文/中國建筑設計院有限公司國住人居工程顧問有限公司 彭典勇 趙春婷
中國建筑設計院有限公司CSP研發推廣中心 劉 剛
中國建筑設計院有限公司國住人居工程顧問有限公司 婁 霓
彭典勇,中國建筑設計院有限公司國住人居工程顧問有限公司室內環境設計研究中心主任,室內設計師
趙春婷,中國建筑設計院有限公司國住人居工程顧問有限公司建筑師,國家一級注冊建筑師
劉 剛,中國建筑設計院有限公司CSP研發推廣中心主任,教授級高級工程師
婁 霓,中國建筑設計院有限公司國住人居工程顧問有限公司總經理,教授級高級工程師
裝配式內裝修體系是建筑產業現代化的重要構成部分之一,并且是實現建筑生產工業化、建筑過程精細化、全產業鏈集成化、產品綠色化、建筑工人產業化的關鍵實施路徑。在《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》(國辦發[2016]71號)中明確要求:“推進建筑全裝修,積極推廣標準化、集成化、模塊化的裝修模式,倡導菜單式全裝修,滿足消費者個性化需求” “堅持標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用,提高技術水平和工程質量,促進建筑產業轉型升級”;同時在GB/T 51129—2015《工業化建筑評價標準》中明確要求:“參評項目的預制率不應低于20%,裝配率不應低于50%。申請評價的工程項目應符合標準化設計、工廠化制作、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理的基本特征”[1]。由此可見,裝配式內裝修在建筑工業化中的重要性。
裝配式內裝修狹義上是建筑現代化的裝修施工工藝,泛指將工廠化生產的部品部件通過可靠的裝配方式,由產業工人按照標準程序采用干法施工的裝修過程[2]。
裝配式內裝修體系是在建筑內部空間的裝修過程中運用干法施工與裝配方式結合,并大量采用工業化部品與成品化通用材料,采用標準化、模數化、精細化等先進設計技術與施工方式,替代傳統施工工藝中存在的大量現場濕作業,降低施工現場人工作業量,規范施工管理體制,并排除參差不齊的人工作業帶來的質量隱患,縮短施工建造工期,減少材料浪費,提升建筑使用的整體壽命,實現整套建筑體系的綠色、節能、環保目標,并推動建筑整體產業鏈的發展與社會工業化進程。
中國建筑設計院有限公司(以下簡稱“中國院”)通過長期對建筑設計技術的研究積累與多個階段性項目實施驗證,并結合國內政策、市場、工業化水平等國情特點,融匯國外工業化建筑方式如SAR理論、SI理論,運用“建筑三分法原則”詮釋建筑構成系統,并通過拆分梳理建筑制造過程中設計、生產、裝配、運維等要素的關聯性,在“建筑成品論”的理念基礎上,提出以下裝配式內裝修體系的構成和運用要點。
通過對建筑建造全流程的系統化分析,并對建筑產業化體系的構成與特征進行梳理,形成建筑內裝修體系,如圖1所示。
把建筑室內空間按不同界面劃分,依據裝修建造各專業類別分成“隔墻系統、天花系統、地坪系統、廚衛系統、部品系統、裝飾材料、設備管線”七大部分,如圖2所示。
通過不同設計技術要點、性能要求、技術選型、規范管理的內裝修體系包含設計、選型、建造環節,應創建兼容性平臺、發揮差異性優勢、突出延展性可持續,不拘泥于特定的設計技術,利用裝配式內裝修先進理念,把傳統建筑工藝更新轉型為未來的建筑產業現代化技術,做到實事求是、按需發展。
通過精細化設計方法,創造高質量、舒適、人性化的室內空間,并制定規范化的裝配式內裝修設計標準,保證建筑室內一體化集成的優勢,得以實現標準化、模數化、規范化目的。室內精細化集成的廚房與衛生間管線規劃如圖3所示。

