基于SI 住宅体系管线分离技术研究与应用

霍书泰，何明春

（重庆市綦江区建设工程质量与安全监督管理站，重庆 400000）

0 引言

SI 住宅（SkeletonInfill），亦称为可变住宅，起源于SAR 建筑体系，在日本住宅产业KSI 体系中广泛运用并发展成熟。SI 住宅由骨架体和填充体组成，其中骨架体为不可随意改变的部分，具有极高的耐久度，而填充体部分可根据需要随意替换，对耐久要求较低。SI 住宅将填充体和骨架体进行充分分离，在后期的装修或维修中仅改变填充体就可以实现提高建筑的使用寿命和改变住宅格局的目的。SI 住宅的使用空间灵活可变，装配化程度高，使用寿命长，节能环保，可全面提高住宅的品质并降低建筑全生命周期的成本，实现建筑产业的可持续发展。济南市于2006 年在住建部的指导下，经过一系列的研发工作，参考欧洲和日本的SI 住宅体系，提出了符合我国国情的CSI 体系，即ChinaSkeletonInfill。万科集团为了响应国家号召，提高自身建筑质量以及住房者满意度，也在相近的时间内提出了VSI住宅体系。万科新里程是万科集团于2008 年建成的具有代表性的SI 住宅建筑。这两个住宅体系是我国SI住宅体系的重要探索成果。

1 SI 住宅体系的优势分析及设计原则

SI 住宅体系的优势主要有以下7 个方面：①住户参与设计可以满足个性化需求；②空间布局灵活、可变；③提高建筑使用年限；④节能环保；⑤生命周期成本低，经济效益高；⑥建筑质量和性能好；⑦施工安全。

SI 住宅的设计需要遵守以下5 条设计原则：①以人为本原则；②部品标准化原则；③全生命周期原则；④灵活性和适应性；⑤适老化设计原则。总之，SI 住宅应从全生命周期统筹考虑各个方面，从建筑的规划设计、施工、运营维护等多方面综合考虑，这样才能发设计出符合行业标准，住户满意的住宅。

2 CSI 住宅的部品设计

由于CSI 住宅体系分为骨架体和填充体两个部分，同时骨架体和填充体的使用年限和用途完全不同，因此CSI 住宅的设计也分为骨架体设计和填充体设计两个部分，下文将具体介绍骨架体设计和填充体设计。

2.1 骨架体设计

CSI 住宅骨架体“S”主要指住宅中不可随意改变的部分，包括结构主体部分以及公共管线和设备。

主体结构部分包括梁柱、楼梯、围护墙体、楼板以及屋面板等。CSI 住宅为了提供灵活可变的空间，往往采用大开间结构体系，目前适合大开间的结构体系主要包括框架结构体系、大模板现浇体系以及装配式大板体系。这三种结构体系均能可以采用预制装配化部品，实现装配化施工，同时可以形成大开间，满足SI 住宅空间布局灵活的要求，方便房间的灵活划分。由于框架结构具有施工效率高、抗震性能优越的优点，同时可以形成大空间，满足房间设计多样化的要求，是最适合SI 住宅体系的结构体系。

至于公共管道和设备，CSI 住宅对强电、弱电、通信系统、管道系统等系统高度集成，但这些管道的使用寿命不同，形式多变，尤其是室外的公共管道空间有限，但是数目繁多，给管道的设计带来了巨大的困难，可将公共管道部分采用管束的办法集中布置，在楼梯的末端管井处，为各种水电和燃气管道提供空间，比传统分散布置更便于管理，并且该管道井集中在室外，室内无垂直管道，可以增加住户的使用空间。公共管道与主体结构的关系见图1，公共管道隶属于骨架体部分，与主体结构部分同步施工，通过分接器与室内的私人内部管线连接。这种布置方法将个人管道和公共管道分离，更利于后期的检查维修。

图1 SI 住宅案例

2.2 填充体设计

CSI 住宅体系的填充体，按使用年限的不同划分为不同的部品群，可在使用年限到达时，及时对损坏填充部品进行更换。根据使用功能的不同，填充体的设计主要体现在以下几个部分：隔墙设计、厨卫设计、架空地板设计、吊顶设计以及室内综合管线的设计，现分别介绍如下。

（1）隔墙设计。在SI 住宅中，非承重隔墙需要具备良好的隔热性、隔音性、耐火性和耐久性能。为了方便隔墙的装修变更，石膏板、混凝土空气板、空心刨花板等轻质材料更适合作为CSI 隔墙的材料。市面上常见的轻质隔墙主要分为轻质砌块墙体、轻质条板隔墙和龙骨隔墙三种。其中砌块隔墙和板条隔墙具有制造成本低、便于安装的优点，因此占据市场主流。龙骨隔墙具有集成度高、安装精度高并且便于后期的维修维护的特点，但是由于成本较高，因此在普通住宅很少应用，主要应用于工业化住宅和公共建筑中。

龙骨隔墙可根据房间的用途不同采取不同的处理方法：若房间需要较好的隔音效果，可将高密度岩棉等隔音性能较好的材料填充在墙体内部，以达到较好的隔音效果；同时，龙骨两侧也可以粘贴不同的材料，并且调节其厚度来达到不同的使用效果。可通过减小轻质隔墙的墙体厚度，减少对室内空间的占用。设计时，墙板上下两端应设置升降脚，通过升降脚的调节使墙板与上下楼板充分挤压固定，然后，墙板末端预留的保温层和面层与地板充分连接，并用专用密封件固定和密封（类似防水层的做法）；墙板之间的连接依靠凹槽连接。

