住宅产业化进程中的设计初探之 ---“工业化试验楼设计”

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文
发布时间：2013-02-25浏览：25次

　　摘要：回顾世界发展历史，为了解决吃饭、穿衣、住房子这三件大事中“住”的问题，人类创造了各种形式的经典建筑，这些建筑便是人类生生不息的文明足迹，更是“时代的缩影”、“石头的史诗”，兼有物质产品和精神文化结晶的双重社会价值。而随着社会的发展，人民生活水平的提高，农村城市化进程的加速，市场需求的不断增长使得我国住宅产业还有着很大的发展空间，住宅业发展到一定阶段必然会出现住宅产业化。包含科技改造、企业整合和工业化生产及自我循环等内容的住宅产业化是实现我国住宅生产方式由粗放型向集约型的根本转变。2009年哥本哈根气候大会的召开，使“低碳”成为国内各行各业讨论的新话题，中国政府也正式承诺要减少碳的排放，提出要发展循环经济，建设资源节约环境友好型社会。目前我国住宅产业的粗放式的生产方式，导致其碳排放量巨大且资源浪费严重，而住宅产业化可以实现房屋建设过程中的低碳的生产方式，被视为是最有力的节能手段。因此，住宅产业必需朝产业化方向发展。

　　关键词：住宅产业化,节能设计,设计初探,对策,经济效益

　　1.住宅产业和住宅产业化的概念

　　1.1住宅产业(housing industry)的概念是日本通产省于1968年首次提出的，指标准产业分类的各产业领域中与住宅相关的各行业的总和。住宅产业一般包括四个方面：①承担居住空间新建和改造的建造业、改造业、内外装修装饰工程业;②提供所需材料、设备的住宅建材业、住宅设备制造业、内装饰装修材料业;③承担住宅及其建材、设备等的流通产业;④为支持居民自己改善居住条件(新建和改造)的DIY产业。

　　1.2住宅产业化的含义

　　住宅产业化(housing industrialization)含义是采用工业化的生产方式生产住宅，以提高住宅生产的劳动生产率，降低成本。联合国经济委员会定义的产业化概念为：

　　① 生产的连续性(continuity);

　　② 生产的标准化(standardization);

　　③ 生产过程各阶段的集成化(integration);

　　④ 工程高度组织化(organization);

　　⑤ 尽可能用机械化作业(mechanization)代替人的手工劳动;

　　⑥ 生产与组织一体化的研究与开发(research&development)。

　　2.研究目的和意义

　　建筑行业在降低造价方面，工业化的生产方式是唯一出路。我国的建筑业历经60多年的发展，依然没有抛开以大量传统手工作业为主的生产方式，不但作业效率不高，质量低下(质量通病多达数百种)，“人海战术” 的建造方式使建设成本居高不下，而随着人工费越来越高的趋势，建设成本还将继续上涨。在建筑行业，质量、进度、成本三者的关系始终是矛盾的统一体，相互制约制衡。采用传统的建造生产方式，在工期一定的前提下，若想降低建造成本，就会导致质量下降，由此引发的合同纠纷不断增加，建设方和业主之间的矛盾愈演愈烈。并进一步触发了劳资矛盾。全国范围内出现了无数的拖欠农民工工资事件，影响社会的和谐稳定。住宅产业化的终极目标就是实现建筑业的现代化。

　　3.中国住宅产业化发展的必要性

　　按照建筑行业目前的性价比规则：“优质优价” ，也就是说质量越好，其成本越高，价格也就相应的高，这是由于在传统的施工建造模式下，为了提高质量水平，生产过程投入的劳动力和管理成本增加， “慢工出细活”导致工效下降，从而增加了成本;当采用工业化的生产方式以后，这一价值规律将被打破。这是因为：

　　3.1 传统“人海战术”转变成模具化生产。由于工厂生产模具的使用，以及工厂作业条件优于施工现场，使得构件质量很容易保证，现场作业从粗放的“土建工程” 为主转变为以细致的“安装工程”为主，在整个生产建设过程中，所有的质量环节都更有利于控制，容易形成较好的质量，采用工业化的生产建造方式，能够杜绝 90%以上的质量通病。

