装配式技术在居住建筑室内空间中的应用

李紫怡 （金陵科技学院，江苏 南京 211100）

0 引言

2020年初，新型冠状肺炎疫情爆发。为了能让更多的患者得到及时的救治，武汉紧急建造了雷神山和火神山两座医院。装配式建筑在施工中的效率优势为两座临时建成的医院提供了保障，也为全面控制疫情赢得了宝贵的时间。通过研究装配式建筑发展现状及优势，剖析到装配式建筑施工周期短、效率高、质量好、应急能力强等优点。分析了装配式建筑在住宅室内空间设计中的应用要点，探讨装配式建筑技术在未来住宅室内设计中的发展趋势，并提出将预制装配式建造技术运用到居住建筑空间，实现建筑设计标准化以及推动发展节能环保新产业，带动更多新兴产业，解决劳动资源的再利用。

1 装配式建筑发展及研究现状

1.1 装配式建筑的发展现状

近年来，装配式建筑在我国发展迅速。2019年国家住房和城乡建设部发布《装配式混凝土建筑技术体系发展指南（居住建筑）》中提出预制装配式混凝土结构建造技术体系是一套包括内装、结构、外围护、设备与管线的集成化设计技术体系。装配式建筑应当基于经济性、适用性、绿色性、安全性、美观性五大原则不断发展。装配式建筑建造技术强调设计标准化、生产工厂化、预制施工与现代智能化。

按照国家住房和城乡建设部“十三五”规划，到2020年我国新建建筑中预制建筑的占比将达到15%以上。根据住建部的统计，2017年装配式建筑为1.8亿m2，2018年为2.9亿m2。从装配式建筑的兴起到大规模快速发展，从政府部门的领导到市场化管理的推进，全国整个产业链体系的建设和发展已经形成了一种趋势。其中，31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团于2020年启动新的6.3亿m2预制件建设项目，约占全国新建建筑面积的20.5%。从建筑结构类型上看，新建4.3亿m2预制混凝土建筑，占新建预制建筑的68.3%；预制钢结构达到1.9亿m2，占新建预制建筑的30.2%。整体预制钢结构模块化施工正在迅速普及，对我国新型冠状病毒疫情防控管理工作起到了重要效果。

1.2 装配式建筑的研究现状

图1 2016-2020年我国装配式建筑新开工建筑面积及占比情况（引自《“十三五”装配式建筑行动方案》

目前我国对装配式的研究主要集中于通过预制的构件并搭载装配式技术，快速、高效地建成整栋建筑，而装配式建造技术却很少运用到室内设计中。近年来，随着人口的不断增长，对住宅建筑的需求不断增加，间接促进了住宅室内环境的不断改变和完善。相较于大型公共建筑，例如，商业建筑、医疗建筑，居住建筑的室内空间设计对于居住者人性化需求和住宅可持续化发展的要求会更高，装配式建造技术可以满足和实现空间功能的人性化布局，使室内空间的布置、安装更具灵活性，实现外部建筑框架与内部室内环境布置的可分离化。在室内设计中运用装配式建造技术，可以在设计安装之前就将室内的大空间进行合理的划分及界面的布置，强调室内设计转化为弹性变量。通过对室内隔墙、管线等空间单元的设计，可实现居住建筑室内空间在装配式建造技术下的“随机应变”，将之前二次拆除装修转变为无缝拆除、安装和更换，既可以避免二次污染，又提高了住宅室内工程的成效。与现在常见的现浇技术相比，装配式建造技术可以有效的缩短工期，并保证良好的施工质量，还可以充分满足居住者对室内空间的个性化设计。进行装配式室内设计建设可降低对周围环境的破坏和对邻居的影响，减少了装修材料带来的空气污染，促进了居住建筑室内设计的高品质绿色发展。

图2 不同建筑结构形式在装配式建筑中的占比（引自《“十三五”装配式建筑行动方案》）

2 装配式技术在室内设计中运用的优势

2.1 降低浪费、提高效益

装配式建筑可以按照室内设计的需求，提前在工厂预制好整体墙板、隔墙、吊顶等相关结构单元构件，并在构件中预留相关的节点、管线、整体墙板等装饰材料。由于模具固定，提前生产好的室内构件可以保证其具有标准的尺寸和高品质，可以很大程度上解决室内装修中存在的质量问题，使得室内构件的精度误差从厘米降为毫米，体现了机械化装配式生产技术的优势。

