預制裝配式住宅設計研究與應用

趙明世（煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司，河南鄭州450000）

預制裝配式住宅設計研究與應用

趙明世（煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司，河南鄭州450000）

隨著住宅工業化進程的不斷推進，人們對住宅經濟實用性的要求也越來越高，以及近年來我國對生態環境保護的重視，發展預制裝配式住宅已然成為我國住宅建筑設計發展的必然選擇。本文通過對預制裝配式住宅的應用現狀以及其目前國內外的設計研究結構狀況這兩方面的研究，了解了預制裝配式住宅的設計研究背景及其特點；從建設節約型社會和環境友好型社會的角度出發，了解預制裝配式住宅的設計原理及方法，經試點工程應用，充分發揮其優點及長處，有利于優化原有的設計方法，進一步促進預制裝配式住宅的建筑節能發展，實現資源的節約及有效利用，為進一步對預制裝配式住宅的研究和應用提供經驗，為更好地發展建筑節能和住宅產業化提供了借鑒。

預制裝配式結構；住宅設計；建筑節能；防水構造設計

1 預制裝配式住宅的應用現狀

1.1 預制裝配式住宅的設計研究背景

預制裝配式結構（Prefabricated concrete，簡稱PC）是一種經裝配、連接和部分現澆而成的混凝土結構，它的主要構件為預制構件。該結構體系在國外現已發展并成熟起來，被大量應用于住宅設計建設中，而在我國國內則剛剛起步，發展前景和空間都相當可觀，而且在政府積極地政策傾斜下，發展得也會越來越快，技術發展也會更加完善。但是在迅速發展得同時也會面臨一些無法避免的問題，在我國的住宅建設中，現澆結構體系大多被應用于混凝土結構當中。該建筑施工方式雖然技術發展已相當成熟，但也普遍存在高成本、高耗能、、高污染、高排放、科技含量低、資源利用率低等問題。在我國力求建設資源節約型、環境友好型的美麗中國的大背景下，在“低碳經濟”、“綠色建筑”等新興觀念的引導下，轉變住宅的設計方法，改革住宅建造方式，大力發展預制裝配式住宅，顯然已成為我國住宅建筑發展的必然趨勢。

1.2 國內外預制裝配式住宅的研究現狀

預制裝配式住宅的發展已經非常成熟，20世紀70年代至今，隨著國際經濟的快速發展，全球一些經濟發達國家和地區都已經認識到原有住宅建筑設計的弊端和不足，已開始改造住宅建筑設計建筑方式，使其更加得環保，更加得經濟實用，于是形成并發展一種可以滿足人民需求的預制裝配式住宅，并得到了深入的發展，總體慢慢地走向成熟。這些發達國家和地區預制裝配式住宅的科研和工程應用起步較早，且試用技術已經相當成熟，住宅建筑工業化水平已經相當發達。而我國現階段仍保持著原來的住宅建筑設計模式，由于我國各方面技術要求還尚未達到，轉型升級仍需要一個相當長的時期，因而我國目前還仍以傳統的住宅建筑模式為主，只有少數發達地區，如北京、南通等發達城市在慢慢地應用這種經濟實用的住宅建筑模式，要想在我國的其他地區還使用這種住在建筑模式，仍需要我國政府的大力引導和支持，并不斷步入正軌。而迄今為止，國外預制裝配式住宅已經形成了相當規模的產業化住宅體系，并在這基礎上不斷加以改造和創新，并且對住宅體系靈活性、多變性的特點進行研究以適應更加發展迅速的住宅產業，使資源可以得到有效利用，這對我國預制裝配式住宅結構體系及其產業化的發展具有很大的借鑒意義。

1.2.1 美國裝配式建筑

美國在20世紀70年代遭遇了一次重大的能源危機，這使得美國不得不重新考慮自身的資源利用方式及結構，于是美國城市發展部出臺了一系列嚴格的行業標準規范，于是形成了美國特有的住宅建筑模式，而這種住宅建筑模式大大降低了建筑材料成本，切實地加強了施工的可實施性。目前仍在應用當中，并與之后美國的建筑體系相互融合和發展。美國編制的設計方法、施工技術和施工質量控制等方面的技術文件。該手冊不僅在美國，而且在整個國際上也是非常具有影響力和號召力的，之后的國家夠開始效仿美國的住宅建筑模式，并產生積極有效的影響。

1.2.2 歐洲裝配式建筑

歐洲的許多發達國家都早已開始借鑒這種預制裝配式的住宅建筑模式。法國1891年就已經開始實施構建裝配式混凝土的住宅建筑模式，法國住宅建筑以混凝土體系為主，鋼、木結構體系為輔，主要采用預應力混凝土裝配式框架結構體系，這種建筑結構以構件與設備、裝修工程分開為特點，從而可以實現減少預埋，達到非常高的生產和施工質量。這種住宅建筑模式迄今已有130年的歷史。

