【摘要】依据装配式建筑的要求，针对目前装配式混凝土建筑商品住宅户型不同设计案例的对比分析，总结装配式商品住宅户型方案设计重要因素，梳理户型方案设计思维逻辑重点，并按照这种设计思维逻辑进行案例生成过程的验证，总结装配式商品住宅户型方案设计逻辑要点。
【关键词】预制构件、预制部品部件、标准化、模数化、集成、组合、设计逻辑。
装配式建筑是结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑，包括：装配式混凝土建筑、钢结构建筑、现代木结构建筑和其它符合装配式特征的建筑，目前，装配式住宅商品房项目基本以装配式混凝土建筑为主。北京市人民政府办公厅2017年8号文《关于加快发展装配式建筑的实施意见》中对装配式住宅商品房实施范围和标准作出了明确具体的要求，例如：高度60米以下住宅结构预制率需要达到40%，装配率需要达到50%等，意味着60米以下住宅商品房建筑的混凝土外墙基本需要全部预制，同时还要在外围护系统、设备与管线系统、内装系统采取各种措施达到装配率的要求。故在进行装配式住宅商品房户型方案设计时，要以装配式思维模式进行方案设计。
一、不同思维模式下装配式住宅商品房户型设计案例分析
案例一：在前期方案设计阶段，还没有明确要满足装配式建筑的要求，故是采用了原有常用现浇混凝土建筑结构形式进行的住宅户型方案设计模式，后期才按满足装配式建筑预制率和装配率的要求，进行了一定的微调。见下图1
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案例二：在前期户型方案设计中就已经开始以装配式建筑的设计逻辑进行思考和设计，户型方案阶段结合了结构对预制墙体和楼板的拆分规律，户型平面设计时就尽量考虑标准化、模块化、模数化的要求，使户型方案的平面外轮廓形状尽量简洁规整，结构受力体系及板跨尽可能方正对齐，既保证户型布局合理，又有利于结构对预制墙体和楼板的拆分，并结合空调机位、装饰构件等来兼顾外墙板缝位置对外立面的影响。在厨房卫生间的设计上，尽量统一标准化，模块化，并按精装修排砖的规格对厨卫空间净尺寸模数化，提前与机电专业共同合理规划管线布置，使管线能够合理布局、集成高效，方便安装与检修。见图2
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案例共同点分析：户型销售面积均约为90平米、均为小三居户型，均为18层，按照装配式建筑要求的预制率均为不小于40%，装配率不小于50%。两个项目案例三层及以上外墙均采用预制复合保温夹心混凝土外墙板，实现外墙、保温、装饰一体化的要求，非承重外围护墙实现非砌筑比例大于80%，非承重内隔墙实现非砌筑比例大于50%，户内及公共区全部为精装修交房，公区、厨房、卫生间均为采用集成管线及吊顶，楼板为预制楼板上现浇叠合层，比例大于70%，全部为预制空调板，预制楼梯。
案例不同点分析：案例一：平面几何形状不规则，凸凹多，开间进深尺寸类型多，不规则板跨多，结构预制墙体及预制楼板标准化拆分难度大，预制构件种类多、经济性差。厨卫类型多，没有标准统一的设计，部品类型多，经济性差。案例二：平面几何形状基本规整，开间进深尺寸类型相对少，板跨相对规则，结构预制墙体及预制楼板容易进行标准化拆分，预制构件种类相对少、经济性好。厨卫类型少，方案设计过程中，按照从部品、排砖等部品规格尽量统一的思路进行了逆向思维设计的推导和微调，使部品类型减少，并相对统一。为了保证开窗的大小，平面设计时提前考虑了结构构件在转角处的拆分方案。
二、装配式住宅商品房户型设计中重要因素
1.平面布局因素
1）预制墙体与预制楼板的标准化拆分对平面的制约。传统混凝土现浇结构形式的户型方案为了更多的争取卫生间的自然采光通风，或者受开间及进深以及房间大小等的限制，外墙轮廓往往凸凹很多，结构承重体系也不尽规整，会出现不利于预制墙体与预制楼板标准化拆分的情况。
2）模数化原则对平面的制约。尽管模数化一直都是设计的基本要求，但传统现浇混凝土结构形式的户型方案，因其施工的特点，其开间与进深尺寸的多样，厨房和卫生间的净尺寸等，受模数化制约少，并不会对建筑平面有太多制约，而装配式建筑，需要对构件、部品、部件进行工厂统一生产，现场装配，尽量干式作业，所以模数化的设计，会大大提高生产效率，生产的成本以及施工的效率。
2.立面效果因素
1）预制板分缝位置对外立面效果会产生一定的影响。尽量合理划分预制墙板的大小和位置，以合理控制板缝的位置，在不超出预制构件最大吊装重量情况下，尽可能合并小的预制墙板，减少预制墙板的分缝，也同时减少了板缝漏水的隐患。
2）预制墙板上窗洞口侧边墙垛的尺寸大小，受结构受力计算、配筋构造、生产和运输等因素的影响，不能过小，一般控制在400mm，若减小至300mm以下等极端状况，要与结构工程师及预制构件厂提前沟通。预制墙板之间现浇段不同部位都有其计算及规范构造方面的要求，要充分与结构工程师沟通，如：一字型现浇段长度一般控制在500mm左右，T字型现浇段长度当在位于结构约束边缘构件区域时现浇段墙垛一般要不小于300mm等，这些因素都会制约户型方案中门窗洞口宽度和位置的确定。
3.造价等其他因素
1）预制构件和部品种类多少和重复使用率对造价影响很大，种类越多，重复使用率越小，造价越高。异形预制构件受生产和运输等的影响，其造价较高，在重复使用率不高的情况下，设计中要慎重使用。