2.2 低碳节能、绿色环保

我国在规划建设中一直秉承可持续发展的原则，以人为本，优先发展绿色环保健康社区建设工程，将构建资源利用节省型经济社会和保护环境摆在重要地位，极大的促进了我国绿色生态工程建设的蓬勃发展。进行室内装修时，装配式技术的运用极大地减少了建筑垃圾的产生，也降低了施工过程中噪音对周围环境的影响，实现了绿色施工，使施工现场更加清洁。此外，大多数室内构件在拆除后也可以回收进行二次利用。在整个室内设计装配式建造系统中，室内构件不仅强度高、重量轻，而且通过填充不同的材料，可以满足多种构件的需求，节能减排，促进经济可持续发展。

2.3 节约劳动力，提高效率

固有的建筑施工方式依附密集劳动力，如今建筑业劳动力短缺，采用装配式建造技术，可大大减少现场施工人员数量和工作量，减少人力资源浪费，节约劳动力。改变传统施工方式，施工将不受周围环境和季节的影响，可在工厂全年连续生产，显著提高了劳动生产率。施工效率有了很大的提高，施工周期更具可预测性，破解了建筑业“劳动力短缺”的局面。

2.4 可满足建筑多样化设计形式

现阶段，室内空间无法灵活地进行功能划分，可能会脱离居住者的实际需求，而装配式建造技术可以灵活设计，能够更好地把握人与空间、空间与空间的联系，为室内空间设计提供了更多的选择形式，更适合居住者的生活和活动，并阻绝了常见的工程质量问题，提高了居住空间的综合性能。改变传统的连接方式，优化了空间的利用率和室内环境的舒适度。

3 装配式技术在居住建筑空间设计中的理念与内容

3.1 居住建筑室内空间装配式建造理念

在住宅建筑设计中，室内设计的关键在于为居住者提供充足的活动空间，在室内居住单元设计中，强调精细化室内设计工艺的运用。就住宅建筑的预制装配型内装而言，应达到建筑使用功能、空间需求的有机融合统一，为居住者创造适宜的室内环境，为居住者日常的生活、学习及工作创造便利条件。

3.1.1 居住建筑室内功能设计

图3 装配式建造技术在室内空间中的运用（作者自绘）

图4 居住建筑室内空间装配式建造技术要点（作者自绘）

室内功能设计是居住建筑室内空间设计的重点，是成功运用装配式建造技术的关键。在居住建筑的使用中，充分考虑居住者的需要是室内功能设计的前提，并根据建设要求将功能空间需求合理地整合到设计中，实现装配式住宅在室内功能设计中的联系与统一。现阶段，装配式施工技术的运用极大的增加了住宅的收纳空间，也满足了传统住宅建筑的多功能使用需求。

3.1.2 居住建筑室内空间设计

从本质上讲，室内空间设计是对所有封闭空间进行划分和设计，包括地面和吊顶，涵盖了墙面和隔断等单元设计。在室内空间设计中采用装配式施工方法时，应充分考虑饰面材料等各种因素，实现造型和美观的融合。在空间设计中，针对室内的流线需要，对建筑材料、配色等进行搭配。在考虑空间与功能相互统一的同时，把握室内空间的整体环境和氛围，以提高室内整体空间的设计质量，全面提高居住空间的舒适性和功能性。

3.2 居住建筑室内空间装配式建造内容

构造节点设计、室内界面设计、管线分离、内装维护是装配式建造技术运用于居住建筑室内空间的几项重要内容，具体如下。

室内空间装配式建造内容要点与难点

3.2.1 节点设计

节点设计是住宅空间设计至关重要的一个部分，在墙体和窗口等裂缝多、防水性差的地方，应充分考虑荷载条件，并进行物理性能分析。充分考虑不同区域的气候和地质构造，优化和完善结构节点设计，充分保证构件质量水平，确保住宅建筑具有良好的防水效果。在材料的选择方面，首先要选择防水及耐水性能好的材料，在墙和窗的接缝处设计合适的结构接缝。

3.2.2 管线设计

除给排水管道外，家用电管线在住宅室内空间设计中也起着重要作用。在混凝土现浇技术施工模式下，室内管线一般放置在沟槽中，而在装配式施工方式中，室内管线可采用轻质隔墙或吊顶天花布置，有效避免家用生活管线之间的干扰，实现了管线与住宅内部结构的有效分离，也为管道的后期维护创造了良好的条件。在设计管线连接处时，将各种类型的管线、新风系统，室调等设备排布在吊项内。为满足设计需要，对图纸进行系统优化，明确每条管线的具体位置，然后按照先安装家具、电器，再布置水管、电线，以满足管线分离设计的要求。

