上海中森建筑与工程设计顾问有限公司 上海市普陀区 200333
最近我国的装配式住宅发展进程是在政府与国家机构主推政策主导下，结合公共住宅量产化特点进行技术开发和不断实践并发展起来的，从最初公共集合住宅大量建设为目的的住宅标准设计开始，到PC 住宅的开发和技术应用，制定了标准化住宅设计体系，由住宅单一性标准设计时代进入到住宅标准化系列化的研发应用阶段，与此同时大力推行公共住宅建造项目的规格化、标准化、模数化的工作，又通过市场化的 BL认证及住宅项目的普及，带动了装配式住宅行业的繁荣，进一步明确了住宅工业化生产的发展方向，为装配式住宅走向成熟奠定了坚实的基础。在发展装配式住宅过程中，运用以往装配式混凝土PC技术在实际操作时，一些弊端缺点也随之暴露出来。
1）前期项目进度紧，PC专业和室内专业机电点位设计与建筑设计同步，过程中因投资方业主对精装修标准要求并没有最终确定；同时考虑住宅楼盘开发时间进度，前期对接各个专业确定的室内机电点位设计，后期考虑楼盘销售情况和市场行情，对精装要求标准的调整，因前期已经确定施工的室内机电点位设计的点位，已经无法调整和满足需求。
2）PC点位设计确认后，由PC厂家二次深化下单生产运输安装过程中，点位因PC专业结构的技术问题，点位一再调整和偏移，最后室内精装修后，因施工上土建和精装的标高误差和精装二次放线的累积误差，原来装配式PC混凝土板墙上的点位，已经无法达不到室内精装修精确点位的最终需求。
3）PC装配式住宅在交房使用后一段时间后，因小业主家庭生活改变格局需求，二次改造装修，但PC混凝土墙板是高强度混凝土，无法也不可在PC墙板上开槽打洞布管布底盒，局限了装配式住宅二次装修和改造。
随着我国住宅建筑体系研发的不断进步，与之相配套的住宅建造项目和主体结构体系也同步走向成熟，BL 认证部品的广泛采用也极大提高了部品的质量。以关注装配式住宅的性能长寿化和生产合理化基本理念为基础，伴随着 SI住宅体系的普及化和内装施工的产业化推动，SI体系住宅的装配化工业化内装技术也随之发展起来。
当前我国住宅已经进入了一个社会与经济可持续发展的阶段，同时随着我国老年化趋势越来越严重，住宅建设进入了社会资产储备的新时期，把住宅开发建设作为长远性社会资源并尽可能利用既有住宅资源成为住宅业的共识。而其共识的主要特点就是从建筑设计初期阶段，应在保证住宅建筑长远性全生命周期的前提下，方便地实现住宅设备设施和内装产品的施工检修和更新，这就是SI（Skeleton Infill）住宅的基本概念.
1、SI住宅建造体系概念
SI住宅建造体系是一种将住宅的支撑体部分和填充体部分相分离的建造体系，其中S是英文SKELETON的缩写，表示具有耐久性、公共性的住宅支撑体部分，包括结构主体、共用管线及设备等，是住宅建筑中不允许住户自行变动的部分；I是英文INFILL的缩写，表示具有灵活性、专有性的住宅内充填体部分，包括各类户内设备管线、隔墙、整体厨卫和内装修等内容，是住宅内住户可以根据需要及阶段而灵活变化的部分。通过S（Skelton支撑体）和I（Infill填充体）的分离使住宅具备结构耐久性、室内空间灵活性以及填充体可更新性的特色，同时兼备低能耗、高品质和长寿命的优势。
2、SI住宅建造体系的优势
1）适用于中小套型住宅：中小套型住宅因为空间小、空间数量少，更需要空间的兼容性和多功能性，同时中小套型易于实现大开间的建筑条件，采用SI体系更可以灵活的改变格局，适应未来生活的布局可变性。
2）适用于建设全寿命周期住宅：因其支撑体和填充体分离，使得改变和更新填充体的时候，不会影响到支撑体，从而保证支撑体的耐久性。而填充体的灵活性和可改变性，更可以有效的适应一个家庭在不同阶段的需求；也可以通过对填充体的更新和调整，有效的延长住宅使用寿命，提升住宅的可持续居住性，实现住宅的长寿和新陈代谢。
3）适用于高集成度的技术应用：S I体系作为一个全新的建造体系，完全实现了支撑体和填充体的分离，这样就为目前大量先进的技术应用提供了广阔的平台，如同层排水、干式地板采暖等。
4）有利于构建节约型社会：SI体系是一种先进的建造体系，能够有效的提高住宅品质，通过室内填充体的更新调整，延长住宅寿命，从而降低住宅置换率和重复建设比率。同时，对减少建筑垃圾的产生，减轻住宅建设和使用过程中资源消耗的压力也会起到重要作用。
