震后居住建筑恢复性重建设计研究(22)

2013年9月22日

4.3.1.6 按耐久年限和权属关系划分部品群

按耐久年限的不同部品可划分为05型、10型、20型、30型和50型；按权属关系的不同部品可划分为共用部品与住户专用的部品。在设计相应部品之间的连接和构造做法时要注意：(1)那些耐用年限较短部品在维修和更换过程中不破坏其它耐用年限较长的部品；(2)住户专用的部品在维修与更换时不影响其它共用部品；(3)住户专用的部品维修与更换时不影响其他住户。

4.3.1.7 强调住宅维修和维护管理体系

长期完善的住宅维护和维修管理体系是实现住宅的长寿命以及不断优化的有效手段。与当前普通住宅使用维护环节中计划缺失和管理缺位的情况相比，CSI住宅主要通过制定特别详细的《CSI住宅维修和维护管理计划》，并结合住宅性能的认定与住宅质量的保证制度，以保修、有偿维修维护和售后服务等为主要的实施方式，建立一套长效的住宅维护和维修的管理体系。

4.3.2 CSI住宅与传统住宅对比

CSI住宅作为“百年住宅”体系的基础，与传统住宅相比，在建筑造价、建筑寿命、建筑内部空间灵活性等方面有自己独特的优势(表 4.1)。

表 4.1 CSI住宅与传统集合住宅对比表格

	CSI住宅	传统集合住宅
户型	可变	固定
管线系统	水平配置与架空层，易更换	多穿楼板竖直布置，不易更换
套内住宅部品及接口	模数化、集成化	无明确规定，各厂家不同
住宅维修	维修简单，发展完善维护体系	维修困难，缺少保障体系
住宅部品再利用	再利用率高，节约资源	再利用率低，浪费资源

4.3.2.1 建筑造价

与传统建筑相比CSI住宅在成本和性价比上的优势为CSI住宅发展提供了可能，CSI住宅按两部分进行分析，一部分是S即结构体，与现在应用的结构相比，由于结构体采取了长寿命措施，板的跨度加大，空间增加，层高加高200mm左右，使结构成本增加10%左右；第二部分是I即填充体，由于卫生间、厨房、内隔墙、地板、管线系统等部品的精装化、工业化生产，可使成本降低20%以上。因此，CSI住宅的造价与传统精装修住宅的造价相比，达到相同档次，并可节约成本10%以上，由于墙体采用隔音技术，墙体变薄，相同的建筑面积，CSI住宅套内的实际使用面积要大3%以上。

4.3.2.2 建筑寿命

CSI住宅体系，结构体寿命可以达到百年以上，住宅寿命长，减少建筑垃圾产生，节约土地，住宅部品的工业化生产方式、现场装配、减少生产建造能耗。最重要的是寿命延长之后，CSI住宅可以满足不同时期人的不同需要。传统住宅是寿命短、频拆迁，住宅实际使用寿命不足30年，远低于设计寿命，传统建造方式浪费了大量人力和资源，产生大量建筑垃圾。

4.3.2.3 建筑内装修

CSI住宅内装修不依附建筑结构体，工业化装修污染可控，产品可升级换代，工业化装修缩短施工时间，提高施工质量，循环使用减少建筑资源的浪费。传统建筑方式的二次装修浪费严重，并且装修破坏主体结构，影响主体结构寿命。

4.3.2.4 建筑灵活性

CSI住宅的S-I分离体系可以使内部隔墙、厨卫等部品就像家用电器一样可以随便更换位置，实现户内空间的变化。传统建筑方式，房屋一旦建成，各功能空间位置固定，户型不可变，无法满足人们对于提高居住环境的需要。

4.3.2.5 建筑舒适性

CSI住宅采用双层地板，地板敷设隔音膜，不同的方向来的声音都可以隔离。双层架空地板，架空200到300毫米，实现工业化大生产，可以阻隔不同频率的声音，有效改善隔音环境，保证住房独立性，采用外墙内保温，改善温热环境，保证良好的室内环境，实现节能与环保，延长住宅的可使用寿命。而传统住宅建造方式噪音大，能耗高，存在墙体渗漏等问题。

4.4 CSI住宅的设计方法

CSI住宅的主要做法是：首先将住宅建设分为结构体和填充体两个部分分开设计和建造。第一步是由设计单位和施工单位设计建造结构体；第二步是由建筑师设计多样化的填充体，并由工厂进行工业化生产。设计师对用户进行指导，由用户自由选择室内布置；第三步是把住户选定的填充体按照住户的意愿布置安装于他所选定的结构体中，最终完成住宅的室内装饰。

