裝配式整體衛(wèi)生間設計研究

譚鵬飛　侯軍　羅富中　楊經緯

【摘要】裝配式整體衛(wèi)生間以標準化設計、工廠化生產、一體化裝修、裝配化施工為建造模式，把傳統(tǒng)建造方式中衛(wèi)生間的現場作業(yè)轉移到工廠批量生產，是一種可實現建筑產品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建造生產方式。本文結合傳統(tǒng)衛(wèi)生間設計的弊端，從建筑、結構、給排水、暖通、電氣各個專業(yè)對裝配式整體衛(wèi)生間的設計做分析研究，闡述裝配式整體衛(wèi)生間的應用優(yōu)勢與發(fā)展前景。

【關鍵詞】裝配式整體衛(wèi)生間;標準化;模塊化;SI體系;管線分離

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

裝配式整體衛(wèi)生間是一種新型的建造方式，以盒子構件建造為設計思路，在工廠完成預制生產和一體化裝修，現場完成其與主體結構組裝，具有施工周期短、施工成本低、不受氣候影響可大規(guī)模工業(yè)化生產和機電管線全分離等優(yōu)勢，將在未來的裝配式住宅建筑項目中有廣闊的應用前景。

1、裝配式整體衛(wèi)生間的概述

裝配式整體衛(wèi)生間是以一個衛(wèi)生間為一個基本的模塊單元，在工廠完成衛(wèi)生間的外框架混凝土結構的整體預制與內部一體化裝修，并將集成頂板、壁板、防水底盤、五金、潔具、電氣以及給排水管線等進行組裝。以建筑工業(yè)化為設計理念，實現整體設計、整體生產、整體安裝和整體服務。

2、建筑設計

2.1模數化設計

基本模數的數值應為100mm（1M等于100mm），擴大模數基數應為2M、3M、6M、9M、12M等即為基本模數的整數倍數，分模數基數應為M/10、M/5、M/2。在裝配式整體衛(wèi)生間建筑設計時應遵循模數協調原則，通過協調主體結構部件、外圍護部品、內裝部品、設備與管線部品之間的模數關系，優(yōu)化部品部件的尺寸，保證其標準化，滿足通用性與互換性的要求，并通過標準化接口實現部品部件的組合與互換，從而進行大規(guī)模的工廠化生產。

2.2標準化設計

標準化設計是裝配式建筑發(fā)展的必經之路，通過標準化設計實現工廠化生產，而工廠化生產是降低成本的重要手段。在項目方案設計時，我們不僅僅要滿足《裝配式整體衛(wèi)生間應用技術標準》JGJ/T467-2018、《住宅衛(wèi)生間功能及尺寸系列》GB/T11977-2008等相應規(guī)范的要求，還需參照廠家給定的集成衛(wèi)生間尺寸，將兩者相互結合，從而達到節(jié)約成本，提高安裝效率。

2.3模塊化設計

裝配式整體衛(wèi)生間的設計思路是指將衛(wèi)生間拆分為一個基本的模塊單元，通過在工廠完成預制生產、內部裝修以及機電設備管線安裝，再將其運輸到項目現場，與主體結構連接。這種模塊化設計方式，具有明顯優(yōu)勢：

（1）施工周期短。裝配式整體衛(wèi)生間在工廠完成預制生產、內部裝修和機電設備管線安裝，設計圖紙完成后便可進行生產，不需依賴于現場的施工進度。

（2）降低施工成本。采用模塊化設計思路，即可實現生產模具的標準化，縮短了構件的加工時間，從而也降低了生產成本。

（3）減少環(huán)境污染，更加綠色環(huán)保。除與主體結構連接采用濕作業(yè)外，其余無需濕作業(yè)。

3、裝配式整體衛(wèi)生間的結構設計

傳統(tǒng)現澆結構住宅的衛(wèi)生間一般采用降板回填的做法，工序繁瑣且質量不穩(wěn)定，而目前國內市場上的裝配式整體衛(wèi)生間一般是指通過SMC或亞克力等材質的底盤、墻板與天花組裝，其塑料感與空腔感也難以被接受。而本文所述裝配式整體式衛(wèi)生間采用鋼筋混凝土整體預制，集成衛(wèi)生間功能部品與裝修一體化，解決了上述各類問題。

