基于内装工业化的既有高层住宅内装改造技术研究
1研究背景和目的
1.1研究背景
(1)存量房量大、面广,亟待改造
住建部指出,目前17万个城镇老旧小区待改造,涉及居民超过4 200万户,接近一亿人,建筑面积约40亿m2,投资总额高达4万亿元。老旧小区改造量巨大,群众愿望强烈,是重大民生工程。为全面推进城镇老旧小区改造工作,将积极创新城镇老旧小区改造投融资机制,吸引社会力量参与。
(2)4万亿投资拉动内需,改善现有居住环境
习总书记在十九大报告中明确指出“房子是用来住的,不是用来炒的,加快建立多主体供给、多渠道保障、租购并举的住房制度,让全体人民住有所居”。改造老旧存量房赋予其新生,是实现有效供给的重要渠道之一,通过改造,居住空间更加舒适,居住环境和居住质量得到改善。此举能有效拉动基建投资并带来消费增长,是保经济增长、改善民生的有效措施。
1.2研究目的
(1)实现高品质居住环境
手工作业有很大的不确定性和随意性,工业化内装的部品和构件是在专业流水线上生产的,标准化、系列化的生产工艺带来稳定的加工品质。此外,现场安装可实现无钉眼、无裂缝、无噪音、无污染。
(2)提高效率、缩短改造周期
工业化内装通过在项目前期对设计、生产和施工全过程的统筹,有效减少了现场作业量,缩短了工期,提高了效率。据测算,工业化装修可缩短工期50%~70%。
(3)实现成本可控
工业化内装的构配件多数采用工厂化生产、现场安装的建造模式。材料构件数量明晰,便于控制成本,而模数化、标准化、系列化和通用化的住宅部品可有效降低制造成本。
在让人民住上适用、经济、绿色、美观的住宅的指导思想下,中国建筑标准设计研究院(以下简称标准院)提出了符合中国人居住生活习惯的、链接现代生产方式的住宅设计建造理念——DtoB设计施工体系(Design to Building),同时近期标准院秉承设计建造一体化理念的居住项目悉数落地。
2 DtoB设计施工体系理论浅析
2.1空间极限尺寸与格局设计
咫尺玲珑空间,别有宜居天地。DtoB设计施工体系针对小户型改造项目,在设计时会参考借鉴日本常用的空间尺度。因为日本国土面积小,人均居住空间十分有限。根据2000年日本《国势调査报告》,日本人均住宅建筑面积为33.8m2。另一方面,随着近年来我国城镇化水平稳步提升,国内城镇化率已由1996年的30.48%,逐步上升到了2015年的57.35%,2016年中国城市人均住宅建筑面积为32.91m2,与日本十分相近。对我国而言,日本住宅的设计尺寸具有很好的借鉴意义。以餐区动作、行走路线为例:没有扶手的椅子需要宽度是600mm,带扶手的椅子需要宽度是750mm,椅子需要进深是400mm。一人通行备餐通道是600mm,单侧设有收纳的通道需要700mm以上,主通道要考虑两人并行,最小宽度800mm。餐区组合如图1所示,根据高矮胖瘦可以调整尺寸。
户型无论大小,在满足居住功能之后,住宅空间又通过分隔、变换、组合形成稳定格局。DtoB设计施工体系要求建筑师对设计品质负责,从建筑空间划分至家具设计进行全面统筹考虑,实现简练而富有美感的空间格局。
2.2室内空间与固定家具一体化设计
家具设计与建筑室内设计颇有渊源,从古埃及的第一把椅子到中国明式家具,再至西方现代家具设计领域,家具族谱的顶端都赫然留下了建筑设计师的影子。另一方面,建筑的完成有赖于家具设计中对造型与功能的求索创新。可以说,脱离了家具设计的室内设计是不完整的设计。
DtoB设计施工体系要实现室内空间与固定家具的一体化设计。特别是针对旧改小户型,一体化设计可以最大限度实现空间的有效利用。家具设计涉及材料特性、五金连接、榫卯连接、缝隙设计、施工顺序、容错与纠错等,DtoB设计施工体系要求设计师要充分学习并掌握相关技术。
2.3追求美学的共鸣
