■ 姜 巍 JIANG Wei

1 項目概況

某公租房項目主要包括25棟公租房、地庫及其他配套用房等，總用地面積為10.9萬m2，總建筑面積為31萬m2，其中地上面積22.6萬m2，地下面積8.2萬m2，容積率2.0。筆者負(fù)責(zé)該項目的設(shè)計管理工作。

根據(jù)裝配式建筑政策及土地出讓合同要求，擬研究某公租房項目采用預(yù)制裝配式住宅，建設(shè)的住宅不得低于總住宅面積的50%，住宅單體預(yù)制率不低于15%，外墻采用預(yù)制墻體面積不低于50%。深化設(shè)計在施工圖審圖通過后開展，涉及到預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)墻、預(yù)制凸窗及所有預(yù)制樓梯梯段板等。

2 預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計

2.1 概念

預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計是指預(yù)制裝配式住宅施工審圖通過后，至構(gòu)件廠生產(chǎn)構(gòu)件之前用于現(xiàn)場實際施工作業(yè)的圖紙。該部分內(nèi)容多，主要包括預(yù)制構(gòu)件段深化圖、預(yù)制構(gòu)件平面布置圖及立面視角圖、預(yù)制構(gòu)件埋件平面布置圖及立面點位圖、開關(guān)插座點位圖及立面排版定位圖等。

預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計集成了多項專項設(shè)計及專業(yè)的需求，而“集成化”是預(yù)制裝配整體式住宅相比于傳統(tǒng)住宅的優(yōu)勢，因此，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計對于現(xiàn)場施工有重要意義。

深化設(shè)計涉及到精裝修、技防安防、門窗、防雷接地等各專業(yè)的提前介入，對主要構(gòu)件的做法得考慮清楚。本文將詳細(xì)說明項目主要專業(yè)、關(guān)鍵部件所涉及的重點和難點，以及對關(guān)鍵節(jié)點的防水、保溫、抗震等提出優(yōu)化方案。

2.2 設(shè)計流程

預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計工作，是運用圖紙手段，集中表達(dá)包括土建、設(shè)備、施工、建材、生產(chǎn)等專業(yè)需求于一體的過程[1]。可見，合理適用的深化設(shè)計流程（圖1）、對構(gòu)件深化設(shè)計要點的精準(zhǔn)把握、專業(yè)交叉面及各設(shè)計專業(yè)的相互配合，是確保深化設(shè)計圖紙能高度集成的核心。

（1）預(yù)制構(gòu)件深化圖紙的前置輸出條件是精裝修、技防安防、門窗做法的確定，圖1中提及的精裝修施工圖指代了多個專業(yè)分包的專項設(shè)計。其中，技防安防根據(jù)驗收強制要求及項目品質(zhì)定位，確定設(shè)計系統(tǒng)；精裝修主要涉及到預(yù)制結(jié)構(gòu)部分的提前確認(rèn)，包括預(yù)制墻上的開關(guān)插座、空調(diào)留孔留洞、預(yù)制疊合板內(nèi)的水管走向、衛(wèi)生間頂處的浴霸照明、廚房的CO報警等；門窗做法主要是指預(yù)制墻體與現(xiàn)澆墻體上的窗框在立面上的統(tǒng)一、節(jié)點防水做法等。上述條件的確定需控制在30～45d。一般的預(yù)制構(gòu)件在底部加強區(qū)以上（除樓梯梯段板構(gòu)件外），深化備料在結(jié)構(gòu)出地面之前完成。

（2）預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計集成各專業(yè)圖紙，由專業(yè)設(shè)計深化單位繪制，需由業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工總包、構(gòu)件廠協(xié)同確認(rèn)參與工作。①業(yè)主明確總體觀感、效果要求，并協(xié)調(diào)各工種交叉面工作的可操作性及界面劃分；②總包設(shè)計牽頭審核分包設(shè)計與總包土建圖紙、土建圖紙與構(gòu)件深化圖、構(gòu)件深化圖與分包設(shè)計等圖紙的錯漏碰缺，滿足業(yè)主想要的效果；③施工監(jiān)理對設(shè)計提出相應(yīng)施工流程上的簡化及建議；④總包對涉及到總包施工的安全應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計圖紙的輸出控制在60～70d。

