裝配-移動式鋼結構住宅模式研究探索

王燁，塞爾江·哈力克

（新疆大學建筑工程學院，新疆 烏魯木齊 830000）

裝配-移動式鋼結構住宅模式研究探索

王燁，塞爾江·哈力克

（新疆大學建筑工程學院，新疆 烏魯木齊 830000）

通過對我國傳統(tǒng)住宅建筑所面臨的環(huán)境背景的分析，試圖研究和探索裝配-移動式鋼結構住宅模式在我國本土的可行性，以啟發(fā)當前我國現(xiàn)有住宅設計及建造模式的革新。真正做到讓“家”從土地上解放出來，成為隨時可以移動的私人物品。

裝配式；可移動；鋼結構；住宅；小戶型

0 前言

建設資源節(jié)約型社會，是我國為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標而做出的戰(zhàn)略決策。建筑業(yè)占有資源及能源總消耗很大一部分比重，我國建筑用能已超過全國總能耗的1/4，并即將達到1/3及以上[1]。在各類建筑中，建造量最大的是住宅類建筑，住宅類建筑也是社會需求量最大的建筑類型。同時，隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及社會觀念的改變，年輕一代群體的生活方式較上一代發(fā)生巨大的改變，原有的住宅模式似乎很難適應這一群體。也就是說，量大面廣的住宅建筑必須因自然環(huán)境和社會環(huán)境做出相應改變。

1 傳統(tǒng)住宅面臨的環(huán)境危機

傳統(tǒng)住宅建筑常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土作為主體承重結構，大型砌塊或者裝配式大板作為圍護結構，這就導致了住宅在拆除時，建筑材料的不可回收性，產(chǎn)生大量的建筑垃圾。采用現(xiàn)澆的做法也使得施工現(xiàn)場存在大量的濕作業(yè)，造成相當大的環(huán)境污染和資源的浪費，同時，這種傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場也與我們所倡導的美麗城市顯得格格不入。近幾年來，大量人口涌入城市，造就了城市用地的極度緊張，如何最大限度節(jié)約用地，也是傳統(tǒng)住宅面臨的又一大問題。在我國現(xiàn)有住宅建筑中，鋼結構所占比例不足1%，而同時，我國鋼產(chǎn)量飛速增長，根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)，到2015年，我國鋼材實際產(chǎn)量總計約7.795億t。鋼材的供需失衡，也導致近兩年來我國鋼鐵產(chǎn)能過剩，鋼鐵價格一度度創(chuàng)新低，這兩者之間存在著極大的矛盾。

對于年輕群體，尤其是畢業(yè)不久的大學生，往往是獨居或兩人，小戶型的住宅就能很好的滿足其所需的條件。同時，他們經(jīng)濟能力非常有限，然后購房成本又十分巨大，這是大部分年輕一代群體所不能承受的，但同時他們又是最需要住房的群體，卻只能去尋求魚龍混雜的租房市場，而往往得不到“家”的歸屬感。這就導致了我國現(xiàn)存大量空房的境況與最需住房的年輕一代龐大群體存在極大的反差。

2 裝配-移動式鋼結構住宅的現(xiàn)實意義

裝配-移動式鋼結構住宅使用鋼材料，鋼材料能夠在建筑拆除時回收再利用，一方面能夠消除建筑垃圾對環(huán)境的污染，和節(jié)約能源的消耗。其次還能夠緩解國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能過剩危機，對國家資源的合理化利用起著積極的作用。同時，采用鋼結構，在相同荷載作用下，可減輕建筑結構自重30%，質(zhì)量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右，使得住宅在地震中承受的地震作用小，保證了建筑的安全性。

當前國內(nèi)的建筑業(yè)是一個龐大的、高消耗、高排放的粗放型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)[2]。住宅采用裝配式，一方面消除了住宅在建造時的現(xiàn)場濕作業(yè)，另一方面減輕了施工現(xiàn)場對環(huán)境的噪聲污染、水污染以及空氣污染等。同時，住宅由工廠統(tǒng)一生產(chǎn)，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，又提高了整體生產(chǎn)效率。住宅由“建造”向“制造”轉變，也向“產(chǎn)品”轉變，實現(xiàn)技術集中化，提高了住宅的科技含量和使用功能[3]。采用裝配式還能夠極大縮短建造工期，提高效率，

減輕施工工人的工作強度。這些都有利于建筑業(yè)向低消耗、低排放的精細化產(chǎn)業(yè)轉變。

對于工作調(diào)動頻繁的群體，尤其是年輕一代來說，賦予住宅便捷的可移動性，通過車輛的運輸，能夠隨時保證居住地點與工作地點距離的縮短，減少上班族的通勤時間，進而在一定程度上緩解城市交通壓力。同時，住宅采用可移動式，能夠降低拆遷情況下國家付出的補償成本以及建筑材料的不必要浪費，也能減少住戶換房的麻煩，住戶所需要的就是攜帶自己的房屋尋找下一處棲身之所（圖1、2）。

圖1

圖2

3 設計成果展示

裝配-移動式鋼結構住宅猶如一棵大樹，由主體骨架（即樹干）和若干體塊單元（即枝葉）組合而成，整體使用鋼材料。主體骨架擔任承重和保證整體穩(wěn)定性的角色，體塊單元則是人們居住使用的空間，附著于主體骨架之上（圖3）。

