传统住宅与装配式住宅建筑设计方法研究

张遵嶺

（贵阳建筑勘察设计有限公司，贵州 贵阳 550000）

0 引言

随着城市化进程加快，积极推动着建筑行业向前发展，其中装配式住宅建筑因具有环保、节能等特性，逐渐成为当前建筑领域关注的焦点。从建筑设计角度来看，传统住宅建筑设计仅能对单个项目需求进行满足，而在装配式住宅建筑设计中，其建筑结构的各个构件均为提前加工预制，并可以实现共享，能够更好地保证整个住宅建筑设计水平与施工质量，同时符合大众的审美要求，有利于助推我国建筑行业可持续、生态化发展。基于传统住宅与装配式住宅建筑设计方法不同，如何实现固本拓新，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1 基于实际案例的传统住宅与装配式住宅建筑设计方法对比分析

1.1 项目概述

本文以观山湖区干井棚户区改造项目为例，该项目位于贵州省贵阳市观山湖区干井村片区，用地南侧为金清大道、西侧为干井大道（规划）、北侧为苏州路、东侧为贵阳绕城高速及商城西路。南侧不远处为G60沪昆高速；周边设有贵州最大的客运交通枢纽-金阳客车站，紧邻繁华的西南商贸城，为居民交通与日常生活提供了极大地便利。

综合考虑项目周围环境条件，并根据土地出让合同及规划条件要求，严格按照要求配置装配式建筑。本项目总建筑面积为494375.57m2，地上建筑面积为370126.73m2，按照要求不少于地上建筑面积30%的建筑均采用装配式住宅建筑设计方法，且装配式建筑面积不少于111038.02m2。具体实施楼栋号为：1#住宅、4#住宅、5#住宅、6#住宅、7#住宅、8#住宅、9#住宅、10#住宅、11#住宅。

1.2 传统住宅与装配式住宅建筑设计方法对比

1.2.1 着眼高度不同

从设计角度分析，传统住宅建筑通常是以单个项目需求为依据，对住宅建筑单体或群体进行规划设计；而装配式住宅建筑设计中，则是以整体装配式住宅设计的逻辑体系为依托，将各住宅小区融入该体系中，实现装配构件、设计方法、标准模块以及标准楼栋等方面共享。一般情况下，基于装配式建筑设计初期阶段，需要对整个改造项目规划目标进行综合考虑，明确各住宅之间的联系，以保证装配式住宅建筑设计合理性，项目改造有效性。

工业化是装配式住宅建筑明显的基本特征，该特征是各住宅之间使用相同构件模块的关键要素，也是满足多次利用户型产品及标准化楼栋需求的必要条件；因此，针对改造项目的装配式住宅建造，必须要在初期设计阶段从高处着眼考虑，从根本上保证项目规划设计整体性[1]。

1.2.2 涉及阶段存在差异

小区规划设计、建筑单体设计等是传统住宅建筑项目在方案设计阶段所涉及的内容；装配式住宅建筑项目中的结构构件均是由工厂负责完成生产与制作，涉及现场装配等，因此必须全过程把握装配式住宅建筑设计。基于初期设计阶段，要对构件拆分、精细化设计要求等进行综合考虑，并保证结构、设备、电气、内装专业等均与设计环节保持紧密沟通，确保改造项目达到全过程的一体化设计目的。

装配式住宅建筑设计方法完全贴合当前工业化生产、产品标准化发展趋势，并可以在后期项目实施过程中满足多工种相互协作的需求，是推动我国建筑行业朝着掌控全局设计发展方向的重要支撑。

1.2.3 预期目标不同

从建筑项目设计的预期目标来看，相较于传统住宅建筑设计，装配式住宅建筑在设计阶段更加注重质量、成本、效果以及节能环保等方面的要求，其中具有工业化特点的装配式手段在建筑项目设计中的运用，不仅可以保障产品质量，又能根据人们审美要求控制建筑外部形象。加上在构件生产环节中计算机技术及相关技术的应用，可满足前期预测项目成本投入及施工周期的要求，使其更好地实现装配式住宅建筑设计目标。