3.1構造設計

本文所述平面為矩形房間，外墻面為混凝土剪力墻，剪力墻相對面為有連接墻面，其余兩面為混凝土隔墻，上下為混凝土頂底板，整體為混凝土六面體結構單元，剪力墻面根據結構計算設置墻厚與配筋，無連接隔墻面采用8cm厚混凝土與單層構造配筋，有連接側墻面需附加連接鋼筋，底板采用6cm混凝土與單層構造配筋，頂面采用10cm厚混凝土與單層構造配筋，剪力墻面開窗洞，隔墻面或有連接側墻面根據建筑需求開門洞。

衛(wèi)生間剪力墻側的豎向連接采用套筒灌漿技術，即在衛(wèi)生間剪力墻頂部預留伸出鋼筋，底部預埋灌漿套筒，安裝時將預留鋼筋插入上層衛(wèi)生間單元的灌漿套筒內，再用高強灌漿料灌注密實，套筒灌漿技術應用廣泛，其連接安全可靠，可等同現澆;有連接側墻面下部設置凹槽作為后澆樓層梁模板，待樓層梁板澆筑完成后直接裝入對應位置，頂部預留鋼筋深入與上層后澆樓層梁內，待上層樓板澆筑后與主體結構形成整體;上層底板與下層頂板為非受力結構，安裝時可采用座漿工藝處理。

4、裝配式整體衛(wèi)生間的給排水設計

4.1給水設計與安裝

裝配式整體衛(wèi)生間豎向管道敷設于衛(wèi)生間壁板與預制墻之間的空腔內，通過在壁板上預留孔洞，與壁板內側給水管連接。裝配式整體衛(wèi)生間給水管道和衛(wèi)生間潔具在預制工廠內完成安裝，僅需留有與戶內給水管道的連接口。

4.2排水設計與安裝

目前國內衛(wèi)生間的排水通常采用隔層排水和同層排水兩種形式。隔層排水的缺點在于：

（1）每個衛(wèi)生潔具的排水橫管，均需要在結構樓板的相應位置開洞，開洞數量較多，發(fā)生滲漏的風險較大。

（2）當排水管道發(fā)生堵塞時，維修不便。

（3）每個衛(wèi)生潔具的排水橫管，均需要在結構樓板的相應位置開洞，住戶后期需要重新調整衛(wèi)生潔具位置時，需要重新開洞，不利于衛(wèi)生潔具的按住戶的使用要求靈活調整。

（4）上層住戶的排水橫管安裝在下層住戶衛(wèi)生間結構頂板與吊頂內，上層住戶的使用衛(wèi)生潔具時，會對下層住戶造成明顯的噪音影響。

在經歷了隔層排水的不利因素后，我國規(guī)范建議在條件允許時采用同層排水。目前國內在住宅衛(wèi)生間常見的同層排水方式為沉箱降板式。衛(wèi)生間結構板面通常下沉300～350mm，在結構板面和地面飾面層下設兩層防水隔離層，采用水泥陶粒對填充層回填。衛(wèi)生潔具的排水橫管暗埋于沉箱的回填層內。此種排水方式缺點在于：

（1）對埋于沉箱內的排水管道檢修時，需破壞現有裝飾面，取出回填材料后，方可進行更換。

（2）在結構樓面和地面飾面層設有兩層防水隔離層，在地面飾面層完成后，防水質量得不到有效檢查，容易滲水到回填層內。

（3）下沉空間采用回填材料回填，將增大結構荷載，增加工程造價。

裝配式整體衛(wèi)生間采用的排水方式亦為沉箱降板式同層排水，衛(wèi)生間結構板面下沉200mm，通常采用SMC材質的防水底盤，防水底盤通過支架安裝在結構樓板面上，通過安裝支架調整防水底盤的排水坡度，無須對下沉空間進行回填。排水橫管安裝在防水底盤與下沉結構板面的空腔內。此種技術優(yōu)勢在于：

（1）衛(wèi)生潔具的排水橫管堵塞或者發(fā)生滲漏時，無需破壞裝飾面，即將衛(wèi)生間壁板和防水底盤拆除后，便可進行維修。

（2）防水底盤采用上翻沿的特殊構造設計，壁板安裝在防水底盤的上翻沿內，僅需對沉箱結構樓面進行灌水觀察，檢查防水質量，避免了二次裝修時因地面飾面層防水質量不合格，導致衛(wèi)生間滲水到沉箱內的風險。