　　3.2 工业化生产可提高效率，降低消耗。采用住宅产业化的生产方式，质量的提高是由于工效的提高，而不是投入的增加，因此不会增加成本，相反地在一定批次量的条件下可以降低成本。现场生产条件下，需要大量的使用模板，花费人力不断的重复支模拆模和搭拆架子，花费大量的人工进行湿作业，在作业过程中无数的混凝土、砂浆“跑冒滴漏”变成建筑垃圾，其材料和人工的消耗量相当的大，而采用工业化的生产方式后，模具可以不断的重复使用，工人是在固定的岗位上重复相似的工作，其熟练程度有利于提高工作效率，生产过程几乎没有材料浪费，施工安装在大型机具的帮助下效率非常高，降低了劳动强度并节省人工，原材料消耗量下降，导致不含模具的直接建安成本大幅下降，当生产有一定的批量时，模具费用被摊销后，重复生产的成本就会远低于现场建造方式(人材机的消耗量变化为，机械费略有增高，但人工、材料消耗大幅下降) 。

　　3.3 降低成本。经过测算，达到一定数量规模的情况下，工业化生产房屋的综合成本比传统方式可以有 5～10%左右的下降空间。

　　3.4 住宅产业化是住宅产品大规模社会化供应的可行办法。

　　我国正处在住房供求关系严重失衡的时期，急需大量的住房，特别是保障性住房，如果继续按照传统的建造方式生产，必将造成大量社会资源的浪费。由于现有的建造方式存在种种弊端，已经引起了国家的高度重视，提出了 “可持续发展” 的战略，在建筑行业重点就是发展节能省地型建筑和推进住宅产业化进程，这些都是符合国家战略发展的需要，从长远来看，发展住宅产业化的宏观效益符合国家利益。

　　4. 工业化低碳住宅的实践

　　根据“安全、节能、环保、经济、适用”的原则，为了探索工业化低碳住宅的技术可行性，解决设计方面的技术难题，我公司从2012年2月开始了工业化低碳住宅的试验，先后设计了几个小型项目作为试点。以下仅选取其中一例来略作说明。

　　4.1 工程概况：

　　该样板建筑为两层住宅工业化实验楼，合计建筑面积382.76平方米，建筑层高3.0米，建筑总高度6.6米。结构形式采用 “预制装配整体式钢筋混凝土”加局部现浇结构体系，建筑构件完全采用钢筋混凝土材料生产，在现场用大型机械吊装进行装配施工，通过节点的后浇混凝土使结构成为整体。

　　4.2 设计过程：

　　此建筑设计过程包括建筑设计和构件拆解设计，其中建筑设计工作的技术要求与常规建筑设计没有太大差异，由于“工业化低碳住宅”的特性，必须考虑“工业化”和“低碳”的因素，重点加强了节能设计和墙体构造的设计研究，并且构件拆解设计必须要与结构设计紧密配合。

　　4.3 设计要求

　　4.3.1建筑结构设计首先应确定合理的结构形式。装配整体式钢筋混凝土结构房屋适用于砖混结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构，在平面和竖向结构应尽量均匀规则，根据建筑的特点合理确定结构形式，房屋适用的最大高度应符合《混凝土结构设计规范》(Gb50010-2002)第11.1条“一般规定”要求。

　　4.3.2建筑设计的标准化和模数规则。为了保证设计和生产的标准化，建筑设计必须符合一定的模数规则，目前最实用的模数规则为：

　　开间和进深尺寸按照3M模数，模数进级为3M，偶尔使用1M和1.5M的非标模数，常用尺寸为1200，1500，1800，2100，2400，2700，3000，3300，3600，3900，4200，4500;

　　层高采用1M模数，模数进级为1M，常用层高为2700，2800，2900，3000，3100，3200，3300，3600;