4.4.1 结构体承重体系的选择

4.4.1.1 结构体的可用结构体系

结构体是CSI住宅的承重体系，在结构体系的选择上应以能形成大空间以便后期灵活划分空间为目的。目前可应用于CSI住宅的结构体系如下：

(1) 砖混大开间结构

这种结构体系利用砖混结构的优点，由“不动”和“可移动”两部分组成。外墙和必需设置的承重内墙、楼屋盖、厨卫位置及水电等设备的管线称为“不动”部分，分隔室内空间可移动的轻质隔墙，称为“可移动”部分，这种体系也被称为“空壳子”住宅。

不动部分的承重横墙可用配筋砌体或约束砌体，也可采用弱框架组合砌体。这种住宅除了具有混凝土结构大开间住宅的一些优点外，与一般砖混结构住宅施工相比，湿作业少，操作面大，周期短；另外，它还可以在承重墙的适当位置预留门洞，做潜伏设计，以便把最初设计时的一梯三户、一梯四户改变为一梯两户，从而扩大户均面积。缺点：由于自重大，抗震性能差，如何保证屋楼盖具有良好的整体性能和抗震性能，是这种类型住宅结构设计的关键。

(2) 混凝土空心砌块大开间结构

混凝土空心砌块大开间结构，就是利用190mm厚的混凝土空心砌块，取代粘土实心砖，配以复合高效保温材料，解决保温节能和隔热问题。结构布置成纵横墙共同承重，房屋开间为6~6.6m，层高为2.7m。与砖混大开间结构一样，楼盖、屋盖应具有足够的刚度，以便能将水平地震力传给墙体，同时应适当增设圈梁与构造芯柱(芯柱中竖向插筋与基础梁连接，并贯通墙身、贯通楼板与圈梁连接)。这种结构与砖混结构相比，建筑自重降低30%，单方用工量少20%，使用面积增加5~6%，节约能耗30~50%。

(3) 框架轻墙(板)结构

框架结构一般由梁、板、柱所组成。其主要优点是建筑平面布置灵活，具有较大的室内空间，能够较大程度地满足建筑使用的要求。但框架结构的侧移刚度小，水平作用下抵抗变形的能力较差，在强震下结构顶点水平位移与层间相对水平位移都较大。为了同时满足承载能力和侧移刚度的要求，柱子截面往往很大，很不经济，也减少了使用面积。所以在地震区的框架结构不宜太高。这种结构体系由钢筋混凝土大柱网框架结构承重，预留厕所和厨房，围护墙和隔断墙用空心砖、砌块或轻质板材等新型轻质高强材料，适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。住户可根据需要，自由调整平面布局。

由于采用框架承重和大量使用轻质墙体材料，建筑自重大为减轻，仅为普通砖混结构的一半。因此，这种结构体系对抗震设防较为有利；同时使用面积系数提高。目前这种住宅的单方价格与普通砖混结构住宅基本持平。缺点：柱、梁露明，使用不便。

(4) 剪力墙结构

剪力墙结构是指用钢筋混凝土墙板代替框架结构中的梁柱结构，并能承担荷载引起的内力和有效控制结构的水平力。钢筋混凝土墙板不但能承受竖向和水平力，它的空间整体性好，同时也有较好的抗震性能，不足的是它的结构自重较大。房间内可以做到不外露梁、柱的棱角，并且预应力的剪力墙结构还可以做出大空间的住宅布局，方便使用。目前，剪力墙的结构形式是高层住宅所采用的非常广泛的一种结构形式。房间内的分隔墙和预应力厨房卫生间等空间的分隔墙，可以采用预制轻质隔墙来分隔其内部空间，这种分隔方式使装修和改造更为方便。

(5) 框架剪力墙结构

框架剪力墙结构，亦称框剪结构，它在框架结构中布置一定数量剪力墙，从而构成灵活自由的使用空间，并能满足不同建筑功能的使用需求，又有足够的剪力墙形成相当大的刚度，框剪结构的受力特点是框架和剪力墙两种结构组成不同的抗侧力结构形成的新的受力形式，它的框架也不同于纯框架结构体系中的框架，剪力墙也不同于剪力墙结构体系中的剪力墙。这是因为下部楼层，剪力墙的位移较小，它约束着框架按照弯曲型曲线变形，剪力墙承受大部分的水平力，而上部楼层恰恰相反，剪力墙的位移会越来越大，并有外侧的趋势，而框架有内收的趋势，框架约束剪力墙按照剪切型曲线变形，框架除了要承担荷载产生的水平力外，还负担了把剪力拉回的附加水平力，而剪力墙不但不能承担荷载产生的水平力，还因为给框架一个附加的水平力而承担一个负剪力。因此，上部楼层中即使由外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也会出现相当大的剪力。框架剪力墙结构房屋兼有框架结构体系和剪力墙结构体系的优点，抗震性能好，空间布置灵活，所以它是现在小高层住宅采用比较多的一种结构形式。