宁 飞
（杨凌职业技术学院，陕西 杨凌 712100）
住宅是关系国计民生的大事，其对于产业经济发展和社会和谐稳定具有较大影响。近年来，为解决国家城市住房紧张问题，国家积极实施“房住不炒”的宏观管控，同时在建筑工程领域大力推进住宅的产业化发展，这不仅适应了建筑工程行业的变革特征，而且实现了住宅从粗放型向集约型的转变。新时期，在新型工业化高层住宅建设中，采用设计-建造一体化模式已经成为一种发展趋势，有必要深化该模式下建筑具体形态和建造方法的研究，满足新时期的住房需要。
1 住宅建筑设计-建造一体化模式
设计-建造一体化是高层住宅建筑的重要模式，同时也是建筑行业发展的一种趋势。一方面，住房问题是人民群众普遍关注的热点问题，其不仅关系着国家经济发展水平，而且对于整个社会的和谐与稳定具有深刻影响。深化住宅建筑设计-建造一体化模式研究，能进一步完善高层住宅和工业化住宅的相关理论，并在高层住宅工业化发展中，实现住宅设计模式与建造模式的有机统一，这对于新型高层工业住宅的建设具有重要指导价值。另一方面，在过去，我国住房建筑设计-建造具有碎片化的特征，即高层住宅的设计与建设过程是相互分离的，这对建筑的建造效率和质量造成了较大影响。新时期，深化住宅建筑设计-建造一体化模式的应用，能消除这种“碎片化”的建筑发展模式，实现工业化高层住宅设计与建造的协调统一。此外从长远发展效益来看，设计-建造一体化模式的应用打破了我国住宅建筑发展困局，其在解决住房紧张难题的基础上，实现了“四节一环保”的绿色住宅建设目标，这为我国住宅建筑的发展寻得了新出路，有助于工业化高层住宅的健康、可持续发展[1]。
2 新型工业化高层住宅设计-建设一体化发展现状
2.1 发展背景
早在1974年，《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》中就明确指出：在建筑工业化实施过程中，需基于建筑标准化原则，完成构配件工厂化生产，深化施工机械化应用和科学化管理，并加大现代科学技术成果应用，这为新型工业化高层住宅的设计与建造提供了思想指导。新时期，《建筑工业化发展纲要》中提出了建筑工业化的重点是提高人民居住水平直接相关的住宅建筑。工业化高层住宅是融合高层住宅和住宅工业化技术而产生的新型建筑形式，其在解决住房需求和劳动力匮乏问题中发挥着重要作用。从住宅建筑设计、建设过程来看，工业化高层住宅本身具有技术先进、施工效率高及工程建设资源节约的特征。在一定程度上，工业化高层住宅实现了碎片化建筑建设模式向集约化、一体化建设模式的转变与发展。
2.2 发展现状
在国外，新加坡是世界上公认的住宅问题解决较好的国家，其在工业化高层住宅设计-建造中坚持高层高密度策略，通过“组屋”的建设，有效地解决了本国国土面积有限、住房紧张的问题。与新加坡相似的是，日本在工业化高层住宅设计建造中也取得显着成就。据统计，日本的预制装配式超高层集合住宅高度可达200 m以上。在我国，随着住房紧张问题和可持续发展理念的提出，新型工业化高层住宅在近年来获得了快速发展，其中保障性住房中的公共租赁房是国内较早地推行工业化建造的高层住宅形式。并且随着绿色建筑理念及装配式建筑工程技术的发展成熟，我国工业化高层住宅的建设面积不断扩大，并且基于集约化、一体化建设模式及各种先进、绿色设计和施工技术的应用，工业化高层住宅在设计、建造中的经济效益、社会效益和环境效益日益突出[2]（见表1）。
表1 工业化高层住宅工程效益分析
3 新型工业化高层住宅设计-建造一体化模式应用要点
3.1 主要设计模式
工业化高层住宅能最大限度地发挥工厂生产优势，保证建筑质量和效益。现阶段，框架轻板建筑、装配式大板建筑是新型工业化高层住宅设计-建造一体化设计中较为常用的2种形式。
3.1.1 框架轻板建筑
