標準化、模塊化設計在學校宿舍建筑中的工程應用

張濤濤

（南京市南部新城開發建設（集團）有限公司）

1 引言

在大量的公共建筑中，學校宿舍建筑房間多、類型相似，同時宿舍建筑雖然學生活動的人流量大，但其活動時間較為集中，規律性強，有利于組織水平及垂直交通。空間組合形式基本為走廊式，容易掌握組合規律。宿舍建筑的這幾大特征為裝配式設計與建造提供了前提條件[1-4]。因此，對學校宿舍建筑進行模塊化的設計與分析，并通過一定的模塊組合方式進行組合設計，有助于標準化設計，模塊化施工以及裝配化建造。

2 工程概況

某學校宿舍樓建筑采用裝配整體式框架結構體系，室內裝修采用干式工法，管線分離，將工廠化生產的內裝部品在現場進行組合安裝。內裝部品包括輕質隔墻系統、成品隔墻系統、集成吊頂系統、架空樓地面系統、集成衛浴系統、集成廚房系統、集成門窗系統以及集成收納系統。項目通過與土建協同化、一體化設計，對裝修進行集成化設計，從部品集成設計，到現場裝配化組裝。項目預制裝配率達到71%，部品工廠化生產100%，裝修精度提升100%，相對于傳統裝修，大大提升產品品質及施工工藝，工期縮短了50%～70%。

圖1 建筑標準模塊

3 建筑設計

本項目宿舍樓平面布局采用標準化、模塊化設計，選擇靈活分割空間的裝配化墻板，滿足將來根據不同需求改變套型平面、組合平面的可變性，提高了建筑的適應性和靈活性。宿舍樓的柱網尺寸為7500mm×7500mm，采用兩種標準模塊，達到“少戶型、多組合”的特點，最大限度地提高效率降低成本，充分發揮工業化建造建筑的優勢。宿舍樓采用標準模塊A和標準模塊B拼裝而成。宿舍樓一層～五層平面如圖2 所示。

表1 預制構件

4 結構設計

圖2 宿舍樓一層～五層平面（模塊A 拼裝）

圖3 疊合板布置

結構采用裝配式整體式框架結構體系。預制構件應用情況如表1 所示。為提高結構的耐久性及滿足《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2018 的要求，對混凝土保護層厚度進行了提高，在規范要求的基礎上增加5mm。

為合理布置預制樓板，對結構進行了地震作用下的應力分析，計算表明在結構C 型內側轉角部位樓板應力偏大，同時考慮建筑使用功能的要求預制樓板的布置如圖3 所示。疊合板采用兩種板寬（2100mm、2700mm），一種板厚（60mm）。每層的2100mm 構件216 塊、2700mm 構件110 塊，構件標準化程度高。

預制梁采用三種規格，外框梁為300mm×700mm， 內 框 梁 為300mm× 550mm，次梁為250mm×550mm，預制柱采用一種截面，為700mm×700mm。

5 內裝設計

本項目提供裝配化裝修“菜單式”設計，可根據功能等需求選擇自飾復合面板材質、集成吊頂、成品門套、五金、電器、潔具、設備等部品部件，滿足個性化、多樣化設計需求。

5.1 成品隔墻系統

宿舍樓采用ALC 內隔墻板，ALC墻板是以硅砂、水泥、石灰為主要原料，由經過防銹處理的鋼筋增強，經過高溫、高壓、蒸汽養護而成的多氣孔混凝土制品。其隔音與吸音性能俱佳，具有很好的保溫隔熱性能，輕質性密度為0.5t/m2，是普通混凝土的1/4，大大降低了墻體的自重，減低建筑物基礎造價。

5.2 集成吊頂系統

宿舍開間小，標準化程度高，采用集成吊頂。吊頂采用卡式扣件鋁扣板吊頂系統和輕鋼龍骨健康板帶吊頂系統，以墻體支撐為主，局部吊桿加強為輔。對于較大跨度空間應與天花預留連接件，加強吊桿剛度，同時，協同吊頂架空層內線管、設施、接口以及風扇、噴淋等進行集成設計。

集成吊頂具有搭接自動調平、免吊掛易安裝、便于管道維護、飾面效果多樣。施工過程中無須現場裁切，無粉塵、無噪音、快速裝配、不用預留檢修口，具有拆裝快速、打理輕松、翻新便捷等特點。

5.3 架空樓地面系統

項目宿舍樓宿舍部分采自飾復合板，主要由型鋼架空模塊、地面調整腳、自飾面復合地板和各類連接部件構成。具有空腔敷設管線、地腳螺栓調平、高強度承載力、低荷載、耐久性隔音效果良好、平整度高、易于回收的特點。裝配化架空樓地面選用的面層原材料綠色環保、規避干濕變型、企口拼接便捷、飾面效果豐富。

5.4 集成門窗系統

宿舍項目采用成品門窗，具有超強的防水、防火、防撞、防磕碰特點，耐久性強。且集成門窗質量穩定，安裝便利，能夠延長部品使用期限，降低維護難度。另外，自飾復合板為主材質不受光線和溫度變化影響，飾面效果豐富，安裝效率較傳統工藝有著質的提高。

5.5 集成衛浴系統

宿舍集成衛浴系統由干式工法的防水防潮構造、排風換氣構造、架空地面構造、干掛墻板構造、同層排水系統、吊頂構造以及陶瓷潔具、電器五金件構成。采用柔性防水底盤，由工廠柔性生產，一次成型，立體反沿搭接，使衛生間地面形成一個封閉的整體，避免開裂、漏水等問題。柔性整體防水底盤對空間的適應性極強，可根據使用空間形狀進行柔性定制，保證對使用空間的全方位覆蓋，根據空間的形狀、地漏位置、門檻等各部品位置進行一次成型定制。

5.6 集成收納系統

集成收納系統應體現人性化和精細化設計理念。根據宿舍樓小開間、標準化程度高的特點，且應滿足學生日常學習、生活、休閑交往、洗漱等行為活動，宿舍集成收納的模塊化、標準化是十分必要的。

宿舍集成收納系統主要由臺盆柜、衛柜、衣柜、書桌等儲藏收納系統組成，設計宜結合裝配化裝修集成化的內裝部品。當借助墻體時，應在連接部位設置加強措施，應布局合理、方便使用，材料宜采用防霉、防潮、耐久、可循環利用的材料。遵循一體化設計原則，基于基層的規格特性，制定柜體的標準模數，反推內墻體的尺寸要求。部品部件全部組件化完成，工廠配置組件，現場快速安裝，無裁切、無污染。

6 結語

學校宿舍建筑房間多、類型相似，有利于實現標準化、模塊化設計。本項目根據學校宿舍建筑小開間、標準化程度高的特點，采用裝配整體式框架結構體系，預制構件采用預制柱、預制梁、鋼筋桁架疊合板。同時采用裝配化裝修技術，應用架空地面系統、集成吊頂系統、集成衛浴系統，地面、頂面、衛生間做到管線分離，改變了傳統建筑物全過程現場施工的建造方式。