工业化住宅设计研究

根据国家有关产业政策和发展规划，国家将加快推进预制装配式住宅发展。本文从国内外工业化住宅发展现状，着重提出装配式住宅的设计研究工作和示范工程的推广应用。笔者通过中冶集团（世界500强）子公司——二十二冶集团第一有限公司从事预制装配式住宅研究的经典实例，较为详细的向读者介绍了当前国内工业化住宅设计研究的现状。

1、工业化住宅设计的研究背景

国外住宅建筑工业化主要是二战后发展起来的，近年来预制结构得到了广泛的应用。其原因：一方面由于住宅需求巨大，劳动力短缺；另一方面由于各国的经济发展与技术进步的推动，所有这些为住宅产业化和预制构件的应用奠定了良好的基础。

在我国上世纪80年代受当时标准化、工厂化生产的要求，预制混凝土产品应用较为广泛，主要有预制梁柱、预制楼板、预制叠合楼板及预制混凝土墙板等。在80年代中达到鼎盛时期。进入90年代由于预制构件技术自身原因及现浇混凝±技术的突飞猛进，预制梁、柱、墙板逐步被取代。究其原因预制混凝土构件之所以衰退主要还是技术上的问题。首先是设计原因，构件跨度太小，形式陈旧，不能发挥预制混凝土的优势，缺乏对预制拼装房屋结构的认知；例如大板多层和高层公寓建筑，就由于开间太小，承重墙过多，加之预制构件间连结困难，用钢量大等原因，缺乏市场竞争力。其次是加工制作和装配技术的原因，当时预制构件加工精度和生产工艺的落后影响建筑质量。

鉴于传统建筑方式以上的弊端所在，各企业和政府主管部门都感受到今后建筑生产方式改变的压力。因此，为解决上述传统建筑方式带来的弊端，适应将来建筑市场的变化，国内一些发达地区如北京、上海、深圳等地大力推行工业化住宅。预制装配式建筑生产和工业化住宅设计是我国建筑业实现结构调整和产业升级的关键技术，是建筑领域贯彻实施节能减排和环境保护政策的重要科技支撑技术，对企业和政府应对建筑业形势的变化、推进技术进步、提高核心竞争力具有重要的现实意义。

2、传统住宅与工业化住宅的对比

2.1传统住宅存在的弱点

如：（1）住宅质量及安全性能差；（2）大部分地区的住宅都是毛坯房直接进入市场；（3）保温隔热性能差；（4）施工以户外施工为主。

2.2工业化住宅的优势

如：（1）建筑设计标准化；（2）构配件生产工厂化；（3）现场施工装配化；（4）装饰装修一体化；（5）专业配送物流化减；（6）其次工业化方式建造房屋能够减少资源和能源投入量；减少环境污染、削减环境负荷；有效提高材料利用率；减少对施工场地条件的需求；减少建筑垃圾和施工对环境的影响；减少现场劳动力需求；提高建筑结构性能和质量；实现“四节一环保”的绿色发展要求。

3、工业化住宅设计的社会效益

预制装配式住宅是以预制构件为主要构件，经装配、连接、部分现浇而成的混凝土结构。与传统的全部在施工现场完成的工艺相比具有如下特点：(1)施工进度快，可在短期内交付使用。(2)施工现场劳动力减少，交叉作业方便有序。(3)每道工序都可以像设备安装那样检查精度，保证质量。

4、工业化住宅设计的关键技术及需要解决的问题

4、1工业化住宅设计的关键技术

通过我们公司住宅产业化发展中心对从事工业化住宅设计单位的调研和研究。同时通过对80-90年代的预制构件的成功经验和失败教训的分析，我们认为预制装配式住宅工程的设计成功与否关键在于以下几方面的处理：（1）预制墙板功能设计，包括墙扳的围护和防雨功能、隔声功能及保温隔热功能等是否能达到相关要求。（2）结构连接采用的体系形式。（3）节点防水，包括材料密封防水、构造防水等。（4）预制墙扳在各种工况的受力分析及配筋设计。（5）叠台楼板和阳台板以及悬挑构件的设计。（6）合理构件拆分设计。

4、2需要解决的问题

主要是：（1）结构体系选择与模数化、标准化设计：我国的住宅建筑工业化结构体系还没有完全确立，通用结构体系和专用结构体系的协调配合还没有解决，标准化概念和设计技术还没有得到足够重视。导致目前工业化住宅设计方案实施成本高、周期长，最大的原因是缺乏有经验的设计咨询人员。（2）构件及装配节点的深化设计：工业化住宅的关键是要解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计。（3）工业化专用三维设计软件开发：由于装配式混凝土结构设计构造的自身特点，要求设计方案必须在施工前检查复核，确保各专业的交叉重复在设计阶段解决，提高工业化设计的准确性。

目前，中国二十二冶集团考虑到装配式住宅的设计特点，制定了工业化图纸设计流程、装配式住宅详图制图要求和预制构件加工详图作图规则等一系列图纸管理规定。

5、结束语

目前，根据我公司对于工业化住宅的研究，一方面预制装配式住宅的设计节点控制、抗震性能已有很大改善，并且我单位也参与编制了《预制装配式混凝土技术规程》和预制构件相关的标准规范，从技术体系上具备了推广的基础。

随着国家鼓励政策日益明朗，工业化住宅建筑的法规和规程逐步健全和完善，政府也积极的推广工业化住宅的房屋，大面积搞试点工程，工业化住宅设计作为产业化的重要环节，仍然需要在实践中不断的积累经验，总结提高，为推动工业化住宅更快，更好的发展持续助力。