圖1 建筑產業化體系構成

圖2 裝配式內裝修體系構成

圖3 廚房與衛生間管線規劃
在全程服務體系(技術軟件)支持下,嚴格遵守統籌規劃的成果要求,進行產品的標準驗核;開展技術集成、部品集成、綜合信息(數據)集成等產品集成設計;建立二維、三維、數據等產品設計信息鏈;完成綜合設備管線、部品部件和建筑產品總成等設計,支持并指導關聯制造、系統維護的運行(見圖4)。
接口技術是指不同企業的構件和部品實現適配連接的技術,既包括實體接口也包括信息接口。接口技術使原本割裂的建筑生產過程(從規劃、設計、生產、運輸、安裝到運行維護)和專業分工(建筑、結構、機電、裝修)緊密聯系在一起,使不同技術、不同性質的部品能夠有效、高速、順暢地連接。
與傳統施工方法不同,裝配式內裝修力爭減少或消除在結構支撐體內的各種管線敷設,涉及建筑全生命周期的各個階段,施工可視、質量可控、部品可換是其追求的目標之一(見圖5)。
通過信息集成,實現設計數據與部品加工中心、施工現場、后期物業管理數據的連通。在科技發展日新月異的今天,信息技術的開發水平和應用程度幾乎可以代表一個國家、一個行業、一個企業的現代化水平。對于建筑行業來說,只有實現設計、生產、施工、運維等環節之間的數據鏈接,才能真正實現建筑產業現代化。
裝配式內裝修體系是建立整體、相關聯產業鏈各環節的紐帶系統,在實施時涉及不同行業和企業,且技術與產品種類繁雜,要做到平行推進、均衡發展就必須選擇擁有一套協同的路徑,從而達到資源、技術、功能及市場的融合,方能實現可持續性和多樣性,才能保證項目的開發建設。
裝配式內裝修體系經過多元化的接口銜接,將“設計、施工、部品”三大建造構成元素通過集成設計,融匯成整套體系,再組建建筑一體化產業化綜合平臺,實現項目的建設。
室內設計和建筑設計是一個共同體,兩者之間有相同的目的,只是存在不同的實現手法。在工程項目開發過程中,常規思考是建筑結構在先、室內裝飾在后,可是在設計、施工、使用過程中二者卻具有非常默契的關系,并且這種默契又是相輔相成的。通過對二者設計和施工過程的分析,能夠很好地尋找出其中的發展規律,從而減少二者在后期施工中的矛盾,進一步減少項目實施過程不必要的成本浪費。
1)建筑設計和室內設計都將根據項目策劃概念和總體規劃定位,設計技術標準,同時室內裝飾是對建筑表現的進一步陳述,加強整個項目自身視覺表達的延續性。而建筑和室內都是在相同線索下不同時空的表現,為避免出現前后脫節,強化建筑與室內一體化設計體系也是建筑產業化可執行的關鍵前提標準。
2)根據建筑設計信息運用模數化和標準化方式,校正空間凈尺度,考慮不同材料規格模數的調差方式,并對各功能區域分布的合理性進行論證。論證部分包括功能分布位置、室內人動流線、各功能區域面積尺寸高度、結構體系是否需要沉降和提升、各類洞口位置尺寸、設備預留安裝位置空間等(見圖6)。然后從建筑內部功能空間、尺度參數、人性化設計、設備機電管線等4方面展開,實現建筑集成設計的基礎,達到一體化設計目的,同時整合關鍵技術數據的鏈接,優化空間模數與提煉標準化原則,規避不同專業分工之間的信息矛盾給后期施工帶來的麻煩。

圖4 中國院裝配式樣板間BIM技術模型

圖5 裝配式內裝修施工現場管線敷設

圖6 衛生間空間內尺寸模數與功能優化
3)所有建筑和室內技術性圖紙完成后,對二者施工進行雙向審核,排查相互矛盾和在施工中可能出現的問題,再制作成能切實指導施工的成圖,并將技術信息與設計參數有效傳遞給材料生產企業、建造單位、招投標公司等資源集合體。
在建筑設計和室內設計各重要環節的對接方面,通過每個環節的交叉和分離,依靠集成化設計與精細化設計,減少二者在交集中的問題點,雖然受到建造過程中不確定性因素的影響,但不會完全脫離于整套設計體系。在施工現場二者通過密切配合,讓緊密的溝通成為發現和解決問題的方法,同時配合嚴謹的管理機制保障協同均衡,同樣在設計過程中也需要不同專業工種和不同資源之間相互協作完成。