（3）業(yè)主設(shè)計部、項管部、成控部進(jìn)行二次校審工作，并要求設(shè)計單位、施工總包、監(jiān)理對圖紙進(jìn)行確認(rèn)。整個周期控制在15d以內(nèi)。

（4）由廠家生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，設(shè)計及監(jiān)理每周至少要抽1d時間去預(yù)制廠檢查復(fù)核構(gòu)件是否按圖生產(chǎn)、構(gòu)件質(zhì)量等?？偘贫A(yù)制構(gòu)件運輸、堆放、成品保護、安裝、施工方案。構(gòu)件廠運輸生產(chǎn)第一批預(yù)制構(gòu)件的時間控制在45d以內(nèi)。

圖1 預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計流程示意圖

因此，預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計工作就是將各專業(yè)需求進(jìn)行集合滿足，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)之前，即對整個后續(xù)構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件安裝、各專業(yè)施工及各功能進(jìn)行宏觀把握，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計的高度集成化[1]。只有通過合理的深化設(shè)計流程及對各專業(yè)深化設(shè)計要點的把控，才能解決層出不窮的新問題。

3 項目預(yù)制深化設(shè)計的重點及難點

3.1 預(yù)制深化精裝修設(shè)計要點

某項目為“先租后售”項目，其設(shè)計不僅要滿足住宅的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，也應(yīng)符合公租房的設(shè)計導(dǎo)則。據(jù)《上海市保障性住房設(shè)計導(dǎo)則（公共租賃住房篇）（試行）》要求，“對于成套小戶型公共租賃住房，臥室應(yīng)配置分體式空調(diào)，室內(nèi)裝修原則上標(biāo)準(zhǔn)控制在600～800元/m2”，造價控制嚴(yán)格。因此，本項目的精裝修設(shè)計應(yīng)按照以下原則。

（1）公租房是小戶型，點位不宜過多。其中，多考慮了廚余粉碎機的插座（區(qū)評委員會要求）及衛(wèi)洗麗的面板。根據(jù)相關(guān)要求，“潮濕環(huán)境插座采用防潮防濺型，且離地高度不小于1.3m”。廚房不屬于潮濕環(huán)境，故廚余粉碎機插座高度按離地0.3m設(shè)置；而衛(wèi)生間屬于潮濕環(huán)境，衛(wèi)洗麗應(yīng)先預(yù)留面板排線到位（圖2），待土建驗收完成后再安裝。

（2）涉及到預(yù)制剪力墻與現(xiàn)澆暗柱交界，一排連續(xù)插座盡量避開預(yù)制墻體，設(shè)置在現(xiàn)澆墻上。

（3）按圖集要求，預(yù)制墻體預(yù)埋的開關(guān)插座內(nèi)盒是與預(yù)制墻體光面齊平的。但因現(xiàn)澆暗柱需做找平及粉刷面層處理，會帶來交界完成面的不平整，因此，筆者建議預(yù)制墻體預(yù)埋線盒應(yīng)預(yù)留粉刷石膏找平厚度，現(xiàn)場做好成品保護，或者接線盒罩板考慮長螺絲。

3.2 預(yù)制深化技防安防設(shè)計要點

該項目設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是以公租房設(shè)計導(dǎo)則為依據(jù)，結(jié)合技防安防智能化要求設(shè)置，包括小區(qū)電子圍欄、進(jìn)出道閘、室內(nèi)可視對講、入侵報警系統(tǒng)等。據(jù)市府對“先租后售”項目要求，50%為按單元出售的住宅，剩下為出租部分。不同租客的選擇是不確定的，因而精裝修交付比較好出租。

