震后居住建筑恢復性重建設計研究(22)

2013年9月22日

4.3.1.6 按耐久年限和權屬關系劃分部品群

按耐久年限的不同部品可劃分為05型、10型、20型、30型和50型；按權屬關系的不同部品可劃分為共用部品與住戶專用的部品。在設計相應部品之間的連接和構造做法時要注意：(1)那些耐用年限較短部品在維修和更換過程中不破壞其它耐用年限較長的部品；(2)住戶專用的部品在維修與更換時不影響其它共用部品；(3)住戶專用的部品維修與更換時不影響其他住戶。

4.3.1.7 強調住宅維修和維護管理體系

長期完善的住宅維護和維修管理體系是實現(xiàn)住宅的長壽命以及不斷優(yōu)化的有效手段。與當前普通住宅使用維護環(huán)節(jié)中計劃缺失和管理缺位的情況相比，CSI住宅主要通過制定特別詳細的《CSI住宅維修和維護管理計劃》，并結合住宅性能的認定與住宅質量的保證制度，以保修、有償維修維護和售后服務等為主要的實施方式，建立一套長效的住宅維護和維修的管理體系。

4.3.2 CSI住宅與傳統(tǒng)住宅對比

CSI住宅作為“百年住宅”體系的基礎，與傳統(tǒng)住宅相比，在建筑造價、建筑壽命、建筑內部空間靈活性等方面有自己獨特的優(yōu)勢(表 4.1)。

表 4.1 CSI住宅與傳統(tǒng)集合住宅對比表格

	CSI住宅	傳統(tǒng)集合住宅
戶型	可變	固定
管線系統(tǒng)	水平配置與架空層，易更換	多穿樓板豎直布置，不易更換
套內住宅部品及接口	模數(shù)化、集成化	無明確規(guī)定，各廠家不同
住宅維修	維修簡單，發(fā)展完善維護體系	維修困難，缺少保障體系
住宅部品再利用	再利用率高，節(jié)約資源	再利用率低，浪費資源

4.3.2.1 建筑造價

與傳統(tǒng)建筑相比CSI住宅在成本和性價比上的優(yōu)勢為CSI住宅發(fā)展提供了可能，CSI住宅按兩部分進行分析，一部分是S即結構體，與現(xiàn)在應用的結構相比，由于結構體采取了長壽命措施，板的跨度加大，空間增加，層高加高200mm左右，使結構成本增加10%左右；第二部分是I即填充體，由于衛(wèi)生間、廚房、內隔墻、地板、管線系統(tǒng)等部品的精裝化、工業(yè)化生產(chǎn)，可使成本降低20%以上。因此，CSI住宅的造價與傳統(tǒng)精裝修住宅的造價相比，達到相同檔次，并可節(jié)約成本10%以上，由于墻體采用隔音技術，墻體變薄，相同的建筑面積，CSI住宅套內的實際使用面積要大3%以上。

4.3.2.2 建筑壽命

CSI住宅體系，結構體壽命可以達到百年以上，住宅壽命長，減少建筑垃圾產(chǎn)生，節(jié)約土地，住宅部品的工業(yè)化生產(chǎn)方式、現(xiàn)場裝配、減少生產(chǎn)建造能耗。最重要的是壽命延長之后，CSI住宅可以滿足不同時期人的不同需要。傳統(tǒng)住宅是壽命短、頻拆遷，住宅實際使用壽命不足30年，遠低于設計壽命，傳統(tǒng)建造方式浪費了大量人力和資源，產(chǎn)生大量建筑垃圾。

4.3.2.3 建筑內裝修

CSI住宅內裝修不依附建筑結構體，工業(yè)化裝修污染可控，產(chǎn)品可升級換代，工業(yè)化裝修縮短施工時間，提高施工質量，循環(huán)使用減少建筑資源的浪費。傳統(tǒng)建筑方式的二次裝修浪費嚴重，并且裝修破壞主體結構，影響主體結構壽命。

4.3.2.4 建筑靈活性

CSI住宅的S-I分離體系可以使內部隔墻、廚衛(wèi)等部品就像家用電器一樣可以隨便更換位置，實現(xiàn)戶內空間的變化。傳統(tǒng)建筑方式，房屋一旦建成，各功能空間位置固定，戶型不可變，無法滿足人們對于提高居住環(huán)境的需要。

4.3.2.5 建筑舒適性

CSI住宅采用雙層地板，地板敷設隔音膜，不同的方向來的聲音都可以隔離。雙層架空地板，架空200到300毫米，實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)，可以阻隔不同頻率的聲音，有效改善隔音環(huán)境，保證住房獨立性，采用外墻內保溫，改善溫熱環(huán)境，保證良好的室內環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保，延長住宅的可使用壽命。而傳統(tǒng)住宅建造方式噪音大，能耗高，存在墻體滲漏等問題。

4.4 CSI住宅的設計方法

CSI住宅的主要做法是：首先將住宅建設分為結構體和填充體兩個部分分開設計和建造。第一步是由設計單位和施工單位設計建造結構體；第二步是由建筑師設計多樣化的填充體，并由工廠進行工業(yè)化生產(chǎn)。設計師對用戶進行指導，由用戶自由選擇室內布置；第三步是把住戶選定的填充體按照住戶的意愿布置安裝于他所選定的結構體中，最終完成住宅的室內裝飾。

