨房餐厅功能区

厨房功能区中有较多的硬性构件，灶台、油烟机、冰箱，这些构件难以压缩，把它们放在边缘的收缩箱体中，餐台用隐形吧式餐台，不使用时靠墙收起来节约整体的体积。

（二）卧寝区

卧室周边用折叠隔墙封闭。

在床榻的设计中主要采用旋转折叠的理念，将床的一端固定在墙上，使用时通过90度的旋转把它放下，如图2。

（三）卫生淋浴间

卫生间与厨房一样，存在很多难以压缩的硬性构件，把卫生间放在边缘的收缩箱体中，洗手台、卫浴等需要给排水的设施有相应的管道直接连到室外的管道。

（四）客厅功能区

（1）采用伸缩式隐形电视，如图3。

（2）嵌套式沙发

从外型部分把具有独立结构和独立功能的盒式插件通过不同方向的相互连接，变成一种新的家具产品，经过套插式模块的组合使组装、装修和拆卸变得更灵活。

3.3 可伸缩的房间

我们的设计主要通过开间方向墙体移动来缩小房间的体积，可实现房屋整体缩小为正常使用房屋的1/3。房屋中间底部的小滚轮（万向轮）在移动到现场后，将其固定。1号箱体与2号箱体（4号箱体与5号箱体）之间通过侧面的滑轨与底部的大滚轮（万向轮）实现它们空间上的相对移动，使箱体的空间由原来6.67立方米扩大到13.34立方米，然后在扩大后箱体重叠的部位（约3-5厘米宽）采用固定螺栓进行固定：上、下部位：3个，左、右部位：2个，共20个;3号箱体则是由1、2号箱体形成的空间和4、5号箱体形成的空间继续通过2号箱体、4号箱体与1号板、2号板之间的滑轨和房屋左右两侧底部的大滚轮向两侧移动，展开形成体积为13.34立方米的3号箱体空间，与2、4号箱体重叠部位，同前做法，使用螺栓20个。

3.4 轻便保温的墙体

由于本房屋的设计仅一层，加之轻钢薄壁钢骨结构本身质量轻，同时，在主体结构体系的选择中主要以结构整体抗震性能优、价格低廉、安装便利作为选择的参考要求，通过比选，选择轻钢薄壁钢骨结构作为实现本建筑设计的主体结构。

钢结构需要进行防腐：镀锌、镀铝锌以及各种底漆和面漆涂层等;与传统住宅围护结构既要承重又要围护相比，本设计采用的轻钢薄壁钢骨结构中的围护结构则只需起到围合空间的作用;作为内墙、外墙，需要具备保障空间安全、保温隔热、隔声、防火、耐腐蚀、防水等的作用;由于本设计需达到轻便可移动的目标，因此，我们选择工厂预制的各种墙板做主要比选。

通过比较可以发现，对于外墙结合轻钢框架形成的双层秸秆墙体在材料各项性能、使用寿命及可修补性、价格以及质量上，更有优势;而对于内墙，由于考虑到房屋需要压缩，选用XPS挤塑保温板，便于拆卸，同时可降低房屋的整体重量，降低运输难度;对于屋面板材，采用珍珠岩保温板，轻质，有整体结构性、防水排水功能，所以将其用于屋面板。此外，我们也发现，这三种板材均达到了利用废弃物、节约资源、保护环境的目标。

在使用时，要注意应满足强度和稳定性以及与主体结构的连接整体性，设单向透气层，吸收室内湿气;接缝处材料有老化可能，在使用期内可能需要修补，也可整体更换;另外，在围护结构材料中置入复合PCM相变材料，以增强墙体蓄热保温功能，适应寒冷气候。

参考文献：

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[4]陈继浩，崔琪，候国艳.秸秆复合墙板耐火性能试验研究[J].新型建筑材料，201，45（11）：101-103.