圖2 衛(wèi)洗麗插座預(yù)留

技防安防設(shè)計原則為：①戶內(nèi)技防安防按全裝修住宅考慮；②毛坯交付只需在1層、2層及頂層主要房間配置紅外幕簾探測器，但按照精裝修住宅要求，則每層主要房間均需配置紅外幕簾探測器；③以滿足功能性及舒適性為前提，強弱電箱應(yīng)布置在較隱蔽的位置，CO監(jiān)控、紅外幕簾的安裝應(yīng)盡量避開預(yù)制墻體；④涉及到預(yù)制墻體部分的紅外幕簾探測器吸頂安裝，應(yīng)距離墻邊0.3m。

3.3 預(yù)制深化門窗設(shè)計要點

常規(guī)的門窗深化設(shè)計在主體結(jié)構(gòu)施工封頂前2個月左右開展，但因預(yù)制裝配式建筑涉及到預(yù)埋、防水及預(yù)制與現(xiàn)澆接縫等，本項目門窗深化設(shè)計需提前啟動。門窗做法有兩種，可與預(yù)制墻體一起做，也可后裝。前者的做法可一次成型，減少了二次門窗施工與總包的界面扯皮，但對成品運輸、堆放、保護要求高；后裝可不做副框，通過止口解決安裝問題，但需門窗深化設(shè)計與總包設(shè)計、裝配式設(shè)計多方協(xié)調(diào)確認(rèn)圖紙。門窗體系結(jié)合保溫材料通過節(jié)能計算確定，考慮到經(jīng)濟性，本項目不考慮門窗同墻體預(yù)制或附框的形式。

根據(jù)規(guī)范要求，高層住宅不得采用外平開窗，且公共區(qū)門窗使用率低，五金件易銹，故采用推拉窗形式；又因小戶型廚房較緊湊，為避免內(nèi)開打到水槽，采用下固定扇加內(nèi)開窗形式；客廳、主臥凸窗考慮到成本，采用推拉窗；衛(wèi)生間則采用上懸窗。

不同的窗型有不同的系列，同時，現(xiàn)澆及預(yù)制做法的統(tǒng)一對外立面至關(guān)重要。據(jù)廠家咨詢單位提供的型材，推拉窗為100系列（圖3），內(nèi)開窗為65系列，設(shè)計原則為企口防水、外立面平齊兼顧經(jīng)濟合理。根據(jù)《上海市綠色建筑發(fā)展三年行動計劃（2014-2016）》（滬府辦 [2014]32號）規(guī)定的“建筑外門窗的傳熱系數(shù)K值不大于2.2W/(m2K)”及相關(guān)節(jié)能規(guī)定：①門窗采用高透Low-e+15Ar+5中空玻璃；②窗接縫防水采用企口加5mm厚塞縫，室內(nèi)密封膠節(jié)點處理；③因推拉窗與內(nèi)開窗厚度不同，故推拉窗企口按50mm考慮（圖4），內(nèi)開窗企口按80mm考慮；④后裝法因在室內(nèi)有高出的混凝土企口，可阻擋室外水進(jìn)入室內(nèi)。

預(yù)制凸窗安裝同墻外平，企口按照預(yù)留50mm考慮。上部考慮滴水線，下部考慮建筑找坡防止雨水倒灌。預(yù)制凸窗根據(jù)構(gòu)件質(zhì)心確定吊點，可設(shè)置3或4個吊點；因垂直方向兩塊薄板質(zhì)量相對凸窗整體較小，故按3個吊點考慮，由主要方向分塊質(zhì)量、塊質(zhì)心到原點的距離與總質(zhì)量的關(guān)系確定（圖5）。

該吊點方案頂部及側(cè)邊預(yù)留鋼筋與側(cè)板連接，從整體受力性能看，吊裝過程相對穩(wěn)定。若吊裝質(zhì)心不在當(dāng)中，吊裝過程會發(fā)生沿構(gòu)件水平方向的部分傾斜，安裝校正過程較長。