1.2.4 操作过程不同

在传统住宅建筑设计过程中，户型设计与规划设计通常并行开展，而装配式住宅建筑设计方法在住宅项目的应用，更加关注整体修改的“度”，目的是在保留原有规划及单体设计的基础上尽可能实现构件的归并统一，减少构件种类数量，这样既能减少成本投入，又能弥补传统住宅建筑设计方面存在的不足[2]。项目设计要求决定着装配式住宅建筑设计的预期目标，并会在户型种类、楼栋标准化等方面进行体现。在后期项目实施过程中，需要结合项目的实际情况再确定装配式住宅建筑的工业化程度。而传统住宅建筑设计中无须考虑此方面情况。

1.2.5 均遵守户型优化原则

创设满足各种功能作用需求的空间及改善居住环境质量是进行户型设计的根本目的，无论是传统住宅还是装配式住宅建筑设计均要以此为设计原则。户型设计若想实现产业化，前提是需要对户型的轴线及功能进行调整或微调，既能保证户型优化效果，又能为用户打造适宜居住的空间环境。

例如，在改造项目案例中，采用模块整理的方式对各住宅的剪力墙进行规整，以保证模块内部隔墙分隔的灵活性，同时对部分户型的内部空间进行调整，主要是客厅与卧室的开间和进深，使内部功能空间满足后期内装设计、家具布置等要求。

1.2.6 装配式住宅建筑设计侧重系统集成

集成系统的设计是现阶段装配式住宅建筑设计中较为常见的设计方法之一，并逐渐成为装配式住宅建筑行业的主流发展趋势；与传统住宅建筑设计不同的是，装配式住宅基于集成系统设计，可实现建筑内部设备与电气管井的集中化设计要求。①在标准层中各户型内部用水空间运用集中式布置方法，能为后续管井空间整合提供方便，并使管道数量减少。②楼栋管井管线同样运用上述方法在楼道内进行布置，解决以往管道维修工作必须入户的问题，实现有效降低居民住宅管道维修与管理工作开展难度[3]。③在住宅系统中，分离不同使用期限的结构系统与设备管线系统，由于设备管线使用期限较短，实际设计工作开过程中，采取公共空间化、集成化设计设备管径，可实现基于住宅建筑全生命周期内以更新管线的方式对建筑使用期限进行适当延长，提升这一操作实践的可能性。侧重系统集成的设计方法如图1 所示。

图1 侧重系统集成的设计方法

1.2.7 装配式住宅建筑具有设计标准体系

从户型设计方面来看，装配式住宅建筑设计具有完整化、标准化的设计体系，并由标准化户型与标准化交通核模块共同组成。

户型模块层面，对项目中住宅户型重新进行设计时，需要调整轴线尺寸梳理剪力墙，目的是保证装配式住宅户型外观整体一致性；同时调整与优化剪力墙设计，因是由若干个模块组成每个户型，可以利用轻质隔墙对内部空间进行灵活分隔。

交通核模块层面，为保证项目的装配式住宅符合土地出让合同及规划条件要求，需要将住宅原有交通核转变为标准化交通核，实现住宅内部楼梯、电梯井、机电管井以及走道的标准化设计。

1.2.8 装配式住宅建筑设计具有多样性平面组合

基于模块化、标准化的装配式住宅建筑设计，可以充分满足多样组合项目中的各户型，如较为常见的塔楼、板楼、通廊式住宅等平面组合形式，实现装配式住宅建筑多样化规划设计。

一般情况下，在开展装配式住宅规划设计工作时，需要对项目所在地的周边环境、交通人流、历史文脉等因素综合考虑，并在符合土地出让合同及规划条件要求的基础上对其进行规划设计，以更好地体现服务城市环境与打造高品质住宅的设计理念。由于规划条件要求不同，其建筑形态与平面组合方面也有着较大差异；针对住宅建筑，所选择的平面组合是否符合项目的规划设计要求应在设计过程中着重考虑。