3.2.3 界面设计

科学合理的室内界面设计，能够为后续家具、电器、管线安装创造有利条件。与装配式构件直接联系的界面，其中包括地面、吊顶设计，也包括墙面、隔断等其他单元设计。

墙面设计在住宅墙体设计中是非常重要的一项设计内容，采用装配式建造技术，能够快速分隔室内室间，同时也可搭载不同的装配式手段和使用材料，提高墙体的隔音效果和抗震强度。

作为室内设计中最重要的接触面构件，装配式技术可以用来支撑完成整体的吊顶设计。在整体的设计过程中，还应注意吊顶与家具、电器、水电管线等的“配合”，实现吊顶与通风、空调、照明等部分单元的互相统一，减少各功能区之间相互影响。

在地面设计中，采用可以快速安装的装配式快装地板，与传统的地面铺装方式相比，快装地板减少了地面的载荷，缩短了施工周期，后期维护简单。

在卧室和起居室的设计中，运用装配式建造技术完善室内结构布局和定制功能要求，可以实现电视柜、衣柜、储物柜、床头柜等收纳系统在空间上的拓展，以优化居住建筑室内空间功能。

3.2.4 后期维护

在住宅的使用过程中，一些室内构件或系统可能会受到损坏，影响使用功能。基于人性化设计需求，通过设计维护方案，减少部件损坏对室内功能的影响。对于一些重要的管线部位，根据室内装修的维护要求设置检修口、配置感应灯具加以优化，提高了装配式技术在住宅室内空间的应用水平，以适应现代建筑功能的需要。

4 装配式技术在室内设计技术的未来发展趋势

随着装配式建造技术在居住建筑室内空间设计中的不断推广和运用，可以预见未来装配式居住建筑将会逐步向智能化建筑方向发展。然而，在当前装配式居住建筑建造工艺的应用中仍存在一些问题。在此基础上，未来装配式建筑的发展趋势也更加明显，具体还需考虑以下四点。

①提高隔音性能和抗震性能。在已经建成的装配式居住建筑中，虽然采用了装配式构件，缩短了施工时间、提高了施工效率，但在隔音、抗震等方面还存在很多问题。与传统砌筑技术相比，室内隔墙设计采用装配式施工技术，隔音效果明显低于传统隔墙。同时，由于人们对建筑隔声和抗震性能的要求越来越高，需要更进一步优化装配式建造技术的隔音和抗震性能。

②提升装配式构件的精细化生产。将装配式施工技术应用于住宅室内空间，可以提高室内空间的施工品质，不过由于个别预制构件对现场环境的应变能力有限，当加工后的产品与现场实际尺寸不符时，会在一定程度上影响工期，所以提升装配式构件的精细化生产是十分有必要的。需对每个构件进行精细化管理，进一步优化各个构件的加工工艺，规范加工流程，确保每个构件的加工质量，为后续的施工打下坚实的基础。

③通过智能化满足人性化需求。一方面反映在装配式建筑的施工过程中，另一方面由于人们的个性化需求，预制构件的材料、图案及风格等方面仍有待完善。例如在装配式建造的过程中，智能机器的使用、3D打印技术的应用可以帮助人们表达想法，从而进行决策和实施。在工厂采用大量机器，实现了装配式建筑的智能化。不仅保证了装配式建筑的质量，也可以大大降低人工成本。

④采取绿色化发展。将装配式建造技术运用到居住建筑设计时，装配式材料的使用也应考虑后期施工中材料的回收利用，提高装配式构件的利用率，使装配式建筑在未来向绿色节能的方向发展。

5 结语

装配式建造技术对居住建筑室内空间设计产生了巨大的影响。随着建筑行业和其他关联产业的持续发展，新工艺和新材料的使用方式也产生了新的变化。随着近些年全球气候的变化，人们的环保和节能意识不断提高，越来越关注能源问题。通过近年来世界各国政府对装配式建筑的大力推广，人们充分认识到在居住建筑室内空间设计中应用装配式建造技术的优势，由此可见，无论未来的建筑向怎样的方向发展，装配式建筑将是建筑行业未来发展的一个重要方向。