5）有利于推动住宅产业化的发展。SI体系由于可以精准的实现深化设计尺寸，所以对于推广设计的标准化和模数化很重要，而且通过大量建设工程的实施，提高工效，缩短楼盘开发周期，可以极大程度上推动建筑部品的产业化发展速度。
6）因其支撑体和填充体分离，有利于合理划分公共和私属产权，为制定维护、二次装修乃至拆除等相关法规提供了清晰的技术支持。
3、项目实施中的SI体系与装配式住宅工法和部品的应用研究
某地产商邀请，在上海某地产研发中心写字楼3F内，利用120M²场地，搭建模拟SI体系2房2厅精装修标准化研发样板房，以满足每个家庭处于不同的生命周期时，从二房切换到三房四房的可能性，或者满足不同家庭在购房时的不同需求。通过样板房项目研发实施SI体系与装配式住宅工法和部品集成应用研究，探讨了SI体系住宅结合装配式住宅快建技术的具体工法。
SI体系住宅内装设计是保证居住基本性能要求的设计，决定着住宅的舒适性、安全性、耐久性以及将来的更新维修难易度等最重要部分。样板房研发项目在保证内装基本功能的基础上，进一步考虑满足日常维修以及将来内装更新的要求，通过采用住宅内装工业化技术将产品与技术整合，结合成套技术的研发，形成住宅生产的装配化；力求通过住宅技术集成体系提高住宅装配化工业化程度，全面地提高住宅性能和居住品质。在关键集成技术方面，重点进行加快技术整合和优化建筑体系的工作，研发及其部品技术住宅内装部品化集成技术、大框架开间与轻钢龙骨隔墙体系集成技术、实体墙体与管线分离设计及其部品技术、户外公共管井设置与局部大降板板上同层排水部品技术、给水分水器系统及其部品技术、新风负压式新风系统设计及其部品技术、日常检修维护设计与部品技术、干式地暖设计与部品技术、整体浴室设计与部品技术、整体厨房成品衣柜设计与部品技术、满足老龄化需求设计及其技术等10多项核心技术与集成技术体系。
1）大框架大开间与轻钢龙骨隔墙及其部品技术
这种建筑体系的特点为，在建筑物的底层部分采用框架剪力墙结构。采用5.5米~9.9米的大开间和大进深的使用空间，以适应对户内进行灵活的格局、自由分隔的需要。这种结构的巨型框架的耐久年限也是100年以上。由于预应力板柱体系在板与柱框定的范围里可以进行自由的空间分隔，且易于改变更新，户内格局有一定的可变性可对应今后生活方式的变化。
住宅支撑体的楼板厚150mm，采用剪力墙的框架结构。剪力结构墙和梁使用预应力混凝土一次性模板，使之提高主体精度的同时确保钢筋保护层的厚度。共用走廊和设备平台部分做成反梁，用作配管空间。配管引进住户内也可以避开连续梁，通过抬高户内楼板使梁的上部贯通，且全部采用灵活的配管。
室内采用轻钢龙骨或钢结构隔墙，根据房间性质不同龙骨两侧粘贴不同厚度、不同性能的石膏板或者成品饰面板。需要隔音的居室，墙体内填充高密度岩棉；隔墙厚度根据轻钢龙骨型材规格可调，因而可以尽量降低隔墙对室内面积的占有率。此类隔墙，墙体厚度能够保证电气走线以及其他设备的安装尺寸。同时，轻钢龙骨隔墙重量轻、定位精度高、表面平整、具有优越的抗震性能。在拆卸时方便快捷，又可以分类回收，大大减少废弃垃圾量。
2）实体墙体与管线分离设计及其部品技术
实体墙体与管线分离技术的关键主要是实现了户内排水立管同层水平出户的连接方式，应用了特殊的排水系统及其部品。建筑结构的使用年限在70年以上，而内装部品和设备的使用寿命多为10-20年左右。也就是说在建筑物的使用寿命期间内，最少要进行 2～3次内装改修施工，要把寿命短使用损坏的管线及时更换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而现在国内的内装多将各种管线埋设于结构墙体管井和楼板内，当改造和二次装修的时候，需要破坏墙体重新铺设管线，给楼体结构安全带来重大隐患，影响管线附近正常使用良好的装饰面，同时还伴随着高噪音和大量建筑垃圾出现。在管线的施工中，现场很难发现施工错误，日常维护修理也是异常困难。因此，既为了提高内装的施工可操作性，也兼顾日后设备管线的日常维护性，住宅项目采用SI体系住宅的实体墙体和管线分离技术进行设计。SI系统建造需要设备管线与结构体完全分离，在实际建造实施中，大部分管路在天花吊顶和隔墙中综合布置，最大程度上便于维修和更替，但依然有部分管路，如排水管需要在地面上设置，这就需要采用合适的架空体系实现此功能。