工业化高层住宅设计-建设一体化模式下，框架轻板建筑是较为常见的建筑设计类型，其包含了柱网、框架结构2种主要的结构应用形式。就柱网而言，其指的是框架柱与横向定位轴线两者交叉而形成的网格，并且在平面表现中，框架纵横2个方面会合并在一起。从工程设计过程来看，柱网直接关系着房屋建筑的开间和进深，并且受房间性能的影响，柱网的柱间距也存在较大的差异，这在一定程度上决定了住房的尺寸大小。现阶段，不论是柱网尺寸设计还是其结构体系选型，设计师均需要考虑建筑的基本类型，同时需对建筑的性能进行有效分析，并考虑建筑所处地区等因素，这样才能确保工业化高层住宅具有良好的使用性能。
框架结构是工业化高层住宅中框架轻板建筑设计的重要形式，科学开展框架结构刚度、强度设计，能有效保证建筑使用的安全性[3]。从工程建设材料来看，现阶段的工业化高层框架结构建筑可分为钢筋混凝土框架及钢框架2种类型。对工业化高层住宅钢架结构做进一步细化分解，还可将其分为板柱框架、框架剪力墙和梁板柱框架3种结构类型：板柱框架结构由大型肋形板与柱子结合而成，多作为建筑的承重结构，通过板梁合一设计，有效地减轻了建筑的自重，增加了建筑的负重承载能力，满足了高层住宅建筑设计-建造需要。框架剪力墙结构在承受水平剪力中发挥着重要作用，一般这种水平剪力由楼板沿着墙体方向传来，通过框架剪力墙结构的应用，能有效地抵抗、传递这种剪力，保证建筑的刚度和稳定性。梁板柱框架结构由预制好的梁、柱和轻型楼板结合而成，其多作为承重结构在工业化高层住宅中的应用较多，具有良好的承重能力和稳定性。
3.1.2 装配式大板建筑
作为现代工业化高层住宅设计中较为常用的一种结构形式，装配式大板建筑设计需要考虑建筑的使用情况，然后以此为基础，进行建筑材料、工艺的系统选择。在装配式大板建筑结构设计中，墙板装配结构的应用较多，一般墙板结构主要由普通的黏土砖与砂浆和混凝土浇筑形成，其多用于建筑承重内墙上面，该结构形式下，受混凝土结构不均匀沉降等因素的影响，建筑在施工、使用中容易出现板缝开裂等诸多情况，这对于墙板结构的安全性和建筑保温、防水效果具有较大影响。故而在墙板装配结构设计中，需重点突出其板缝位置的保温设计，一般设计师多会采用空腔密封防水法来完成该部位的设计。并且在该部位的接缝设计中，设计师还有设置1道或者2道防线，有效地满足了建筑防水和保温需要。装配式大板建筑设计中，连接设计对于建筑稳定性具有较大影响，现阶段，装配式大板结构的工业化高层住宅多采用整体性连接设计方式，通过该方法应用，能有效满足建筑荷载传递要求，确保建筑使用的稳定性。要注意的是，采用整体性连接方式进行建筑节点连接设计时，还需要对建筑的强度、刚度和韧性进行有效分析，结合实际情况选择干式连接法或湿式连接法，以此来保证建筑的整体性。
3.2 主要建造方法
基于设计-建造一体化模式进行新型工业化高层住宅建设时，还应重视具体建造方法的系统控制。现阶段，穿插施工方式、等步距流水施工是2种较为常用的建造方式。
3.2.1 穿插施工
传统施工方式在注重建筑施工中具有一定的缺陷，这降低了建筑的整体效果，导致建筑施工目标难以实现。基于这一特征，在新型工业化高层住宅建筑建设中，可系统使用穿插建造的施工方式。该方式下，要求工程建设人员将构件安装和土建施工结合起来进行穿插施工，这样能有效保证工程建造效率，取得良好的施工效果。从新型工业化高层住宅建筑穿插施工过程来看，在构件安装的同时穿插混凝土浇筑等土建施工内容，则混凝土在凝固后，衬板就能够直接牢固、密实地紧贴在井筒内壁上面，有效地保证了工业化高层住宅建筑的整体性、稳定性。
3.2.2 等步距流水施工