3.4 預(yù)制樓梯設(shè)計要點

因標(biāo)準(zhǔn)層的樓梯梯段基本相同，梯段板通常作為預(yù)制構(gòu)件設(shè)計考慮。樓梯是安全逃生通道，需考慮現(xiàn)澆樓梯的抗震構(gòu)造做法，同時兼顧施工操作的便捷性，融入預(yù)制節(jié)點的做法。

圖3 100系列推拉窗節(jié)點

圖4 推拉窗四周企口節(jié)點

樓梯參照《預(yù)制鋼筋混凝土板式樓梯》（15G 367—1），采用半剛性滑動支座，考慮到施工吊裝，設(shè)置M20吊裝螺栓孔。預(yù)制樓梯要考慮使用功能的合理性，在其底部設(shè)置滴水槽，防止樓梯底面有明顯的水痕（圖6）。

預(yù)制樓梯設(shè)計易產(chǎn)生擋水檻與樓梯扶手欄桿預(yù)埋件沖突的問題，因此，樓梯欄桿埋件尺寸設(shè)計為PL-110×6，低于混凝土面10mm，擋水檻按80mm考慮，且一邊留出1cm作為埋件保護層（圖7、8）。該做法解決了預(yù)置埋板與預(yù)制樓梯擋水檻收頭的問題。

4 項目預(yù)制深化節(jié)點做法及優(yōu)化

4.1 PC保溫節(jié)點構(gòu)造

該項目由于一半住宅采用預(yù)制裝配式，另一半采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，考慮到建筑總體的協(xié)調(diào)及統(tǒng)一性，采用了外保溫預(yù)制剪力墻體系?？紤]到預(yù)制混凝土保溫裝修一體化的大力推廣，建議其他項目采用預(yù)制夾心保溫剪力墻體系。

預(yù)制剪力墻節(jié)點通過連接件將保溫與預(yù)制墻體連接，保溫部分為預(yù)制墻體的“外衣”，可減弱環(huán)境對房屋建筑的影響。類似于傳統(tǒng)外墻保溫體系，通過灌漿套筒、錨漿等連接件連接預(yù)制和現(xiàn)澆部分，做法存在冷橋、防水等問題。

采用混凝土復(fù)合保溫形式，外側(cè)為50～70mm厚混凝土飾面層，中部為保溫層，最內(nèi)側(cè)為結(jié)構(gòu)層，三層構(gòu)造通過保溫連接件連接成為整體，確保與預(yù)制墻板的夾心保溫構(gòu)造相一致。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是生產(chǎn)方便、運輸便捷，且外模板、保溫、墻體連接緊固方便。缺點是穿墻桿連接螺母處存在冷橋，局部小節(jié)點容易損壞，運輸、施工及生產(chǎn)過程中難以保護。

4.2 項目裝配式建筑主要節(jié)點做法

圖5 預(yù)制凸窗頂視圖

圖6 預(yù)制樓梯底視圖

裝配式建筑主要連接節(jié)點有：預(yù)制剪力墻水平接縫處豎向連接、預(yù)制剪力墻與現(xiàn)澆暗柱豎向接縫處水平向連接等。

4.2.1 預(yù)制剪力墻水平接縫處豎向連接做法

當(dāng)預(yù)制剪力墻為受力抗側(cè)力構(gòu)件時（編號YSQ），上下墻板采用鋼筋套筒連接。接縫處下層墻板預(yù)埋連接鋼筋強度為HRB400，直徑為20mm，間距400mm；上層墻板預(yù)埋鋼筋套筒，墻板安裝完畢后進(jìn)行后灌漿，灌漿料強度不低于80Mpa。其中，預(yù)制墻體頂部預(yù)留樓板鋼筋與后澆樓板鋼筋可靠搭接（圖9）。

當(dāng)預(yù)制剪力墻為非抗側(cè)力構(gòu)件（編號YWQ），僅為圍護結(jié)構(gòu)墻體時，預(yù)制非承重墻墻板豎向連接采用金屬波紋管灌漿定位連接，連接后通過后灌漿形成一體，達(dá)到構(gòu)件連接可靠（圖10）。

