摘要：模块化建筑是我国近年新兴起的建筑形式，其建造思想是把建筑物整体分解成单个或多个模块化房屋单体。由于这种建筑形式具有建筑产业化与工业化方面等多方面优势，因此这种建筑形式具有良好的发展前景。模块化房屋外形美观，形式多样，但大多数模块房屋屋顶体积大、质量大，给货物运输造成很大的不变，也大大增加了运输成本。本文结合装备公司巴布亚新几内亚公务员住宅项目及河北涉县绿色建筑参展项目工程实例，在满足结构强度要求的前提下，通过对模块化房屋屋顶进行结构的设计优化，达到减少成本，增加竞争力的目的。
关键词：模块化建筑；屋顶；工程实例；设计优化
引言
模块化房屋一般分为多体建筑和单体建筑，多体建筑一般由几十甚至几百个满足运输要求的规格相同的模块拼接而成，多用于宿舍、办公楼、学习等用途，此类模块房屋重点在于箱体间的相互连接和整体的密封性，侧重于产品的实用性和功能性，因此外观趋于标准几何体；单体建筑一般由很少的几个模块组成，多用于街边书刊报亭、公共设施和别墅式建筑，此类产品侧重于产品外观的个性化需求，多采用异形屋顶进行装饰。因此屋顶结构给制作、运输、安装带来很多难题。
1.工程实例
a.巴布亚新几内亚公务员住宅项目样箱
2015年装备公司模块化房屋开拓澳洲市场取得进展，与巴布亚新几内亚签署公务员住宅项目订单。
在样箱制作中装备公司采用传统工艺生产屋顶，即整体分段后由钢框架焊接成需要的外观形状，然后钢框架上进行装修及防水处理。制作、车间内预拼均顺利完成，但在产品整体完工拼装时发现，此种屋顶的形式给运输带来极大不便，考虑到该项目位于大洋洲巴布亚新几内亚首都莫尔兹比港，需要陆运后再进行海运，全程约20天，这就给产品的保护带来极大的风险，另外特殊的结构形状导也会导致运费的大幅上涨。因此屋顶的结构优化势在必行。
生产过程
车间内预拼装 运输过程
b.河北涉县绿色建筑参展项目
该项目为2016中国河北（涉县）绿色建筑产业技术交流暨美丽乡村建设观摩会参展项目，位于河北省邯郸市涉县，集成房屋样板房展区占地面积136.5亩。
基于巴新项目的制作经验，考虑到制作、运输、安装等多方面原因，该项目屋顶全部采用单片式制作（包括山墙、隔墙、屋面），工厂试装合适后对屋面进行装修（预留吊点），发运到现场后焊接节点--打磨--补漆--吊装完成后对吊点处进行装修处理。
模型图纸（山墙、隔墙、屋面结构全部采用单片式）
工厂制作完成后预拼装
现场安装后
此种生产工艺可解决原有分段式屋顶吊装后接口处理难题，也可解决运输过程中对产品的保护难题，另外此方案可在地面操作完成后一次性整体吊装，减少高空作业量，保证安全施工性。
但是，此方案对现场施工要求苛刻，必须保证焊接质量和后续涂装要求。对于一些施工条件落后的地区很难满足质量要求。
鉴于这种情况我们进行了再次改进并实施于巴布亚新几内亚公务员住宅项目第一批10套3居室实际产品中。
c.巴布亚新几内亚公务员住宅项目第一批10套3居室
此方案类似于单片制作形式，只是在连接节点处稍作改进，由原来的全部单片现场焊接改为用铰链把相邻的部件提前在工厂内焊接完成，运输过程中折叠在一起，产品运到现场后打开折叠屋顶进行安装。
小屋面屋顶 小屋顶单片预拼装
小屋顶制作：
小屋顶由两个折叠顶+一个山墙片组成，其中折叠片打开后（如下图）安装山墙，并对两片屋顶及山墙进行固定。
小屋面屋顶焊接铰链
小屋顶连接节点
大屋顶制作：
大屋顶节点形式参照小屋顶制作，但山墙直接做成折叠部分，可减少部件数量及安装工序，并保证安装后效果。
大屋面屋顶折叠后示意图 大屋面屋顶展开后示意图
大屋面屋顶焊接角度位置
折叠屋顶模型图纸
折叠屋顶预装
虽然大片屋顶对于安装过程及设备要求严格，但是折叠屋顶的方案很好的解决了现场焊接、补漆操作难的问题，不会破坏已做油漆，保证了产品的外观性也解决了产品本身的防腐防锈问题。
工厂内对屋顶吊装和安装
三居室、四居室现场安装后
四居室现场安装后
五居室现场安装后
2.结论
结合目前开发的几种屋顶制作形式，在今后的工作中我们会根据项目的实际情况采用不同的制作形式，真正做到设计与实际项目相结合，做到学以致用、用必适合。后续我们还会结合生成、现场安装研究其他更多可行性技术改进。
模块化房屋这一建筑形式的兴起将在今后的很长时间内为我国带来巨大的社会效益和经济效益。而作为一个新兴产业，很多方面依然在摸索中前进，屋顶的结构优化只是我们对模块化房屋不断改进的一个缩影，后期的工作中我们会不断提高自己，为中冶的模块化房屋的不断改进献出自己的一份力，为模块化房屋事业的发展献出一份力。
参考文献：
[1]《钢结构模块建筑应用技术标准》天津市工程建设企业标准（DBQ）
[2]《钢结构模块化建筑结构体系研究 》曲可鑫
[3]《屋面工程技术规范》（GB50345-2012）
[4]《屋面节能建筑构造》（06J204）
论文作者:刘济铖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：屋顶论文; 巴布亚新几内亚论文; 屋面论文; 建筑论文; 房屋论文; 涉县论文; 山墙论文; 《基层建设》2019年第13期论文;