1923年著名建筑师柯布西耶发表了现代主义建筑宣言《走向新建筑》,其中,“建筑”一章之前,柯布在“视而不见的眼睛”第一章中说着似乎与建筑无关的轮船、飞机、汽车。书中“轮船”一节中提到,浴盆、阳光、热水、冷水,随意调节的温度,保存菜肴,卫生,比例良好的美……,就像不同的书籍能引发不同受众的思考,每套住宅,尤其是既有住房,都记录着居住者的生活习惯、成长经历、精神及肉体的感受。DtoB设计施工体系要求在设计前充分了解居住者的需求和居住环境现状,在设计上运用美学原理,再现与居住者产生共鸣的、有强烈归属感的设计。
2.4以大数据为依托轻松实现个性化
电脑的发明被称为第二次信息爆炸,而打破边界的万物互联将催生出一种新的技术革命——新智能。新技术以数据为依托,创立信息熵的负熵循环体系。随着大数据时代的到来,我国工业生产迎来了数字化生产时代,DtoB设计施工体系依托工业4.0生产技术,采用非标定制生产模式轻松应对个性化需求。
2.5施工现场全安装
DtoB设计施工体系主要采用干式工法,将工厂生产的内装部品、构件等结合设备管线在现场进行组装。
当前,国家及地方发展装配式建筑的政策纷纷出台,市场规模持续扩大,开发企业、设计企业、施工企业、生产制造企业都热情高涨,积极投入到这场产业升级的浪潮中。以上述五大理论为支撑的DtoB设计施工体系提供了内装工业化的一个具体解决方案。该体系已经运用在实际工程项目中,并得到客户广泛的认可和高度评价。下面以具体实施项目为例,分析说明该体系的特点。
3 DtoB设计施工体系实践——某既有住宅改造项目
采用“DtoB设计施工体系”的实践案例,在设计、生产、施工各领域贯彻以下5个核心点:1)小切分——空间组织;2)精设计——板式定制;3)汇匠心——设计引领;4)智雕琢——智能制造;5)巧拼合——集成装配
3.1项目背景
该项目位于北京西城区,地理位置优越。房间为两室一厅一卫的北向户型,东西北三面采光,使用面积约65m2。业主为一对夫妇和两个孩子的4口之家,要求改造为三居室并且满足6人短暂居住的需求。业主希望有尽可能多的收纳空间,并且确保采光和通风,装修风格简洁实用,材料环保;女主人有下厨的爱好,希望有较大且高效的厨房;男主人喜欢阅读,希望有专属的书桌和书架;入户需要储藏击剑包和滑板车等较大物品的储物空间和鞋柜等(图2,3)。
根据现场评估结果和相关设计资料,了解到此房屋是20世纪80年代初北京设计院设计的标准化高层PC住宅楼,PC大板结构。当时,该体系在北京被广泛使用,具有一定代表性。但是,该PC大板体系在户型设计上没有考虑未来户型调整和改造的需求,导致:1)门洞不能扩大和移位,就算改造也要执行新的结构规范,大的空间调整几乎不可能;2)内墙没有暗埋管线的条件,改造电路只能运用管线分离技术;3)户内净高较低,在2.55m左右;4)室内外结构面无高差,影响户内地面做法;5)室内地面东高西低,坡降为3cm,地面找平难度大;6)卫生间为不降板同层排水,地面抬高近22cm之多,且卫生间净高仅有2.3m左右。
3.2平面设计特点
3.2.1两居改三居
将两居改造为三居,设计团队将原有客厅分割为大儿房和小儿房,两个孩子各自有了单独的房间,给课业繁重的大儿子创造安静的学习环境,也给小儿子提供采光和通风良好的东向卧室,实现对孩子自理能力的培养(图4)。另外,小儿房与客厅和厨房可实现良好的视线互动,方便父母对幼儿的监护。在大儿外出求学寄宿时,小儿房还可作为独立书房使用(图5~7)。
3.2.2增设玄关
现状的户型和邻居门对门,户门敞开时客厅一览无余。通过设计独立玄关,来解决这一问题。独立玄关要有临时的储物和置物空间,还要隐藏强弱电箱。因此,设计团队在入户处采用空间与固定家具一体化设计的手法,设计了一组部品,左侧设置了穿衣镜柜,内藏强弱电箱,还可放置钥匙等小件物品;右侧设计鞋柜和置物台以满足储物与置物的需要(图8~11)。
此外,在入口正前方设置格栅遮挡视线,也遮挡了客厅方向的冰箱。
3.2.3增设独立洗衣家政空间
针对有儿童的家庭洗衣频率高的特点,设计团队将厨房入口处的收纳柜改造为独立的洗衣家政空间,借用通道解决家政操作空间。此外,家政空间还设计了置物台,扩宽厨房视觉感受的同时还可临时提供备餐功能(图12)。