（1）架空地板系统设计及其部品技术，为了有效的自由敷设管线、局部降板同层排水和布置隔墙，采用架空地板也是SI体系的关键。同时为了实现户内全部的干法施工，传统的埋在混凝土垫层中的地板辐射采暖管道，也被组合式的干式地暖板所替代。地板下面采用树脂或金属地脚螺栓支撑，架空空间内铺设给排水管线，实现了管线与主体的分离，且在安装分水器的地板处设置地面检修口，以方便管道检查和修理使用。将以前由工人在现场自由安装的管道敷设在规整的衬板中，规整有序，同时减少施工过程中的损坏。架空地板的使用，也增加了地板的弹性和楼层间隔音性能。
（2）吊顶设计及其部品技术采用轻钢龙骨吊顶，内部空间留作内保温双层墙体做法及专用部品同层排水系统及专用部品给水分水器系统及专用部品铺设电气管线、安装灯具及更换管线以及设备等使用。将各种设备管线铺设于轻钢龙骨吊顶内的集成技术，可使管线完全脱离住宅结构主体部分，并实现现场施工干作业，提高施工效率和精度，同时利于后期维护改造。其缺点就是体量较大，因而在设计阶段充分考虑了安装位置以及管线铺设空间的预留问题。
（3）内保温双层墙设计及其部品技术，剪力承重墙内侧基层采用树脂螺栓或金属挂托连接件，外贴石膏板或挂成品拼装式饰面板，原始墙面到成品拼装式饰面板距离控制在40mm以内，实现双层墙做法，尽量降低双层墙对室内面积的占有率。架空空间用来铺设电气管线、过线盒、开关、插座（40mm超薄型底盒），同时可作为内保温所需空间。与砖墙的水泥找平做法相比，石膏板材的裂痕率较低，粘贴壁纸方便快捷；或用成品拼装式饰面板做最终饰面，龙骨布局适应成品拼装式饰面板的模数化，可以批量化模数化后场加工，现场装配化标准化施工，施工质量和进度都能得到保证和大大提高。墙体温度也相对较高，冬季室内更加舒适。
以上3种SI体系管线与墙体分离设计及其部品技术可以将住宅室内管线不埋设于墙体内，使其完全独立于结构墙体外，施工程序明了，土建PC作业与室内精装作业之间从设计到施工都不干扰，铺设位置精确，施工易管理，后期易维修，将来室内精装易改修是此技术的核心所在。
3）户外公共管井设置与局部大降板、板上同层排水部品技术
当前国内相当地区多采用板下排水方式，万一发生漏水，或是修理问题都会殃及楼下住户，同时排水的噪音也是令楼下用户烦恼的事情之一。因此，样板房研发项目在设备楼道部分设置公共管道系统，尽可能地将排水立管安装在公共空间部分，再通过局部大降板横向排水管将室内排水连接到管道井内。在室内采用同层排水技术是利用局部楼板大降板实现板上排水，同时管道井内采用排水集合管，连接单户排水横管，节省材料。生活给水管道：冷、热水支管采用PE-交联聚乙烯管，青铜特殊连接件连接；外设套管。排水管道：排水管采用UPVC塑料排水管材、管件，承插连接；立管采用内螺旋特殊单立管系统。生活给水管和排水管都 50年以上的使用寿命，耐久性极强，同时通过排水集合管管径的变化，实现排水的螺旋下落，留出通气空间，因此不需要设置通气管即可实现经济、高效的安全排水。
局部大降板可以利用住宅楼宇总高度，合理布局每层局部区域高度，提高空间使用效率。
4）给水分水器系统及其部品技术
给水分水器采用高性能可弯曲的联聚乙烯（PEX）塑料管道，除了两端外，隐蔽管道无连接点，漏水概率小，安全性高。通过交联 反应后聚乙烯在常温和低温状态下可以保持其本来的特性，在高温状态下（95℃）可以大幅度提高其耐热性和耐蠕变性，因此使用寿命长久。交联聚乙烯管道外有一层保护套，可以避免管道在运输及安装过程中对内管造成的损伤。每个用水点均由单独一根管道独立铺设，管道及分水器在与管件连接时采用的是一次性承插卡箍式连接方式，接头上粉色特殊标记使我们通过目测就能够判断管材与管件连接是否紧密。区别于传统管道的分岔、分岔、再分岔的给水方式，流量均衡，即使同时用水压力变化也很小，用水感觉很流畅。口径小（直径16mm）、节约用水，出热水所需时间缩短20%左右，减少水资源浪费；在分水器安装位置设置检修口，便于定期检查及维修。
5）新风负压式新风系统设计及其部品技术
