基于SI 住宅體系管線分離技術研究與應用

霍書泰，何明春

（重慶市綦江區建設工程質量與安全監督管理站，重慶 400000）

0 引言

SI 住宅（SkeletonInfill），亦稱為可變住宅，起源于SAR 建筑體系，在日本住宅產業KSI 體系中廣泛運用并發展成熟。SI 住宅由骨架體和填充體組成，其中骨架體為不可隨意改變的部分，具有極高的耐久度，而填充體部分可根據需要隨意替換，對耐久要求較低。SI 住宅將填充體和骨架體進行充分分離，在后期的裝修或維修中僅改變填充體就可以實現提高建筑的使用壽命和改變住宅格局的目的。SI 住宅的使用空間靈活可變，裝配化程度高，使用壽命長，節能環保，可全面提高住宅的品質并降低建筑全生命周期的成本，實現建筑產業的可持續發展。濟南市于2006 年在住建部的指導下，經過一系列的研發工作，參考歐洲和日本的SI 住宅體系，提出了符合我國國情的CSI 體系，即ChinaSkeletonInfill。萬科集團為了響應國家號召，提高自身建筑質量以及住房者滿意度，也在相近的時間內提出了VSI住宅體系。萬科新里程是萬科集團于2008 年建成的具有代表性的SI 住宅建筑。這兩個住宅體系是我國SI住宅體系的重要探索成果。

1 SI 住宅體系的優勢分析及設計原則

SI 住宅體系的優勢主要有以下7 個方面：①住戶參與設計可以滿足個性化需求；②空間布局靈活、可變；③提高建筑使用年限；④節能環保；⑤生命周期成本低，經濟效益高；⑥建筑質量和性能好；⑦施工安全。

SI 住宅的設計需要遵守以下5 條設計原則：①以人為本原則；②部品標準化原則；③全生命周期原則；④靈活性和適應性；⑤適老化設計原則。總之，SI 住宅應從全生命周期統籌考慮各個方面，從建筑的規劃設計、施工、運營維護等多方面綜合考慮，這樣才能發設計出符合行業標準，住戶滿意的住宅。

2 CSI 住宅的部品設計

由于CSI 住宅體系分為骨架體和填充體兩個部分，同時骨架體和填充體的使用年限和用途完全不同，因此CSI 住宅的設計也分為骨架體設計和填充體設計兩個部分，下文將具體介紹骨架體設計和填充體設計。

2.1 骨架體設計

CSI 住宅骨架體“S”主要指住宅中不可隨意改變的部分，包括結構主體部分以及公共管線和設備。

主體結構部分包括梁柱、樓梯、圍護墻體、樓板以及屋面板等。CSI 住宅為了提供靈活可變的空間，往往采用大開間結構體系，目前適合大開間的結構體系主要包括框架結構體系、大模板現澆體系以及裝配式大板體系。這三種結構體系均能可以采用預制裝配化部品，實現裝配化施工，同時可以形成大開間，滿足SI 住宅空間布局靈活的要求，方便房間的靈活劃分。由于框架結構具有施工效率高、抗震性能優越的優點，同時可以形成大空間，滿足房間設計多樣化的要求，是最適合SI 住宅體系的結構體系。

至于公共管道和設備，CSI 住宅對強電、弱電、通信系統、管道系統等系統高度集成，但這些管道的使用壽命不同，形式多變，尤其是室外的公共管道空間有限，但是數目繁多，給管道的設計帶來了巨大的困難，可將公共管道部分采用管束的辦法集中布置，在樓梯的末端管井處，為各種水電和燃氣管道提供空間，比傳統分散布置更便于管理，并且該管道井集中在室外，室內無垂直管道，可以增加住戶的使用空間。公共管道與主體結構的關系見圖1，公共管道隸屬于骨架體部分，與主體結構部分同步施工，通過分接器與室內的私人內部管線連接。這種布置方法將個人管道和公共管道分離，更利于后期的檢查維修。