圖3

3.1 主體骨架

主體骨架采用鋼結構，擔任承重結構的角色。采用梁柱的框架體系，形成統(tǒng)一尺寸網(wǎng)格，與體塊單元長、寬、高尺寸一一對應，便于體塊單元的整體安放。除此之外，主體結構還包含有樓梯、電梯、管道等其他建筑輔助設施。各個構件由工廠統(tǒng)一標準化生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配于基礎之上。與常規(guī)裝配式住宅及傳統(tǒng)住宅不同的是，主體骨架頂部需裝小型吊車，保證體塊單元隨時移入及移出的便利性。

3.2 體塊單元

體塊單元整體采用鋼材料，是為設計的重點部分，也是構造復雜程度最高的部分。對于其整體的可移動性而言，尺寸應參考GB/T1413—2008中1BBB型集裝箱尺寸，長L:9125mm；寬W:2438mm;高H: 2896mm。對于住宅體塊單元尺寸設計來說，應考慮卡車尺度及公路運輸?shù)南拗菩裕瑢挾炔粦笥?438mm，長度不應大于9125mm，高度可以在2896mm基礎上適當增大或減小（具體應考慮住戶生活所需尺度和城市各個區(qū)域行車的總體限高）。最終，我們將體塊單元的尺寸及形狀設計成長L:9000mm;寬W：2400mm；高H:3000mm的長方體。

圖4

每一體塊單元面積即為21.6m2，每一戶則考慮由2塊單元組合而成，將面積擴大為43.2m2，包含有入戶玄關、衛(wèi)生間、起居室、臥室、廚房及小陽臺。這樣的尺度及住宅配置，足夠滿足單身或者兩人居住。為保證起居室的采光及通風，將臥室兩面以及廚房入口處設計成全玻璃推拉門，還能擴大視野，使小戶型室內(nèi)看起來不那么擁擠。整個體塊單元都是整體在工廠生產(chǎn)好，衛(wèi)浴和廚房都采用整體集成式，保證了上下管道的對齊，有利于體塊單元在移入主體骨架時和日后檢修的便捷性（圖4）。

由于使用面積的要求，每一戶由兩體塊單元并列組合而成，每一體塊單元的寬度由于各方面限制，最大只有2.4m，這種開間尺度很難滿足臥室家具的擺放要求和住戶使用的方便性，所以將臥室和廚房之間的隔墻做成活動性，保證了臥室的使用開間要求，當兩體塊單元拆卸時，活動隔墻通過移動，分別封閉兩體塊單元，保證每個體塊單元在整體移出時的完整封閉性，便于運輸（圖5）。

圖5

4 劣勢分析與改進建議

裝配-移動式鋼結構住宅對節(jié)約型社會和環(huán)境保護方面有著積極的作用，但是，目前來看，其技術條件上和可操作性上存在著不少問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①國家相關規(guī)范不足，缺乏相應規(guī)范指導；

②缺乏國家相關政策支持，各配套實施困難；

③各構造節(jié)點有待設計及標準化；

④主流設計市場還停留在傳統(tǒng)設計方法上，對新技術缺乏關注；

⑤各房地產(chǎn)商沒有形成統(tǒng)一認識和足夠的關注[4]。

裝配-移動式鋼結構住宅還不可避免的存在許許多多需要改進的問題，主要體現(xiàn)在構造設計上面，改進建議如下。

①考慮到其整體的裝配性，體塊單元的整體尺寸和主體骨架的尺寸要非常適應和一致，而且需要標準化和統(tǒng)一化。

②由于裝配-移動式鋼結構住宅有著可移動的屬性，所以在體塊單元上部、下部及兩側需要非常細化的節(jié)點設計，保證其能在主體骨架中移入和移出，并且，主體骨架的構造設計也需要專業(yè)性實驗來保證兩者的安全性。

③此住宅是兩體塊單元組合而成，就不得不考慮到房間的氣密性問題，以及此住宅還存在可活動的隔板，各個方面都需要非常完善和細致的構造設計，還需要做大量的研究，需要工業(yè)設計專業(yè)的人士參與。

④本文所研究的是小戶型住宅的裝配和移動，根據(jù)其特有優(yōu)勢，可以將這種模式移植到更大一點的戶型上去，甚至是住宅之外的其他類型的建筑中，以滿足不同人群的居住要求和不同公共活動的需要。

4 結語

裝配-移動式鋼結構住宅和傳統(tǒng)住宅的比較，其對自然環(huán)境的保護和自然資源的節(jié)約，以及人們生活方式的改變有著許多的優(yōu)勢。但是它也存在著許許多多的問題，主要表現(xiàn)在構造設計方面和運營方面，這些問題很難解決，對裝配-移動式鋼結構住宅來說，是實施上的一個非常大的障礙。盡管困難重重，但是這種模式可以給我們的住宅研究提供一些啟示：“我們的自然環(huán)境和人類社會到底需要什么樣的住宅？”為此，我們設計師應該設身處地為人類思考，探索出人們真正需要的建筑。

[1]王立雄.建筑節(jié)能[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[2]閔立，劉璐.淺談貫穿裝配式住宅全生命周期的BIM信息化管理[J].住宅科技，2014(6)：53-56.

[3]盧俊凡，王佳，李瑋蒙，郭嘉欣.裝配式鋼結構住宅體系的發(fā)展與應用[J].城市住宅，2014(8)：26-29.

[4]劉名瑞.我國集成住宅技術發(fā)展前景初探[J].建筑學報，2014(4)：73-75.

TU391

A

1007-7359（2016）06-0132-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.050

國家自然科學基金項目：干旱區(qū)綠洲聚落的空間建構與環(huán)境適應性技術研究——以南疆絲路沿線聚落為例（編號：51668058）。

王燁（1990-），新疆大學建筑工程學院在讀碩士，研究方向：建筑設計及其理論。