摘要：在高度重视可持续发展，提倡构建“节约型”社会的今天，实现建筑资源的优化配置与合理利用，降低建筑能耗已经成为建筑行业研究的重点内容。在信息化社会背景下，模块化策略在建筑设计中的有效应用，有效提升了建筑设计效率，并从结构、成本与功能等方面给予优化，推动建筑设计以及建筑产业向绿色、环保、节约、创新与可持续发展的方向进步。但是从目前我国模块化建筑设计研究与发展现状来看，其理论研究与实践设计仍处于不断完善阶段，有待进一步优化与改善。
关键词：住宅；模块化；施工质量
1 模块化策略相关概述
“模块化”这一概念的提出最早可追溯到 20 世纪初期，是由德国机床设计工程设计与生产过程中提出的设计理念，随着模块化设计原理的不断完善，到 20 世纪 50 年代，在欧美多数发达国家仪表机床设计与生产过程中得到应用，如美国 Cincinnati 磨床、德国 Aschersieben 龙门铣床。到 20 世纪 60 年代模块化辅助设计软件得到发展，这在一定程度上提升了模块化设计的可靠性、全面性、系统性与精确性。到 20 世纪末 21 世纪初关于模块化的研究呈现出多元化特色，其中模块与模数制之间关系的探究，成为人们研究的重点内容之一。在此基础上，形成以“模块单元”为基本构成单元，以“多学科知识”综合应用为设计基础，以“系统工程”为主要服务对象的专业化、标准化、综合技术性模块化设计（Block-based－design）策略。在系统工程中，子系统模块的应用通常具有“功能运转”、“动态跟踪”、“逻辑定位”、“端口连接”等基本属性，与独立性、通用性、优化性、交换更替性的基本特征。基于模块化具有的基本属性与特征，模块化策略的应用，可有效缩短产生设计与生产周期，在提升产品设计与生产质量的同时，实现成本的节约与资源的优化配置。因此，在信息化时代背景下，模块化策略在众多领域中，如建筑、机械生产与制造、军事中具有广泛应用前景。
2 住宅模块化施工技术探索
2.1 基于空间功能需求下的户型
建筑设计师在进行住宅建筑空间设计时，需依据建筑工程项目实际要求与住宅建筑户型基本功能需求，在遵循设计美学理论的基础上进行科学设计。例如，可将整体空间分解为社交区、餐饮区、休息区、卫生区、过渡区五个模块，并结合居民居住生活方式（包括家庭成员构成类型、居住环境认知情况、家用设备布局情况等）出发，结合不同区域的行为活动状态，借助计算机辅助设计软件或相关技术，如 BIM 从结构库中选择相适宜的结构户型，设计多元化设备模块。在此过程中，需保证结构户型与建筑建设要求、实际情况之间的协调与统一，避免各结构之间产生矛盾，尤其是过渡区与其连接区域之间形成碰撞。例如，勒•柯布西耶马赛公寓的设计，依据空间功能，提供了八十多个空间单元，实现建筑空间对住宅家庭成员各项需求的满足。
2.2 标准层的设计
在建筑空间设计中，标准层设计主要是指建筑设计师在完成户型内、户型间设计后，通过配置附属构建，形成建筑层的设计。通过该设计可实现建筑层内各项功能的完善，形成标准化、精准化、系统化建筑层单元结构。通常情况下，一个相对完整的建筑层，主要是由电梯间、楼梯间、走廊、户型等标准化构件以及其他非标准化构件共同组成。因此，为保证建筑设计的科学性与合理性，需保证各结构的完整性，尤其是建筑层内的设备设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，在进行建筑结构设计时，需保证称重构建受力的均衡性，用以保证整体结构的稳定性与牢固性。在此过程中，可通过设计对称户型或以某轴线为基准进行对称设计，并通过适当的添加连接构建，进行各结构间的有效连接。最终可采用“积木组合”方式，进行标准层组合连接，构建建筑整体模型。值得注意的是，需保证建筑整体的完整性与协调统一性。