（3）衛(wèi)生間結構板面下沉較傳統(tǒng)衛(wèi)生間低，防水底盤利用支架支撐在下沉空間的結構樓面上，無需采用回填材料回填。

（4）在預制工廠內批量安裝衛(wèi)生間內部裝修和排水管道，縮短了施工時間，保證了此部分的裝修質量。

（5）衛(wèi)生潔具的排水橫管安裝在防水底盤與下沉結構板面的空腔內，實現了管線分離。

5、通風設計

衛(wèi)生間通風按動力可分為自然通風、機械通風和復合通風。衛(wèi)生間的使用大多是間歇性，一旦需要，就要求大量的排風，這一點也是自然通風很難達到的。機械通風正好彌補了自然通風的不足，但往往我們在衛(wèi)生間僅僅安裝了機械排風口，在沒有新風引進的話，會造成室內負壓，即使打開排風系統(tǒng)，效果也一定達不到預期效果，此時以為不僅排不出去，而且會一直停留在衛(wèi)生間，極大的影響了舒適度指標。復合通風不僅可以通過外窗實現自然通風，也可以通過風機實現機械通風。這樣一來，不僅做到了環(huán)保、節(jié)能，也滿足了各個時段對衛(wèi)生間通風的需求。

6、電氣設計

6.1保護管的選擇

《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ242-2011第7.2.2條中要求“潮濕地區(qū)的住宅建筑及住宅建筑內的潮濕場所，配電線路布線宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料導管或金屬導管。”其條文解釋是“規(guī)定塑料導管管壁厚度不應小于2.0mm是因為聚氯乙烯硬質電線管PC20及以上的管材壁厚大于或等于2.1mm，聚氯乙烯半硬質電線管FPC壁厚均大于或等于2.0mm。”從規(guī)范上不難看出，在衛(wèi)生間類的潮濕場所，做出保護管壁厚不小于2.0mm，是以塑料導管做出的要求。塑料導管相對于金屬導管更易安裝，因此，在滿足規(guī)范的前提下，一般選用塑料導管作為導線的保護管。

6.2管線的敷設方式

《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ242-2011第7.2.3條中要求“敷設在鋼筋混凝土現澆樓板內的線纜保護導管最大外徑不應大于樓板厚度的1/3，敷設在墊層的線纜保護導管最大外徑不應大于墊層厚度的1/2。線纜保護導管暗敷時，外護層厚度不應小于15mm;消防設備線纜保護導管暗敷時，外護層厚度不應小于30mm。”以往傳統(tǒng)衛(wèi)生間的電氣水平管線敷設在衛(wèi)生間吊頂內，豎向管線敷設需要對墻面開槽。裝配式整體衛(wèi)生間內部設有頂板和壁板，相當于衛(wèi)生間的吊頂和裝飾墻面，因此水平管線敷設方式與傳統(tǒng)衛(wèi)生間相同，而豎向管線敷設在壁板與衛(wèi)生間墻體之間的空腔內，實現了電氣管線的完全分離。

6.3燈具、開關、插座的要求

《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ242-2011第9.4.4條中要求“衛(wèi)生間等潮濕場所，宜采用防潮易清潔的燈具;衛(wèi)生間的燈具位置不應安裝在0、1區(qū)內及上方。裝有淋浴或浴盆衛(wèi)生間的照明回路，宜裝設剩余電流動作保護器，燈具、浴霸開關宜設于衛(wèi)生間門外。”《住宅設計規(guī)范》GB50096-2011第8.7.4條中要求“套內安裝在1.80m及以下的插座均應采用安全型插座”。在設計時，除滿足規(guī)范要求外，衛(wèi)生間內的燈具還應考慮其裝飾美觀的要求。通常燈具選用300×600mm的照明、風暖、排氣扇一體集成吊頂面板燈在頂板上安裝，衛(wèi)生間開關、插座面板安裝高度均在1.8m以下，且有濺水的隱患，故選用防濺安全型。

結語：

裝配式整體衛(wèi)生間是基于建筑標準化、工業(yè)化生產、一體化裝修和裝配化施工為設計理念，以SI建造方式將內部裝修與機電管線實現了管線完全分離，滿足了裝配式建筑的模塊化建造、精細化建造和綠色化建造的施工技術要求。大大縮短了衛(wèi)生間的施工周期，提升了內部裝修與機電設備管線的安裝精準度和安裝效率，節(jié)約了施工成本，將是我國住宅產業(yè)化發(fā)展的必然選擇。

參考文獻：

[1]JGJ/T467-2018裝配式整體衛(wèi)生間應用技術標準 中國建筑工業(yè)出版社

[2]GB/T11977-2008住宅衛(wèi)生間功能及尺寸系列 中國建筑工業(yè)出版社

[3]GB50096-2011住宅設計規(guī)范 中國建筑工業(yè)出版社

[4]JGJ242-2011住宅建筑電氣設計規(guī)范 中國建筑工業(yè)出版社