3.2.4客餐一体布置巧妙
客餐厅平面布局有以下特点:首先借用通道形成较大餐区,为6人就餐提供宽松的就餐空间;其次形成稳定的沙发区,既可以让家人休闲时少受干扰,也可以展开沙发作为临时卧室,满足来客需求;最后,冰箱距离餐桌与厨房的距离均比较合适,满足日常使用要求(图13,14)。
3.2.5扩大卫生间使用区域
现状卫生间非常狭小,储物空间严重不足,且卫生间门正对就餐区。设计团队采用室内空间与固定家具一体化设计手法,扩大入口空间,增加储物功能,同时通过双扇门设计隐蔽卫生间主入口,合理地规避了卫生间与就餐区的视线干扰问题(图15)。
3.3室内空间与固定家具一体化设计
3.3.1高效的储物空间
在设计时考虑行为动线,满足超大储物需求,并将储物空间合理分配在每个居室中,实现随用随收。在主卧室与大儿房各设置两组衣柜、杂物柜和书桌书架,小儿房及走廊设置三组衣柜,客厅设置上下两组吊柜并形成超长的置物台,厨房结合U形台面布置了U形地柜和吊柜,卫生间设置地柜、镜箱和凹龛柜(图16~21,表1)。最有特色的是玄关与卫生间入口处的组合柜,综合了不同功能的收纳、展示和移门的功能,彼此联系紧密,形成了室内主要的景观走廊。
3.3.2隐藏在固定家具中的管线
居家生活中的大部分家电都需要连接电路和水路。PC大板结构的墙体和地面不具备敷设管线的条件,因此设计采用管线分离的手法,纵向通过家具、横向通过超薄吊顶来实现管线隐蔽,并通过设置检修口实现可视化维护,使得居住生活无忧(图22)。
3.3.3灵活运用移门实现开合有度的设计
将移门与木作部品相结合,实现隐形移门,既不占用空间,对空间的分割也比较自由。在高房价的今天,不仅为业主节约有效的空间,更为居住者带来完整的空间享受(图23)。
3.4利用智能制造实现个性化生产
3.4.1提高生产效率
该项目的部品是在工业4.0技术支持的工厂进行生产,工厂采用全新的智能生产供应模式,实现高质量供给。
该项目的木作制品从设计到生产采用“全系统集成”“全网络协同”模式,应用琢筑三维智能设计软件设计并导出生产数据,将生产数据与智能工厂互联互通,彻底避免人工输入造成的错误,直接应用于生产,提高了生产效率。
3.4.2木作部品无属性制造
设计引领建造,一方面,工厂实现不受产品属性约束的、依据设计数据的自由生产,提高了工厂的市场应对能力;另一方面,单一工厂对所有部品构件的统筹生产加工给设计提供了强有力的支持,助力实现最具设计感和美感的产品。
3.5施工安装
3.5.1精细化设计图纸指导施工
采用精细化设计图纸,对施工精度进行精准把控。现已形成以综合配置图为核心的成套的精细化设计文件,通过设计文件对材料部品的规格、式样、品质、生产厂家的加工能力和安装方式、施工工序、工法、施工指导书等进行精准把控。同时,依据设计文件指导生产厂家进一步完善部品安装生产图纸,为现场的快速安装创造条件,尽可能减少人为参与的环节。反向向施工方提出结构验收完成面尺寸控制要求等,提高施工精度,确保内装成品在工程建设验收规范规定的允许偏差范围内,最终实现图纸所见即所得,精准指导施工,实现精工细作(图24)。
3.5.2集成装配优势
区别于现场制作和作坊式的传统模式,该项目内装采用全屋集成安装工法,所有的内装部品在智能化工厂加工完成后到现场进行安装,就像将各种经过精密生产的零部件按照一定的标准和要求组装的汽车一样。内填充部品的现场装配式干法施工,大大缩减了装修周期,节约了人工成本,现场施工噪音小,安全环保。
4结语
高层住宅改造项目量大面广,要想把内装做好有一定难度。这次项目的顺利落地验证了DtoB设计建造体系应用于PC大板结构高层住宅的可能性。该项目受到了业主和相关专业人士的一致好评,今后设计团队将继续打造以设计为引领,以数字生产技术为依托的DtoB设计建造体系,推动建筑业的改造升级,并促进内装工业化的发展。