2）装配式特殊细节构造对户型方案的影响。如复合夹心预制混凝土外墙其门窗的位置受保温防冷桥构造要求的影响，位于保温层的位置，预制楼梯梯段板与平台梁的连接构造，对空间高度的影响等等。
三、装配式住宅商品房项目户型设计思维逻辑原则梳理
1.应用标准化的设计思维逻辑进行方案设计，户型标准化、居室标准化、厨卫标准化、楼梯标准化、门窗、家具等部品标准化、模块化，设计应遵循少规格，少类型、多组合的原则。
2.应以规整简约的设计思维逻辑进行方案设计，平面形状尽量规则方正，适于预制构件的拆分，尽量减少预制构件的种类，节约造价；立面装饰性构件不易过多，尽量利用建筑本身的功能性构件，如空调板、空调仓、开敞阳台等功能性构件来形成协调美观的立面造型。规整简约的风格将成为装配式商品住宅户型方案的设计逻辑原则。
3.应以模数化的设计思维逻辑进行方案设计，先进行标准模数化的建筑部品零件设计，提前推敲门窗、部品的适宜模数尺寸，卧室、起居室的基本功能布置，厨卫的排砖模数、器具的标准、定位的尺寸及间距等细节因素，合理模数尺寸的研究是装配式商品住宅户型方案设计逻辑原则。
4.应以集成化、方便安装检修的设计思维逻辑进行户型方案设计。整体厨房、整体卫生间将成为未来装配式建筑的主流，装配式墙体，装饰材料、机电管线及末端点位的精准落位和工厂化集成生产，将成为装配式建筑商品住宅户型方案设计逻辑原则。
5.装配式商品住宅户型方案还应以构造措施合理的设计思维控制模式进行方案设计。应尤其注意如：窗口的构造、预制构件拼缝的构造、预制楼层与现浇楼层交接处的构造、干式工法地面构造、装配整体式厨房卫生间等部位的构造措施对户型方案的影响，要提前在户型方案设计时就考虑构造对方案的影响。
四、以案例二90平米户型方案为例解析装配式建筑商品住宅项目户型设计生成过程。
第一步：各项设计要求梳理。进行第一轮方案设计。侧重规划、规范及业主的要求，并以装配式建筑体型轮廓规整简约思维逻辑进行户型方案设计，案例采用了一梯四户对称布局，主要侧重解决规划布局合理，户型空间格局、公共空间格局合理，户型面积及各功能空间面积满足要求等问题， 同时结合装配式建筑的要求，梳理开间和进深的模数体系，尽可能的按大开间布局，以增加户型的灵活性，了解预制墙体和预制楼板的拆分要求，对建筑平面进行拆分梳理，并求证出外窗位置及大小的控制要求，对公区及户内的管井及管线进行准确落位和集成化设计，使公共空间布局方案稳定。第一轮方案平面见图3。
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第二步：按装配式建筑模块化，少规格、多组合的设计原则，实现各种部品部件的统一。对两种卫生间进一步调整细化，使之空间布局统一，部品部件统一，形成统一模块，对两种厨房进一步调整细化，使之空间布局尽量统一，部品部件统一，基本形成统一模块，如图4；对室外空调机位位置进行梳理集成统一设计，通过从小到大逆向思维逻辑进行设计验证、推导与优化，使户型方案更符合装配式建筑的设计原则。
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第三步：与结构和机电专业再次进行协调，优化布局。完成结构预制墙体和预制楼板的拆分图，使预制墙板规格尽量统一，如图5，厨房、卫生间的器具、机电点位布置进一步做到统一、细化机电管线及吊顶的集成布置。
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第四步：从总体到局部，再从局部到总体，即正向设计思维逻辑与逆向思维逻辑最终组合求证合理设计方案。进一步统一卧室及书房的形状尺寸，规范外窗规格，固定家具的尺寸。通过建模及立面生成，微调预制墙体分缝位置以及空调机位的位置，并适当地增加装饰构件，推敲细节节点构造的合理性，实现较好的立面效果。见图6，从而确定最终的平面户型方案。
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五、装配式住宅商品房项目户型设计逻辑总结
首先，应从正向设计思维开始，从大到小，从总体到局部，在满足规范、户型标准化及规整简洁的设计思维模式及设计原则下，依据户型面积等各项要求，控制户型的基本布局，与结构和机电专业多次磨合，结合模数化设计原则，管线集成的要求，合理确定开间进深的尺寸，并保持集成设计的概念及惯性思维模式。
然后，通过逆向设计思维，从小到大，从局部到总体，进行反向推导重组，从部品、排砖、安装等细小元素进行设计推敲，尽量统一建筑功能空间元素，以少规格、多重复、多组合的原则，依据原有户型布局逻辑，再次进行拼装重新组合，反向推导更合理的空间尺寸，形成合理的装配式户型方案。
综上，装配式商品住宅户型方案的设计思维逻辑是一个从正向到逆向、再从逆向到正向的思维模式；是通过正向和逆向设计的结合，并反复推导验证的设计思维逻辑；最终使户型方案既功能适用，又好生产、好安装、好检修，既绿色经济又美观。
相信随着装配式技术、产品的发展，装配式商品住宅项目户型设计必将走向一个更新、更高、更广阔的空间，从而推动我国建筑工程标准化、产业化达到新的高度。
图片来源：
由相关设计团队提供或自绘。
参考文献：
《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016, 中国建筑工业出版社2015
《装配式建筑评价标准》GB/T51129-2017，中国建筑工业出版社2017
路帅，宁延.基于工程全寿命期的装配式住宅设计准则研究[J].建筑经济，2018，39（6）:53-56