圖7 日建設計株式會社東京某項目樣板間實景

圖8 雅世合金社區項目內隔墻施工現場

圖9 整體浴室拼裝方式
裝配式內裝修體系的實施必須實現設計技術與施工工藝的對接。裝配式裝修主要是將裝修中如門、窗、門窗套線、櫥柜、玄關柜、浴室柜、臥室柜、踢腳線、瓷磚石材等部品全部由工廠生產,施工現場只進行拼裝或簡單制作加工,高質量高能效地實現成品交付。
裝配式內裝修把部品最復雜的制作加工工序放在工廠,裝修現場只進行簡單的拼裝,可大大縮短部品在現場施工時間,從而極大地提高裝修速度。部品在工廠里采用大型、自動化程度很高的機械設備進行加工,減少手工作業,可提高產品質量和部品尺寸精度;機械化制作加工對于部品面層色彩各組分用量極其精準,所以部品面層色差極少,保證了不同使用者同種部品色彩的高度一致性(見圖7)。
裝配式內裝修工藝更新是對接施工技術的主要路徑。如傳統衛生間與廚房墻面面材一般采用瓷磚濕貼方式,不僅加厚了完成面所需的空間,而且產生大量濕作業和建材垃圾,同時施工質量也得不到有效保證,結合干式施工及產業化裝配式需求,這種做法不適用于未來的住宅內裝發展。如果選用瓷磚薄貼形式,使用專用瓷磚黏結劑代替常規水泥砂漿的粘貼方法,黏結層厚度一般不超過5mm,黏結強度高、節約空間、施工速度快、質量易于控制、易于現場的環保工作,是實現傳統工藝到裝配式工藝的更新。
采用滿足裝配式工藝要求的施工方式是對接的技術核心。如戶內隔墻非承重部分應在滿足使用功能的前提下,具有易于拆改的特性,方能與空間可變性需求相適應。目前我國住宅大量采用的預制隔墻材料,多為水泥板或陶粒條板,存在自重大、質量不易控制等問題,而且該種材料多為一次性使用,如需更改平面布局,則需破壞性拆除,會產生大量建筑垃圾。采用輕鋼形成的輕質隔墻體系,具有抗震性能好、施工質量容易控制等優點,最主要的是其在布局變化時,易于拆改,而且原材料可循化利用,符合環保、低碳等科學理念(見圖8)。
裝配式部品的選型是確定建造工法的重要原則。以“整體浴室”為例,其作為裝配式部品的典型代表,使傳統洗浴完全擺脫了防水工序,實現與結構體的分離(見圖9)。該產品大致分為3類:①在墻面鋼板上直接粘貼瓷磚模擬常規衛生間的觀感,優點是觀感厚重,缺點是墻面易脆裂且造價高昂;②材質為樹脂,其浴缸和下托盤為整體,不易漏水,但安裝不方便,對現場條件要求較高,需足夠的進出通道,故一般需在墻面外板材安裝前先行安裝整體浴室,現場交叉多,不易協調,浴缸下部管道維修也不方便;③托盤為樹脂,墻面為彩紋鋼板,浴缸和托盤分離,拼裝不受裝飾施工限制,對現場條件要求較低,交叉很少,且外表更美觀。由此可見,即使同一類型不同生產方式的產品,其建造工法及對安裝過程的要求也有較大區別。
在裝配式內裝修體系中,適宜的材料選擇是部品選型的重要考慮因素(見表1)。以輕鋼龍骨隔墻體系技術選型為例,其包括龍骨選型和板材選型。不同生產廠家的龍骨型號和性能參數不同。在龍骨選型時需同時考慮墻體厚度、隔聲要求、功能要求等因素,同時還要滿足特殊部位的需要,如需要懸掛較大重物的位置,要進行龍骨和墻面的特殊處理。在板材選型時一般根據房間的功能要求進行確定,普通石膏板可用于臥室、起居室等干燥房間,廚房、衛生間等潮濕房間宜采用水泥壓力板,也可采用防水石膏板。適宜的材料選擇可提升建筑使用的舒適度和性能質量,對裝配式內裝修體系的實施非常關鍵。
工法與成本的優化關系是確定部品選型的關鍵。在中國院近年來實施的項目中,委托方非常糾結和謹慎地對待裝配式內裝修的成本造價,因為目前市場中能利用的資源及合適生產廠家并不多,而能提供優質價格與高質量保證的更少。同時傳統部品是否適用于新體系,新型部品是否能讓普通工人理解并安裝到位等問題阻礙了項目開發進度和傳統招投標流程,很難判斷項目造價指標和成本預控。在每個項目實施之前,應確定采用的工法與選用的部品材料參數,盡可能在設計階段確定方向。應注意不能采用傳統先設計后訂材料的方式,這樣很難控制造價,并且會為后期招標帶來許多變數。同時裝配式內裝修與傳統裝修在材料部品成本計算上也不同,不應該以單一成本忽略整體成本的計算,因為裝配式體系是一個完整的項目實施,在造價比較上應該采用綜合比較的方式,特別是需要考慮施工效率優化、后期維護優勢等環節,否則會在選擇確認材料時誤以為直觀價格高而忽視對整體項目成本的集約。以地面架空與傳統土建找平及木龍骨地壟工法進行舉例,如表2所示,可見綜合造價與傳統相比差異在可控范圍內,卻優于濕法作業的性能并提高施工效率。

表1 住宅內隔墻不同形式性能比較
裝配式內裝修絕對不能割裂成單一的專業,更不能理解為一種施工工法。其與裝配式建筑共同構成整體的建筑產業化體系,并有助于推動全鏈條各專業、各工種、各類資源的協同發展,凸顯建筑現代化的低碳、綠色、節能、節材、控制造價、提高質量、優化管理等優勢,力求做到生產標準化、生產過程機械化、建設管理規范化、建設過程集成化、技術生產科研一體化,增強資源利用可持續性。國內裝配式內裝修還處于起步階段,設計、施工、材料的整體產業鏈資源并不多,且針對性的國家標準與規范措施尚未形成,傳統工人存在很難理解其建造工法并實施,其選擇性也較單一,導致消費者難以接受裝配式內裝修的工業感。因此需要不斷成熟化裝配式內裝修體系,發揮其優勢,優化其劣勢,開展創新性模式探索,解決與傳統工藝對接難題,推動建筑產業現代化發展。

表2 地面架空與傳統砂漿找平、木龍骨地壟工法綜合比較
參考文獻:
[1]姜中天,婁霓,王羽,等.工業化模塊建筑體系適老化全裝修設計實踐[J].城市住宅,2015(9):41-45.
[2]北京市保障性住房建設投資中心.裝配式裝修工程技術規程:QB/BPHC ZPSZX—2014[S],2014.