圖7 預(yù)制樓梯扶手埋件與擋水檻關(guān)系圖

圖8 預(yù)制樓梯扶手埋件剖面圖

預(yù)制墻板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)通過套筒（金屬波紋管）連接，墻體原抗剪分布筋為O8@200，等強代換以及抗剪承載力放大10%，采用1根O12鋼筋連接預(yù)制與現(xiàn)澆部分，起到等同于現(xiàn)澆連接的作用，波紋套管間距為400mm。

4.2.2 預(yù)制剪力墻與現(xiàn)澆暗柱豎向接縫處水平向一般連接做法

當(dāng)預(yù)制剪力墻為受力抗側(cè)力構(gòu)件，預(yù)制墻體端部預(yù)留錨固筋錨入后澆暗柱內(nèi)，在后澆暗柱內(nèi)附加箍筋，錨入長度不小于1.2LaE。當(dāng)預(yù)制剪力墻為非受力抗側(cè)力構(gòu)件，為圍護結(jié)構(gòu)墻體，下層預(yù)制墻體頂部框梁縱筋按LaE預(yù)留錨入兩側(cè)后澆暗柱內(nèi)；同時，為防止?jié)B漏，窗間墻設(shè)置構(gòu)造拉結(jié)筋錨入后澆暗柱（剪力墻）內(nèi)。

4.3 PC保溫節(jié)點構(gòu)造優(yōu)化

外墻板接口連接構(gòu)造按國標(biāo)圖集做法（圖11），外墻板接口考慮上下墻板的連接，普遍預(yù)留混凝土企口，通過灌漿套筒連接。預(yù)制結(jié)構(gòu)等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，若運輸保護不當(dāng)、施工操作野蠻，會人為增加預(yù)制結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接弱化的可能性。

預(yù)制夾芯保溫墻體具有墻板質(zhì)量重、保溫節(jié)點復(fù)雜、運輸施工過程易損壞、穿墻螺桿處存在冷橋等問題。筆者與材料商接觸發(fā)現(xiàn)，輕型、阻熱性能高、保溫性能好的材料能減少相關(guān)問題的出現(xiàn)。

預(yù)制薄型鋼筋混凝土夾芯保溫板由鋼筋混凝土受力板與另側(cè)鋼筋混凝土保護板之間夾著氣凝膠絕熱氈構(gòu)成。鋼筋混凝土內(nèi)墻板作為民用建筑外墻的受力件，其成分（配合比）鋼筋按計算規(guī)范而定。另側(cè)鋼筋混凝土保護板保護夾在鋼筋混凝土受力板外側(cè)氣凝膠絕熱氈，保證運輸、施工及使用不損壞保溫材料，達(dá)到與建筑構(gòu)件同壽命。該保溫材料由SiO2氣凝膠與玻璃纖維等組成，稱為氣凝膠絕熱氈。相比其他保溫板，預(yù)制薄型鋼筋混凝土夾芯保溫板大大減少了保溫材料厚度，引起一系列優(yōu)化：①縮短了二層鋼筋混凝土板距離，減少對連接件的受力，降低了制作成本；②縮短連接件的傳熱通道，可提高板的阻熱性能；③增加民用建筑的使用面積，減小凈載該板的梁柱界面劑，減輕建筑自重，既降低工程造價、又提升建筑物抗震性能。該技術(shù)是對現(xiàn)有預(yù)制鋼筋混凝土夾心保溫板的突破，符合現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)向工業(yè)化、綠色節(jié)能方向發(fā)展。

圖9 YSQ水平接縫標(biāo)準(zhǔn)層處連接詳圖

圖10 YWQ水平接縫標(biāo)準(zhǔn)層處連接詳圖(雙梁)