随着住宅密闭性的提高，以及对室内有害气体的的关注，住宅需要进行定期换气来保证室内空气质量。负压式新风系统结合应用通过换气设备强行排放室内空气，使室内形成负压，从而通过设置在墙壁上的带有过滤网的送气口吸入户外的新鲜空气，有效地去除沙尘，将干净的空气送到各个房间。部品选择时在满足使用功能的前提下，重点考虑与外立面、室内装修风格的匹配程度。此外，为减少室外空气直吹人体不舒适，为了防止户外空气直接吹向人体带来的不适，进气口应设在空调附近，预冷（热）后进入室内，尽可能远离床头，风口朝上设置。即在合适位置，卧室、客厅分别设计新风口，这样能取消垂直集中风道，节省面积，检修方便，有效利用空间布置灵活，控制方便。这样结合使用，能有效利用厨房、卫生间、浴室排风产生的负压吸入室外新风进 行通风换气，更加节能。
6）日常检修维护设计与部品技术
为满足设备定期检修及更换需要，示范项目针对换气设备在其附近设置天花检修口，对给水分水器设备在其上方设置地面检修口或墙面检修口；对较长横排水管接头附近设置架空地板管道检修口，采用带有检修口的排水集合管等一系列措施，保障设备管线的正常使用。
7）干式地暖设计与部品技术
为了达到既舒适又节能的居住效果，项目采用通过燃气壁挂炉供暖的干式地暖，实现独户采暖。根据气温的变化，精确控制室内温度，不用再等待采暖期的到来，也无需忍耐室内过热或是过冷的不适，更人性化，更舒适，适老性设计技术内保温为独户采暖提供了先决条件。地板辐射采暖对提高人体舒适度、节省室内空间都是非常有利的、而干式地暖有效的解决了湿式地暖不易维修，渗漏顽疾不好控制等问题，也符合SI建造体系中管线和结构分离的要求。
8）整体浴室设计与部品技术
为了提高浴室的防水性、耐久性、施工方便性和使用上的舒适性，项目采用工厂化生产，施工现场拼装的整体浴室。整体浴室是工厂化产品，一体化的防水底盘、拼装式的壁板和顶棚，将淋浴花洒、浴缸、暖风机等整体集成。不同厂家根据模具的不同，具有不同的固定模数，整体浴室外侧保留150mm空隙，在空隙里要预留安装空间和管线空间。整体浴室的装配式施工，每套只需6小时即可安装到位，比传统装修快24倍。由于采用了干式施工，不受季 节影响，无噪音、无建筑垃圾。排水盘和整体墙板的拼装工艺保 证了永不漏水。即便出现了排水的问题，由于集中用水的空间只有一个排水地漏，检修也很方便的。
9）整体厨房和成品衣柜设计与部品技术
项目采用整体厨房成品衣柜设计与标准化部品集成技术，统筹考虑作为家庭服务区的厨房空间内各种部品、设备以及管线的合理布局与有效衔接，整合模块化、标准化的厨柜系统，实现操作、储藏等不同功能的统一协作，使其达到功能的完备与空间的美观。整体厨房系统，保证了使用质量和生活品质，根据人体工程学原理，合理安排吊柜的高度及洗涤区、烹饪区、储藏区等操作台。工厂化订制加工的整体厨房和成品衣柜，避免了现场作业的误差和质量问题。同时通过开敞的布局形式，实现空间层次的丰富性，同时增进家人之间的感情交流。
10）满足老龄化需求设计及其技术
项目采用了满足老龄化需求系统设计。室内的开关设置高度为距地1100mm，插座的高度为距地面400mm：在玄关、厕所、浴室安装扶手，并在卧室和厕所设置紧急呼叫按钮等一系列无障碍设计措施。
通过样板房项目深入研究SI体系与装配式住宅工法和部品集成应用课题，借鉴日本集合住宅的生产工业化的建设经验，不仅对当前中国住宅与房地产行业发展的相关问题探索和解决提供有益的启示，而且也必将对推动我国的住宅产业化发展起到积极促进作用。SI住宅建造体系与装配式住宅快建技术应用不仅通过提高住宅设备性能、合理布置管线和提高维修更换的可能性，确保了住宅的使用寿命，而且使 SI住宅体系方面对建筑主体结构使用年限也提出了更高的要求，通过提高建筑主体结构本身的耐久性能来延长建筑的使用寿命。SI 住宅体系与新型建造理念对我国住宅未来的发展具有极其深远的影响。
论文作者:林毅
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第17期
论文发表时间:2019/3/18
标签：住宅论文; 管线论文; 技术论文; 体系论文; 室内论文; 墙体论文; 隔墙论文; 《建筑细部》2018年第17期论文;