作为工业化高层住宅建造中较为常用的一种施工方式，流水施工方式的应用较为常见。相比其他方式，等步距流水施工能实现工程建设时间和操作空间的有效控制，同时其能有效减少非生产性的劳动损耗，提升工程项目的施工效率，这对于工程整体建设效益具有积极作用。新时期，人们对于新型工业化高层住宅建设质量提出了较高要求，基于等步距流水施工方式进行住宅建造时，还应注重流水强度的有效控制。一般流水强度也被称为流水能力或生产能力，其代表了施工过程中某专业工作队在单位时间内能够完成的工作量。在流水强度（V）控制计算中，除考虑投入项目施工的第i种资源量（Ri）外，还需对投入施工过程的第i种资源产量定额（Si）进行有效分析，此外施工人员需要考虑投入该过程的资源种类数（X），这样可实现等步距流水施工能力的有效把控。等步距流水施工的流水强度具体表示为
除考虑流水强度外，施工人员还需要对空间参数、时间参数等要素进行有效分析。一般在工业化高层住宅等步距流水施工空间参数分析中，除考虑具体工作面指标外，施工人员还需要对施工段进行有效划分，此外应严格按照“同一专业工作队在各个施工段上劳动强度大致相等”的原则开展施工，确保各施工段劳动量的相差幅度不超过10%～15%。在等步距流水施工实践参数控制中，施工人员不仅需要考虑流水节拍、流水步距因素，而且需要对流水施工工期进行有效分析，这样能有效保证等步距流水施工的规范性，提升工业化高层住宅建设的综合效益[4]。
4 基于装配式建筑的新型工业化高层住宅设计-建造一体化模式应用
4.1 设计应用
新时期，装配式建筑应成为新型工业化高层住宅建设的重要形式，深化设计-建造一体化模式在此类建筑设计阶段的应用，先应注重建筑平面立面设计，即设计师需从建筑特点及应用需要的角度出发，系统确定住宅的模数系列，然后建立标准化的功能模块，并及时优化和完善套型模块的种类与尺寸，这样能构建多种组合形式的单元模块，满足建筑整体应用需要。同时在建筑构件整体设计中，应从整体和局部细节2个层面开展设计，其中在构件整体设计中，要严格按照模数化和标准化的要求开展构件设计，减少构件类型，提升构件精度及标准化程度；而在建筑微观设计中，需结合建筑工程，系统化地进行建筑结构、构件类型、截面尺寸和配筋等要素设计（图1）。此外在建筑结构体系设计中，要求装配式住宅结构体系保持平整，尤其是在支撑构件设计中，不仅需要其保持足够的强度、承载力和抗拉性能，而且结构支柱结构间的轴线处于平行状态。值得注意的是，在高层住宅设计—建造一体化模式应用中，还注重其技术层面的设计。该环节中，除考虑项目建设外部条件、成本限额外，还需要对工程项目的规模及产业化目标进行分析，并考虑项目技术应用的可行性，以此来保证预制装配式住宅设计的标准性、规范性。
图1 平面设计
4.2 施工应用
设计—建造一体化模式在工业化高层住宅中也有广泛应用。该环节中，应重点关注构件选择、构件吊装2个环节的要点控制。一方面，在构件选择中，需严格按照JGJ/T 398—2017《装配式住宅建筑设计标准》等规范的要求，关注系统控制构件安全性能、适用性能、耐久性能、环境性能、经济性能和适老性能等指标，满足工程项目建设需要。另一方面，要做好构件装配控制。施工中，应严格按照施工准备、测量放线、吊具就位、试吊、预制件吊装、构件下落安防、构件稳固、设置临时支撑、调整对位、构件固定、摘除吊钩及缆风绳、质量检验和进下道工序的要求完成项目施工，提升设计—建造一体化模式在工业化高层住宅中的应用效果，保证项目建设综合效益。
5 结束语
凭借着突出的建筑应用价值，工业化高层住宅设计—建造的范围不断扩大，设计—建造一体化模式是工业化高层建筑建设的重要形式。新时期，工程建设人员只有深刻认识到设计—建造一体化模式的应用优势，深化其在工业化高层住宅建设中各个环节的应用，并注意把控注重设计—建造的技术要点，才能有效提升工业化高层住宅设计—建造质量和效益，从而促进建筑工程的持续、稳步发展。
