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工業化住宅設計研究

根據國家有關產業政策和發展規劃，國家將加快推進預制裝配式住宅發展。本文從國內外工業化住宅發展現狀，著重提出裝配式住宅的設計研究工作和示范工程的推廣應用。筆者通過中冶集團（世界500強）子公司——二十二冶集團第一有限公司從事預制裝配式住宅研究的經典實例，較為詳細的向讀者介紹了當前國內工業化住宅設計研究的現狀。

1、工業化住宅設計的研究背景

國外住宅建筑工業化主要是二戰后發展起來的，近年來預制結構得到了廣泛的應用。其原因：一方面由于住宅需求巨大，勞動力短缺；另一方面由于各國的經濟發展與技術進步的推動，所有這些為住宅產業化和預制構件的應用奠定了良好的基礎。

在我國上世紀80年代受當時標準化、工廠化生產的要求，預制混凝土產品應用較為廣泛，主要有預制梁柱、預制樓板、預制疊合樓板及預制混凝土墻板等。在80年代中達到鼎盛時期。進入90年代由于預制構件技術自身原因及現澆混凝±技術的突飛猛進，預制梁、柱、墻板逐步被取代。究其原因預制混凝土構件之所以衰退主要還是技術上的問題。首先是設計原因，構件跨度太小，形式陳舊，不能發揮預制混凝土的優勢，缺乏對預制拼裝房屋結構的認知；例如大板多層和高層公寓建筑，就由于開間太小，承重墻過多，加之預制構件間連結困難，用鋼量大等原因，缺乏市場競爭力。其次是加工制作和裝配技術的原因，當時預制構件加工精度和生產工藝的落后影響建筑質量。

鑒于傳統建筑方式以上的弊端所在，各企業和政府主管部門都感受到今后建筑生產方式改變的壓力。因此，為解決上述傳統建筑方式帶來的弊端，適應將來建筑市場的變化，國內一些發達地區如北京、上海、深圳等地大力推行工業化住宅。預制裝配式建筑生產和工業化住宅設計是我國建筑業實現結構調整和產業升級的關鍵技術，是建筑領域貫徹實施節能減排和環境保護政策的重要科技支撐技術，對企業和政府應對建筑業形勢的變化、推進技術進步、提高核心競爭力具有重要的現實意義。

2、傳統住宅與工業化住宅的對比

2.1傳統住宅存在的弱點

如：（1）住宅質量及安全性能差；（2）大部分地區的住宅都是毛坯房直接進入市場；（3）保溫隔熱性能差；（4）施工以戶外施工為主。

2.2工業化住宅的優勢

如：（1）建筑設計標準化；（2）構配件生產工廠化；（3）現場施工裝配化；（4）裝飾裝修一體化；（5）專業配送物流化減；（6）其次工業化方式建造房屋能夠減少資源和能源投入量；減少環境污染、削減環境負荷；有效提高材料利用率；減少對施工場地條件的需求；減少建筑垃圾和施工對環境的影響；減少現場勞動力需求；提高建筑結構性能和質量；實現“四節一環保”的綠色發展要求。

3、工業化住宅設計的社會效益

預制裝配式住宅是以預制構件為主要構件，經裝配、連接、部分現澆而成的混凝土結構。與傳統的全部在施工現場完成的工藝相比具有如下特點：(1)施工進度快，可在短期內交付使用。(2)施工現場勞動力減少，交叉作業方便有序。(3)每道工序都可以像設備安裝那樣檢查精度，保證質量。

4、工業化住宅設計的關鍵技術及需要解決的問題

4、1工業化住宅設計的關鍵技術

通過我們公司住宅產業化發展中心對從事工業化住宅設計單位的調研和研究。同時通過對80-90年代的預制構件的成功經驗和失敗教訓的分析，我們認為預制裝配式住宅工程的設計成功與否關鍵在于以下幾方面的處理：（1）預制墻板功能設計，包括墻扳的圍護和防雨功能、隔聲功能及保溫隔熱功能等是否能達到相關要求。（2）結構連接采用的體系形式。（3）節點防水，包括材料密封防水、構造防水等。（4）預制墻扳在各種工況的受力分析及配筋設計。（5）疊臺樓板和陽臺板以及懸挑構件的設計。（6）合理構件拆分設計。

4、2需要解決的問題

主要是：（1）結構體系選擇與模數化、標準化設計：我國的住宅建筑工業化結構體系還沒有完全確立，通用結構體系和專用結構體系的協調配合還沒有解決，標準化概念和設計技術還沒有得到足夠重視。導致目前工業化住宅設計方案實施成本高、周期長，最大的原因是缺乏有經驗的設計咨詢人員。（2）構件及裝配節點的深化設計：工業化住宅的關鍵是要解決構配件的標準化定型和裝配節點的構造詳圖設計。（3）工業化專用三維設計軟件開發：由于裝配式混凝土結構設計構造的自身特點，要求設計方案必須在施工前檢查復核，確保各專業的交叉重復在設計階段解決，提高工業化設計的準確性。

目前，中國二十二冶集團考慮到裝配式住宅的設計特點，制定了工業化圖紙設計流程、裝配式住宅詳圖制圖要求和預制構件加工詳圖作圖規則等一系列圖紙管理規定。

5、結束語

目前，根據我公司對于工業化住宅的研究，一方面預制裝配式住宅的設計節點控制、抗震性能已有很大改善，并且我單位也參與編制了《預制裝配式混凝土技術規程》和預制構件相關的標準規范，從技術體系上具備了推廣的基礎。

隨著國家鼓勵政策日益明朗，工業化住宅建筑的法規和規程逐步健全和完善，政府也積極的推廣工業化住宅的房屋，大面積搞試點工程，工業化住宅設計作為產業化的重要環節，仍然需要在實踐中不斷的積累經驗，總結提高，為推動工業化住宅更快，更好的發展持續助力。