　　墙体厚度采用0.3M，进级为0.3M，常用厚度有120，150，180，210，240，270，300;

　　非承重内隔墙厚度较薄时允许采用75，90，100，个别宽度小于1000的局部次要隔墙可以采用60厚度，空心墙体厚度不小于90。

　　4.3.3 样板实验楼

　　5.总结与体会：

　　5.1 采用装配整体式结构建设的房屋，尺寸精准，可取消抹灰找平层，节省建材15%以上，节水60%以上，建筑垃圾减少80%，降低了原材料生产的碳排放，减轻了环境污染带来的压力。

　　5.2 采用三明治夹心保温整间外墙板，把经过计算的一定厚度的保温材料夹在混凝土墙体中，有效地提高了外墙的保温隔热性能。外墙门窗采用断桥框料+双层玻璃(严寒地区为三层玻璃)，减少了门窗的传热损失。墙体自保温+外保温形成的双重保温效果，大大减少了建筑在使用过程中的能耗，同时降低了保温材料施工过程中的难度，解决了老化引起的性能退化和防火问题，减少后期维护费用。

　　5.3 根据建筑设计要求，外墙可以采用龙骨干挂装饰材料，龙骨与外墙之间填充保温材料并设有空气层，不但有效断绝冷热桥，增强了墙体的保温性能，并且这种构造具有“空气自循环降温功能”，降低夏天的空调能耗，也有利于冬天的房屋的保温隔热。

　　5.4 采用三明治夹心保温整间空心墙板做内墙，加强了室内房间之间的隔热效果，每个房间成为独立的保温单元，减少了建筑物使用过程的能耗，同时解决了预制隔墙的水电安装难题。

　　5.5 在建筑节能方面，根据国家制定的规范，建筑通过采用增强建筑围护结构保温隔热性能和提高采暖、空调设备能效比的节能措施，在保证相同的室内热环境指标的前提下，与未采取节能措施前相比，采暖、空调能耗应节约50%。建筑设计决定了建筑是否有利于节能。如果一个建筑设计本身就不利于节能，那么通过技术手段来解决就会花比较大的代价，因此设计时首先需要把握好建筑的体型，然后才是墙体和屋面保温形式、门窗面积和构造等。

　　6.住宅产业化发展的启示

　　政府是住宅产业化工作主导，企业和企业集团是主体，市场是导向。地方政府和企业是重点，因此，国家要加强宏观调控，要依靠地方政府和企业、企业集团推进住宅产业化，要引导企业积极参与住宅产业化的技术创新、改造与推广应用，在大城市利用康居示范工程作为先进成套技术的载体和切入点，以点带面，取得经验后全面推广。我国应加强与住宅产业化程度高的国家之间的交流，积极借鉴和引进国外先进成熟的住宅产业化成套技术，缩短我国与发达国家之间的距离，加快我国住宅产业化的步伐。一些开发商在住宅项目中引进欧美等住宅产业发达地区的先进设计理念、技术、材料，取得了良好的效益。我们一方面要开放市场，学习发达国家的先进技术，先进生产模式，提高我们的住房建造质量;另一方面我们的企业要考虑如何以科技进步更多的占领国内市场份额，甚至走出去占领国外市场，走住宅产业化道路是我们的唯一选择。

　　参考文献：

　　[ 1 ]李忠富, 关柯住宅产业化及其发展的必要性研究[ J] 哈尔滨建筑大学学报, 1999

　　[ 2 ] 官武保羲( 日) 建筑生产论[ M ] 日本: 丸善株式会社, 1997

　　[ 3 ]龚娅住宅产业化进程中的住宅适应性研究 [学位论文]硕士 2005

　　[ 4 ]李忠福住宅产业化论[M]，科学出版社，2003

　　[ 5 ]《快而居工业化低碳住宅简介》，中山市快而居住宅工业有限公司

　　[ 6 ]韩琦中国住宅产业化存在的问题及对策研究 [学位论文]硕士2007

《住宅产业化进程中的设计初探之 ---“工业化试验楼设计”》

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