（2）整体厨卫。内装部品体系是住宅工业化成效最为明显的部分，其中整体厨房与整体卫浴的发展在最近几年也非常迅速，在装配式建筑中有着重要影响。整体厨卫从工厂生产到现场组合装配，是全装修工业化的代表性部品，应大力推广符合标准化设计、工业化加工和装配化施工要求的部品体系。整体厨房、整体卫浴采用干法施工，避免施工中材料选择失误与装修不当所造成的麻烦，且产品是完全按照人体工程学原理进行设计的，这比传统装修更合理，作为一种新型的装修方式也越来越受欢迎。

整体卫浴的技术特点如下：①材料环保、安全可靠。通过采用高性能复合材料，可以减少居整体卫浴产品中甲醛、辐射的产生，并且强度高、寿命长，因此可以大幅提高整体卫浴产品的质量。②模块组装，施工便捷。通过采用工业化生产、模块化组装的生产方式，可提高整体卫浴产品的安装效率，可提高产品的成品质量。③防水可靠，抑制霉菌。通过采用一次模压成型的高强度、高密度的SMC 底盘，并且搭配防水壁板，整体卫浴密封性能十分卓越。防水壁板采用干式勾缝、水平连接的方式，可保证其密封性，可在隔绝水汽的同时抑制霉菌的侵害。④管线分离，运维便捷。整体卫生间在天花板空间和墙面空间设计了管道，有效地将所需管道与墙体和楼板隔开，为以后设备管道的维护提供了极大的便利。

（3）架空地板设计。室内的管线均采用架空地板的方式铺设，将管线布置在架空层。架空地板一般位于地板的高处，主要包括双层地脚螺栓、底板和地板这些部件。双层地脚螺栓用于地板和底板连接以及支撑架空地板。周边架空地板的支撑可以采用在房间四周布置龙骨的方法解决。双层地脚螺栓用专门的连接件与楼板进行错固，另一端则与基层板进行连接。在地脚螺栓底部应设置隔音垫，以达到隔音要求。

该体系主要的特点如下：①易于找平。架空地面体系是采用支撑点进行支撑，无须进行基层找平。②施工快捷。架空地面体系中主要采用的部件经过模块化设计，工业化生产，能实现装配化施工。③该体系即铺即用，比较方便。④便于管线排布。管线在架空层能够随意穿行。⑤架空地板技术可与卫生间同层排水技术配合，将管线集成排布，方便后期维护维修，避免维修时剔凿楼板和墙体。但是，目前国内架空地面体系应用较少，全面开展的综合成本较高。

（4）吊顶设计。传统住宅中一般仅在厨房和卫生间中采用吊顶，通过在室内采用吊顶可提高内装的装配化水平。通过在结构顶板下悬挂具有隔热性能的装饰吊顶，并在其架空层安装照明设备，可以实现SI 住宅管线与主体结构分离。可将各类管线布置在吊顶的架空层中，采用扁线，分电器技术实现管线集成排布，如图2所示。并且其材料可回收，有利于实现可持续发展。

图2 万科（重庆）公司分电器布线

（5）室内综合管线设计。排水管线为了便于排水，应布置在最下方，注意检查口的预留，便于检查维修。

2.3 填充体与骨架体的连接

由于支撑体S 与填充体I 的使用要求和耐久度不同，施工顺序也截然不同，两部分完全独立，最后在接口处将二者连接成一个整体，因此接口设计是SI 住宅体系设计的关键。填充体与骨架体应做好相应的连接，部品设计人员在设计中应注意以下4 点。

（1）重视接口的设计。设计人员在进行部品设计时应充分考虑后期的连接问题，考虑其与其他部品间的联系，最后确定好包括接口的细部构造等内容的配套方案。

（2）重视与内装人员交流。部品人员应该与内装人员充分交流部品设计和内装设计的各种信息，互相配合，协同设计部品进行内装，最终确定出部品方案和内装方案，实现高效协同配合。

（3）施工技术人员配合参与到接口设计中。接口设计涉及的专业领域众多，考验部品设计人员的综合素质，但施工技术与日俱进，设计人员很难全面掌握，因此相关的施工技术人员协调配合在参与接口设计中，解决接口设计可能遇到施工问题。

（4）增加对BIM 的应用。部品设计人员、施工单位通过BIM 等信息化交流平台，对部品及其施工的信息进行充分交流，保证双方及时掌握部品的详细信息。同时设计人员可对部品模型进行深化处理，模拟接口处的施工装配过程，可以有效减少实际装配过程中接口不匹配的问题。

3 结论

（1）SI 住宅在提高住宅的质量和性能、降低全生命周期成本、节约能源、环境保护、提升住宅的可变性和满足业主个性化需求等方面具有突出优势。

（2）SI 住宅设计应实现标准化部品设计，以人为本综合考虑住宅全寿命周期中规划设计、施工、维护以及再生改建的全过程。

（3）骨架体和填充体应根据其特点不同进行设计，骨架体要确保结构安全并且可以提供灵活可变的大空间；而填充体要明确各部分部品的模数系列，研究标准化设计要点，包括模块设计、管线设备设计和平面布局。

（4）部品设计人员应该运用BIM 等信息化平台与内装人员、施工人员等多方进行深入交流，确保填充体与骨架体可以高效连接。

（5）内装工业化现存的发展问题包括住宅产业化大环境影响、政策导向和法律法规不健全、住宅部品单一、产品研发力度不够、通用化程度低、科学技术不先进、人员素质较差等方面，为了推动SI 住宅的发展，真正实现内装工业化，应从政策、科技投入、示范工程、产业集团等方面入手，借鉴日本等国家的成熟经验，形成适合我国国情的SI 住宅装配式内装体系。