圖1 SI 住宅案例

2.2 填充體設計

CSI 住宅體系的填充體，按使用年限的不同劃分為不同的部品群，可在使用年限到達時，及時對損壞填充部品進行更換。根據使用功能的不同，填充體的設計主要體現在以下幾個部分：隔墻設計、廚衛設計、架空地板設計、吊頂設計以及室內綜合管線的設計，現分別介紹如下。

（1）隔墻設計。在SI 住宅中，非承重隔墻需要具備良好的隔熱性、隔音性、耐火性和耐久性能。為了方便隔墻的裝修變更，石膏板、混凝土空氣板、空心刨花板等輕質材料更適合作為CSI 隔墻的材料。市面上常見的輕質隔墻主要分為輕質砌塊墻體、輕質條板隔墻和龍骨隔墻三種。其中砌塊隔墻和板條隔墻具有制造成本低、便于安裝的優點，因此占據市場主流。龍骨隔墻具有集成度高、安裝精度高并且便于后期的維修維護的特點，但是由于成本較高，因此在普通住宅很少應用，主要應用于工業化住宅和公共建筑中。

龍骨隔墻可根據房間的用途不同采取不同的處理方法：若房間需要較好的隔音效果，可將高密度巖棉等隔音性能較好的材料填充在墻體內部，以達到較好的隔音效果；同時，龍骨兩側也可以粘貼不同的材料，并且調節其厚度來達到不同的使用效果。可通過減小輕質隔墻的墻體厚度，減少對室內空間的占用。設計時，墻板上下兩端應設置升降腳，通過升降腳的調節使墻板與上下樓板充分擠壓固定，然后，墻板末端預留的保溫層和面層與地板充分連接，并用專用密封件固定和密封（類似防水層的做法）；墻板之間的連接依靠凹槽連接。

（2）整體廚衛。內裝部品體系是住宅工業化成效最為明顯的部分，其中整體廚房與整體衛浴的發展在最近幾年也非常迅速，在裝配式建筑中有著重要影響。整體廚衛從工廠生產到現場組合裝配，是全裝修工業化的代表性部品，應大力推廣符合標準化設計、工業化加工和裝配化施工要求的部品體系。整體廚房、整體衛浴采用干法施工，避免施工中材料選擇失誤與裝修不當所造成的麻煩，且產品是完全按照人體工程學原理進行設計的，這比傳統裝修更合理，作為一種新型的裝修方式也越來越受歡迎。

整體衛浴的技術特點如下：①材料環保、安全可靠。通過采用高性能復合材料，可以減少居整體衛浴產品中甲醛、輻射的產生，并且強度高、壽命長，因此可以大幅提高整體衛浴產品的質量。②模塊組裝，施工便捷。通過采用工業化生產、模塊化組裝的生產方式，可提高整體衛浴產品的安裝效率，可提高產品的成品質量。③防水可靠，抑制霉菌。通過采用一次模壓成型的高強度、高密度的SMC 底盤，并且搭配防水壁板，整體衛浴密封性能十分卓越。防水壁板采用干式勾縫、水平連接的方式，可保證其密封性，可在隔絕水汽的同時抑制霉菌的侵害。④管線分離，運維便捷。整體衛生間在天花板空間和墻面空間設計了管道，有效地將所需管道與墻體和樓板隔開，為以后設備管道的維護提供了極大的便利。

（3）架空地板設計。室內的管線均采用架空地板的方式鋪設，將管線布置在架空層。架空地板一般位于地板的高處，主要包括雙層地腳螺栓、底板和地板這些部件。雙層地腳螺栓用于地板和底板連接以及支撐架空地板。周邊架空地板的支撐可以采用在房間四周布置龍骨的方法解決。雙層地腳螺栓用專門的連接件與樓板進行錯固，另一端則與基層板進行連接。在地腳螺栓底部應設置隔音墊，以達到隔音要求。