4.4.1 結構體承重體系的選擇

4.4.1.1 結構體的可用結構體系

結構體是CSI住宅的承重體系，在結構體系的選擇上應以能形成大空間以便后期靈活劃分空間為目的。目前可應用于CSI住宅的結構體系如下：

(1) 磚混大開間結構

這種結構體系利用磚混結構的優(yōu)點，由“不動”和“可移動”兩部分組成。外墻和必需設置的承重內墻、樓屋蓋、廚衛(wèi)位置及水電等設備的管線稱為“不動”部分，分隔室內空間可移動的輕質隔墻，稱為“可移動”部分，這種體系也被稱為“空殼子”住宅。

不動部分的承重橫墻可用配筋砌體或約束砌體，也可采用弱框架組合砌體。這種住宅除了具有混凝土結構大開間住宅的一些優(yōu)點外，與一般磚混結構住宅施工相比，濕作業(yè)少，操作面大，周期短；另外，它還可以在承重墻的適當位置預留門洞，做潛伏設計，以便把最初設計時的一梯三戶、一梯四戶改變?yōu)橐惶輧蓱簦瑥亩鴶U大戶均面積。缺點：由于自重大，抗震性能差，如何保證屋樓蓋具有良好的整體性能和抗震性能，是這種類型住宅結構設計的關鍵。

(2) 混凝土空心砌塊大開間結構

混凝土空心砌塊大開間結構，就是利用190mm厚的混凝土空心砌塊，取代粘土實心磚，配以復合高效保溫材料，解決保溫節(jié)能和隔熱問題。結構布置成縱橫墻共同承重，房屋開間為6~6.6m，層高為2.7m。與磚混大開間結構一樣，樓蓋、屋蓋應具有足夠的剛度，以便能將水平地震力傳給墻體，同時應適當增設圈梁與構造芯柱(芯柱中豎向插筋與基礎梁連接，并貫通墻身、貫通樓板與圈梁連接)。這種結構與磚混結構相比，建筑自重降低30%，單方用工量少20%，使用面積增加5~6%，節(jié)約能耗30~50%。

(3) 框架輕墻(板)結構

框架結構一般由梁、板、柱所組成。其主要優(yōu)點是建筑平面布置靈活，具有較大的室內空間，能夠較大程度地滿足建筑使用的要求。但框架結構的側移剛度小，水平作用下抵抗變形的能力較差，在強震下結構頂點水平位移與層間相對水平位移都較大。為了同時滿足承載能力和側移剛度的要求，柱子截面往往很大，很不經(jīng)濟，也減少了使用面積。所以在地震區(qū)的框架結構不宜太高。這種結構體系由鋼筋混凝土大柱網(wǎng)框架結構承重，預留廁所和廚房，圍護墻和隔斷墻用空心磚、砌塊或輕質板材等新型輕質高強材料，適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質量較好。住戶可根據(jù)需要，自由調整平面布局。

由于采用框架承重和大量使用輕質墻體材料，建筑自重大為減輕，僅為普通磚混結構的一半。因此，這種結構體系對抗震設防較為有利；同時使用面積系數(shù)提高。目前這種住宅的單方價格與普通磚混結構住宅基本持平。缺點：柱、梁露明，使用不便。

(4) 剪力墻結構

剪力墻結構是指用鋼筋混凝土墻板代替框架結構中的梁柱結構，并能承擔荷載引起的內力和有效控制結構的水平力。鋼筋混凝土墻板不但能承受豎向和水平力，它的空間整體性好，同時也有較好的抗震性能，不足的是它的結構自重較大。房間內可以做到不外露梁、柱的棱角，并且預應力的剪力墻結構還可以做出大空間的住宅布局，方便使用。目前，剪力墻的結構形式是高層住宅所采用的非常廣泛的一種結構形式。房間內的分隔墻和預應力廚房衛(wèi)生間等空間的分隔墻，可以采用預制輕質隔墻來分隔其內部空間，這種分隔方式使裝修和改造更為方便。

(5) 框架剪力墻結構

框架剪力墻結構，亦稱框剪結構，它在框架結構中布置一定數(shù)量剪力墻，從而構成靈活自由的使用空間，并能滿足不同建筑功能的使用需求，又有足夠的剪力墻形成相當大的剛度，框剪結構的受力特點是框架和剪力墻兩種結構組成不同的抗側力結構形成的新的受力形式，它的框架也不同于純框架結構體系中的框架，剪力墻也不同于剪力墻結構體系中的剪力墻。這是因為下部樓層，剪力墻的位移較小，它約束著框架按照彎曲型曲線變形，剪力墻承受大部分的水平力，而上部樓層恰恰相反，剪力墻的位移會越來越大，并有外側的趨勢，而框架有內收的趨勢，框架約束剪力墻按照剪切型曲線變形，框架除了要承擔荷載產(chǎn)生的水平力外，還負擔了把剪力拉回的附加水平力，而剪力墻不但不能承擔荷載產(chǎn)生的水平力，還因為給框架一個附加的水平力而承擔一個負剪力。因此，上部樓層中即使由外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小，框架中也會出現(xiàn)相當大的剪力?？蚣芗袅Y構房屋兼有框架結構體系和剪力墻結構體系的優(yōu)點，抗震性能好，空間布置靈活，所以它是現(xiàn)在小高層住宅采用比較多的一種結構形式。