2.3 模块化体系和建设流程
住宅模块化建设主要流程为模块预测、模块运输和现场装配，具体施工中分为工厂部门和施工现场部门两条主线。工厂预制环节继承了构建拆分、部品采购、构架加工以及构件分配组装等多条程序，最终生成成品模块。工厂在接到订单后，根据用户需求和各个模块的隔墙位置、开门窗进行确认，并对所需的维护结构等进行拆分，同时确认每个模块的预装设备。按照工程需求完成原材料采购后，按照设计要求将原材料加工成各种预制构件备用，然后完成结构体的装配形成二级构件。再将预制的门、窗、墙体等装配到二级构件上形成三级构件。最后再将采购的关键或是其他辅助设备安装带三级构件中，并在完成了部门饰面装配工作后形成四级构件。至此施工模块的加工和装配过程基本完成，下一步就是进行打包、固定、运输和吊装等供现场装配使用，最终完成整个住房施工的建设过程。与此同时，在施工现场开始进行相关装配辅助装置和吊装、安装装置的准备工作，并进行必要的土地平整加工，使得其满足基本的房屋建设需要。
2.4 装配式木结构体系
装配式木结构是指采用工厂预制的木结构组件和部品，以现场装配为主要手段建造而成的结构。包括装配式纯木结构、装配式木组合结构、装配式木混合结构等。装配式木混合结构：装配式木结构与钢结构、钢筋混凝土结构或砌体结构组合而成的混合木结构。包括钢筋混凝土结构中采用木骨架组合墙体系统。装配式木组合结构：装配式木结构与其他材料的结构类型进行组合建造，并以木结构建筑为主要结构形式的混合建筑。包括上下组合的叠木层结构、水平组合的木结构、平改坡的屋面系统。预制木结构组件：由工厂制作、现场安装，并具有单一或复合功能的，用于组合成装配式木结构的基本单元。木组件包括柱、梁、预制墙体、预制楼盖、预制屋盖、木桁架、空间组件等。
2.5 基于空间功能需求下的户型内设计
建筑设计师在进行住宅建筑空间设计时，需依据建筑工程项目实际要求与住宅建筑户型基本功能需求，在遵循设计美学理论的基础上进行科学设计。例如，可将整体空间分解为社交区、餐饮区、休息区、卫生区、过渡区五个模块，并结合居民居住生活方式（包括家庭成员构成类型、居住环境认知情况、家用设备布局情况等）出发，结合不同区域的行为活动状态，借助计算机辅助设计软件或相关技术，如BIM从结构库中选择相适宜的结构户型，设计多元化设备模块。在此过程中，需保证结构户型与建筑建设要求、实际情况之间的协调与统一，避免各结构之间产生矛盾，尤其是过渡区与其连接区域之间形成碰撞。例如，勒•柯布西耶马赛公寓的设计，依据空间功能，提供了八十多个空间单元，实现建筑空间对住宅家庭成员各项需求的满足。
结语：综述，模块化施工技术是今后房屋建筑领域中主要的施工技术发展方向，可以有效解决传统手工施工带来的一系列问题，并利用其成本低廉、标准程度高、组合方式多样等优势有效提升房屋建设质量和效率，对促进我国房屋建筑技术发展具有重要的现实意义。
参考文献：
[1] 李佳.探索新型模块化微型住宅建筑———以“折立方”设计为例[J].艺术生活-福州大学厦门工艺美术学院学报，2016（01）：36~39.
[2] 李伟，陈光.模块化施工在冶金建设中的应用思考[J].施工技术，2014，（S2）：690-693.
论文作者:胡梦非
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/24
标签：建筑论文; 结构论文; 组合论文; 木结构论文; 模块论文; 户型论文; 构件论文; 《基层建设》2018年第14期论文;