該體系主要的特點如下：①易于找平。架空地面體系是采用支撐點進行支撐，無須進行基層找平。②施工快捷。架空地面體系中主要采用的部件經過模塊化設計，工業化生產，能實現裝配化施工。③該體系即鋪即用，比較方便。④便于管線排布。管線在架空層能夠隨意穿行。⑤架空地板技術可與衛生間同層排水技術配合，將管線集成排布，方便后期維護維修，避免維修時剔鑿樓板和墻體。但是，目前國內架空地面體系應用較少，全面開展的綜合成本較高。

（4）吊頂設計。傳統住宅中一般僅在廚房和衛生間中采用吊頂，通過在室內采用吊頂可提高內裝的裝配化水平。通過在結構頂板下懸掛具有隔熱性能的裝飾吊頂，并在其架空層安裝照明設備，可以實現SI 住宅管線與主體結構分離?？蓪⒏黝惞芫€布置在吊頂的架空層中，采用扁線，分電器技術實現管線集成排布，如圖2所示。并且其材料可回收，有利于實現可持續發展。

圖2 萬科（重慶）公司分電器布線

（5）室內綜合管線設計。排水管線為了便于排水，應布置在最下方，注意檢查口的預留，便于檢查維修。

2.3 填充體與骨架體的連接

由于支撐體S 與填充體I 的使用要求和耐久度不同，施工順序也截然不同，兩部分完全獨立，最后在接口處將二者連接成一個整體，因此接口設計是SI 住宅體系設計的關鍵。填充體與骨架體應做好相應的連接，部品設計人員在設計中應注意以下4 點。

（1）重視接口的設計。設計人員在進行部品設計時應充分考慮后期的連接問題，考慮其與其他部品間的聯系，最后確定好包括接口的細部構造等內容的配套方案。

（2）重視與內裝人員交流。部品人員應該與內裝人員充分交流部品設計和內裝設計的各種信息，互相配合，協同設計部品進行內裝，最終確定出部品方案和內裝方案，實現高效協同配合。

（3）施工技術人員配合參與到接口設計中。接口設計涉及的專業領域眾多，考驗部品設計人員的綜合素質，但施工技術與日俱進，設計人員很難全面掌握，因此相關的施工技術人員協調配合在參與接口設計中，解決接口設計可能遇到施工問題。

（4）增加對BIM 的應用。部品設計人員、施工單位通過BIM 等信息化交流平臺，對部品及其施工的信息進行充分交流，保證雙方及時掌握部品的詳細信息。同時設計人員可對部品模型進行深化處理，模擬接口處的施工裝配過程，可以有效減少實際裝配過程中接口不匹配的問題。

3 結論

（1）SI 住宅在提高住宅的質量和性能、降低全生命周期成本、節約能源、環境保護、提升住宅的可變性和滿足業主個性化需求等方面具有突出優勢。

（2）SI 住宅設計應實現標準化部品設計，以人為本綜合考慮住宅全壽命周期中規劃設計、施工、維護以及再生改建的全過程。

（3）骨架體和填充體應根據其特點不同進行設計，骨架體要確保結構安全并且可以提供靈活可變的大空間；而填充體要明確各部分部品的模數系列，研究標準化設計要點，包括模塊設計、管線設備設計和平面布局。

（4）部品設計人員應該運用BIM 等信息化平臺與內裝人員、施工人員等多方進行深入交流，確保填充體與骨架體可以高效連接。

（5）內裝工業化現存的發展問題包括住宅產業化大環境影響、政策導向和法律法規不健全、住宅部品單一、產品研發力度不夠、通用化程度低、科學技術不先進、人員素質較差等方面，為了推動SI 住宅的發展，真正實現內裝工業化，應從政策、科技投入、示范工程、產業集團等方面入手，借鑒日本等國家的成熟經驗，形成適合我國國情的SI 住宅裝配式內裝體系。