圖12 是SiO2氣凝膠外墻板連接節(jié)點，由于該氈具有絕佳的阻熱性能，在上海地區(qū)，厚度在10～20mm的阻熱等同于擠塑板、巖棉和發(fā)泡板40～80mm的效果，大幅降低了保溫板的厚度。在同等建筑外圍尺寸條件下，以上海住宅為例，可提高建筑室內(nèi)0.6%～1.2%的使用面積；兩側(cè)鋼筋混凝土預(yù)制板間距減少，板之間連接件的受剪力減小，相應(yīng)受力件埋深減少，使外側(cè)鋼筋混凝土保護板變薄，繼而減小承載預(yù)制鋼筋混凝土板的梁柱截面積，減輕建筑自重，有利于建筑物抗裂；可通過保溫下掛對外墻板下口進(jìn)行保護，減少施工運輸過程中可能帶來的損壞。雖然氣凝膠絕熱氈單價相比其他高出100%，但該建筑的綜合造價反而因鋼筋混凝土用量、預(yù)制鋼筋混凝土板連接件等造價的降低而下降。

SiO2氣凝膠是目前保溫性能最好的材料，幾乎阻斷了熱傳遞的所有途徑。SiO2氣凝膠達(dá)到其他材料無法比擬的絕熱效果，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.013W/（mk）以下，遠(yuǎn)低于常溫下靜態(tài)空氣0.025W/（mk）的導(dǎo)熱系數(shù)。SiO2氣凝膠與保溫性能良好的玻璃纖維等材料生產(chǎn)合成氣凝膠絕熱氈，具有一定的抗拉、抗壓、抗折強度，可應(yīng)用在鋼筋混凝土夾芯中工作。該材料具有保溫、阻熱、防水憎水、耐熱、耐寒、持久防腐、隔聲抗震、方便施工的性能，在鋼筋混凝土之間，可通過構(gòu)造節(jié)點與鋼筋混凝土共同工作，達(dá)到建筑使用同壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式建筑深化設(shè)計牽扯專業(yè)較多，且各個專業(yè)深化設(shè)計的側(cè)重要點不同。精裝修設(shè)計根據(jù)建筑產(chǎn)品區(qū)域及定位，在滿足使用功能的前提下，確定相應(yīng)開關(guān)插座的數(shù)量位置，涉及到疊合板部分需提前確定筒燈、吊頂、頂面等具體做法；開關(guān)插座點位的預(yù)留應(yīng)兼顧預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的便捷性、交付使用的標(biāo)準(zhǔn)化及最后完成面的觀感要求；技防安防設(shè)備更新?lián)Q代快，應(yīng)根據(jù)建筑產(chǎn)品要求，考慮耐久性高、返修率低的設(shè)備；門窗深化設(shè)計還涉及到防雷接地的鋼筋搭接、亮化的燈帶的預(yù)埋件的預(yù)埋等；樓梯深化應(yīng)保證樓梯的一般功能(滴水線、擋水坎等)并采用滑動支座，考慮預(yù)制梯段與現(xiàn)澆平臺搭接的合理性、施工的便捷性、成品的美觀等，并考慮樓梯欄桿埋件與擋水坎的收頭做法等。

圖11 國標(biāo)圖集外墻板接口連接構(gòu)造圖

圖12 SiO2氣凝膠外墻板接口連接構(gòu)造圖

預(yù)制與現(xiàn)澆交接節(jié)點常用的有PCF與預(yù)制外墻板體系，PCF因墻體較厚，普遍在270mm以上，防水可通過塞縫、放坡的止水口及空腔形成三道防水體系，相比于200mm的普通預(yù)制外墻板體系多一道防水保障；也因此，使得建筑自重加大，相應(yīng)地震力增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)含鋼量、混凝土含量加大，成本增加；同時，住宅建筑的使用面積相應(yīng)減少，開發(fā)商可銷售面積減少、利潤犧牲，住戶使用上的舒適度降低。傳統(tǒng)的預(yù)制外墻板體系防水保障只有兩道，施工稍有不慎，就會對房屋防水性能不利，因此，在不犧牲保溫材料的保溫、阻熱、防水憎水、耐熱、耐寒、持久防腐、隔聲抗震性能及方便施工的前提下，減輕減薄保溫材料才能兼顧PCF的防水保障，減少乃至規(guī)避相應(yīng)缺點，實現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑利國利民利企的優(yōu)勢特征。