2 固本拓新要求下装配式住宅建筑设计优化

2.1 装配式住宅建筑技术策划阶段

技术策划是装配式住宅建筑设计过程中极为重要的环节，设计人员需要在掌握改造项目预期目标、建设规模、产业化目标、成本限额、外部条件等情况的基础上完成科学合理的技术路线制定，从源头上保障装配式住宅建筑中预制构件标准化水平，避免因前期技术策划覆盖不够全面而影响整个项目实施效果。

2.2 装配式住宅建筑初步设计阶段

准确把握改造项目涉及各专业的技术要点，开展装配式住宅建筑协同设计，并根据相关规范要求，对预制构件种类、设备专业管线预留预埋方式等加以明确，并在此基础上制定专项的经济性评估方案，实现尽可能减少成本投入的前提下，提升技术措施制定合理性、科学性，提高改造项目实施效果[4]。

2.3 装配式住宅建筑施工图设计阶段

以装配式住宅建筑初步设计制定的技术措施为设计依据，建设项目中所涉及各专业可以根据预制构件、内装部品、设备设施等确定设计参数，以保证项目应用装配化建造解决实际问题，促进项目建设提质增效。其中针对构件设计，应由经验丰富、专业能力强的设计单位与预制构件加工厂共同完成，使各预制构件加工精度、尺寸等设计参数均保持一致。且预制构件要遵循连接方便、平面多组合、受力合理等基本原则，既方便后期运输作业开展，又能提升建设成本控制灵活性。例如，为提高装配式住宅建筑设计标准化水平，可以在该环节积极推进数字化设计体系建设，统筹建筑结构、机电设备、部品部件、装配施工、装饰装修，推行一体化集成设计。发挥BIM 技术优势，实现虚拟建造环境下的设计、生产、施工全面协同。

2.4 内装修设计

基于传统住宅的装配式住宅建筑设计优化，内装修设计应以国家相关标准要求为依据，遵循一体化设计原则，使其项目改造完成后，其安全性、经济性、节能性、环保性等各项标准均符合规定要求。内装修设计中所涉及的部品与构件，均要注重优化参数、公差配合和接口技术等方法的运用，目的是进一步增强部品与构件的通用性，满足二者互换要求。

同时对不同材料、设备、设施的使用年限等因素进行综合考虑，以保证内装修部品具有良好的可变性和适应性，为后续安装施工、使用维护等工作开展提供方便。例如，装配式住宅内装修所涉及的材料、设备及预制构件的选择，均要结合项目的实际情况，做好协同设计，促进项目整体施工质量提高，确保装配式住宅建筑主体结构整体安全性、稳定性。

2.5 部品部件智能生产实现

将数字化技术、系统集成技术合理引入装配式建筑部品部件生产过程中，根据建设项目特点和具体要求，构建钢结构构件和预制混凝土结构构件智能生产线，使装配式住宅建筑设计在专业化、规模化的生产体系支撑下实现部品部件智能生产。以BIM 技术为核心，建立标准化部品部件库，对部品部件分类及识别规则加以明确，使装配式住宅建筑设计、采购、生产、建造、交付、运维等阶段的信息互联互通和协同共享实现[5]。

与此同时，为进一步提高装配式住宅建筑部品部件生产质量，加大装配式住宅建筑设计施工质量全过程监管力度非常必要，可在部品部件生产环节搭建信息化管控平台，最大限度地发挥射频识别（RFID）或二维码识别等身份识别技术优势，满足装配式住宅建筑部品部件设计、生产至使用全过程质量追溯需求，实现从源头上管控装配式住宅建筑设计水平。

3 结语

综上所述，从二者设计方法不同的角度进行分析，传统住宅建筑主要围绕单个项目的需求进行规划设计，而装配式住宅建筑设计则是以工业化生产模式为依托，有利于进一步提高工程施工效率和质量，并缩短施工周期。随着可持续发展战略深入实施，为更好地迎合时代发展趋势，应根据传统住宅与装配式住宅建筑设计方法不同之处，着力实现固本拓新，既能弥补传统住宅建筑设计方法存在的不足，又能将装配式住宅建筑设计优势充分发挥，从而助推我国建筑行业可持续、生态化发展。