眾所周知，德國是世界上建筑能耗降低幅度發展最快的國家，德國的裝配式住宅主要采取疊合板、混凝土、剪力墻相結合的結構體系，這種住宅建筑模式的耐久性較好。直至近幾年德國還提出了零能耗的被動式建筑，并得到國際上的廣泛認可和借鑒，從大幅度的節能到被動式建筑，德國都采取了預制裝配式的住宅建筑模式已經相對應的施工方法來實施，而這就需要裝配式住宅模式與節能標準之間相互充分地融合。

瑞典和丹麥對裝配式住宅的研究和應用更為悠久，早在20世紀50年代開始就已有大量企業開發混凝土和板墻裝配的部件。丹麥是一個將模數法制化應用在裝配式住宅的國家，為了滿足住房的多樣性需求，丹麥編制了模數協調標準來使住宅建筑行業更加得規范化、具體化、政策化。故丹麥是以產品目錄設計為標準來推行建筑工程化的，從而先使部件達到一定的標準化，然后在此基礎上，多方位、多角度的實現多元化的需求，因此也可以說丹麥建筑實現了多元化與標準化的和諧統一。

2 預制裝配式住宅的設計方法及特點

“拼裝房”是預制裝配式住宅的通俗稱呼，目前被廣泛應用于住宅工程建筑施工中，它之所以被應用的這么廣泛，是因為它有其自身獨有的特點，有著比傳統住宅建筑模式更為優良的特點：

（1）預制裝配式住宅以預制鋼筋混凝土外墻為主，從而取代了傳統的剪力墻或砌體圍護；以預制鋼筋混凝土梁、柱代替傳統的現澆梁、柱等受力構件，這樣可以減少現場勞動力，降低勞動強度，使得交叉作業方便有序，進而提高勞動效率。

（2）按照目前并未達到規模化的生產測算，預制裝配式住宅進度快可在短期內交接使用，要比傳統住宅建筑方式的進度快非常多。

（3）通過鋼筋混凝土的搭接，將預制的樓梯、外墻等配件運送到施工現場，而這種搭接不是只是簡單的連接，其中的每個樓板都有鋼筋作為支撐，因此房屋的結構非常堅固，進而提高了房屋的安全性。

（4）“拼裝房”的構件精度更高，改善了以往傳統建筑開裂、滲漏等質量問題，它還采用了輕質隔墻體系，可進一步提高住宅的整體的安全性、防火性和耐久性。由于其采用了特殊的輕質建材，因此業主可根據自身需要變更裝修風格，更體現了房屋的自主化和便利化。

（5）在房屋的使用過程中，“拼裝房”采用新型的保溫層，改善了房屋的保溫效果，這使戶主可以根據室內溫度適當的降低暖氣溫度，這也就節省了能源的使用和消耗；“拼裝房”在建設過程中，可大幅度減少建筑垃圾的產生和建筑污水的排放，可減少有害氣體及粉塵的產生，降低建筑噪音的污染，為人們的生活環境和身體健康來帶來好處。

（6）“拼裝房”的住宅建筑模式不僅有利于開發企業的資金流轉，更加能夠加快住宅產業的上市速度，因此可以大大緩解城市住宅產業的供給關系。從長遠來看，如果大面積推廣的話，不僅可以減低建造材料成本，而且對抑制房價上漲也會有積極地作用。

3 結束語

在我國住宅建筑行業未來的發展前景中，國內住宅產業化和建筑工業化為其提供了有利的契機，因此發展預制裝配式住宅已然成為今后發展的趨勢。從社會綜合效益分析來看，改善住宅品質、提高安全生產水平，維護人民的社會利益也顯得越來越重要，因此發展預制裝配式建筑技術將是我國住宅建設發展的必由之路。

[1]胥曉睿.預制裝配式高層住宅設計與綠色施工[J].上海建工房產有限公司，2016，11（1）：72～78．

[2]栗 新.工業化預制裝配式（PC）住宅建筑的設計研究與應用[J].上海市建工設計研究院有限公司，2013，30（2）：66～83．

[3]劉 佳.基于住宅產業化的預制裝配整體式混凝土框架結構的研究與應用[D].四川：西南交通大學，2014.

[4]張傳生，張 凱．工業化預制裝配式住宅建設研究與應用[J]．上海城建置業發展有限公司，2015（6）：16～25.

TU241

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2095-2066（2016）35-0190-02

2016-12-3