1 装配式模块建筑基础理论

装配式建筑是指通过标准化设计，将工厂预制的部品、部件通过技术集成的方法在工地装配而成的建筑体系；模块建筑是指采用工厂预制的集成模块在施工现场组合而成的装配式建筑。其中，集成模块是指具有建筑使用功能的三维空间集成建筑单元。

实际工程中应用较广的为箱形模块，可直接利用现有集装箱改装，或根据使用需求、运输条件而设计的集成箱形单元。

模块化保证了标准化设计，同时，模块组合为设计提供灵活性。模块可组合成单元，如“十”字形、“L”形等，单元可进一步变形，向水平或垂直方向发展。这样的生长性可自由应对未来发展需求变化产生的不确定性（见图1）。

装配式模块建筑具有高度集成的技术特性。模块外装、结构、内装等均在工厂预制后运到现场统一吊装。比如办公空间可分成小开间办公、开敞办公、交通核、卫生间等不同功能空间类型，再对每种类型的箱体结构、幕墙系统、管线布置等进行标准化设计（见图2）。

装配式模块建筑具有绿色节能的技术特性。由于采用机械化吊装，现场仅需十几个技术人员，节省人力成本；施工速度快，节省时间成本；施工过程中能源消耗量比传统工程低，节省能源成本。模块制作和加工在远离市区的工厂中进行，施工现场中的粉尘和污染可得到有效控制，减少了建造垃圾，做到绿色施工；同时，模块轻便、可回收等特性也符合绿色建筑的技术标准。

装配式建造比传统建造方式进度快30%左右，行业普及以后，有利于调节供给关系，有效抑制房价。同时，装配式模块化建筑的绿色节能以及可持续发展的优势，有利于配合政府的公益性政策，应鼓励开发商使用这种绿色建筑模式。政府推出的公益性住房如经济适用房、廉租房以及公租房都可采用这种模式来降低建设成本，为更多的公民解决住房难题。

文章讨论青年指22～30岁之间受过高等教育、步入社会1～5年的大学毕业生。他们大部分属外地户籍，毕业后在一二线城市锻炼能力、积累经验、追求梦想，但其居住状况堪忧，面临着极大的经济压力和心理压力。

1）受收入水平的限制他们购房的概率较小，大部分选择租房。为了节约租房成本、减少通勤时间，大部分青年会选择“城中村”，或在市区与其他人合租，个人能够拥有的住房面积在9m²左右，达不到我国人均住房面积30m²的标准。许多租房机构将套型里的起居室也改为卧室出租，合租者需共用厨房和卫生间，通风、采光和卫生条件较差。

2）政府提供的公租房效益低下一般青年群体的平均收入水平会超过廉租房申请标准，经济适用房又受到户籍限制，对比之下，公租房显然是解决住房难题的新途径。但目前公租房规划存在一定缺陷：由于地价原因，公租房通常选址在公共资源、基础设施缺乏，市政配套不足，交通出行不便的郊区，无形中增加了生活成本。当前市场上的公租房多数与普通商品房一样功能完备，只是简单缩小了套型面积，但是青年群体在生活习惯、文化素养、婚姻状况等方面对空间需求具有特殊性。没有针对性的户型设计导致空间浪费，增加了建设成本。

青年群体倾向于选择位置优越的城市中心作为居住区域，既可以获得便利的公共资源、设施服务，又可以节约通勤时间用来学习或者休闲。

青年群体对居住功能的需求相对单一。相关调研显示，个人需求排序为：睡觉、如厕、洗漱、洗澡、洗衣、上网、吃饭、工作、阳光、晾晒、储藏、做饭、装扮、聚会、风景、电视、植物、宠物、锻炼、停车等。

通过排序可以看出，青年群体对独立卫浴的需求较高，这与在合租现状下，3～6人使用1个卫生间造成卫生条件差、疾病易传染、排队使用、没有私密度等问题有很大关系；“工作”排序靠前，说明现代职业类型趋向于多元化，青年群体工作和生活的界限变得模糊和随性。因此，青年新居不仅需满足基本的居住需求，还需包含学习工作空间；“做饭”在一般家庭里排序比较靠前，但在青年群体的需求里排序较靠后，初步推断是由于青年群体工作繁忙、生活节奏快、个人做饭效率低，当代青年更趋向于在外就餐以及订外卖；排名更靠后的“聚会、风景、电视、植物、宠物、锻炼、停车”等需求可以相对简化，使用城市中心丰富的公共资源来补全，以达到节约居住成本的设计目标。

为探索青年群体在大中城市经济高效的居住方式，特引入装配式模块化概念，以节约居住成本，同时针对青年群体的需求提供更匹配的高质量生活空间。

以4m×6m×3m与4m×8m×3m的箱式模块作为基本单元尺寸。根据功能的差异性分为模块A-1、A-2(A-1的镜像版）、B-1、B-2(B-1的镜像版）、C-1、C-2（见图3）。其中，A模块为24㎡的单人居住模块，配备独立卫生间，可满足人们睡觉、如厕、洗漱、洗澡、洗衣、上网、吃饭、工作、阳光、晾晒、储藏等私密程度较高的需求。B模块为24㎡的起居模块，配备独立厨房，主要作用是与A模块配合，组成48㎡的双人居住空间。C-1与C-2均是32㎡的箱式模块，包含4m×2m×3m的走廊空间，C-1其余部分为24㎡的单人居住空间，C-2其余部分为24m²的公共厨房。

模块结构拟采用参考文献[5]中提出的冷弯厚壁槽形截面钢作为模块柱的型钢模块建筑体系。冷弯厚壁槽形截面是将钢板进行冷弯加工形成的一种截面形式，使用这种开口截面作为模块的受力构件，可以比较方便地使用高强度螺栓连接（见图4）。模块主柱按2m的间隔均匀布置，形成密柱结构（见图5）。

可将3个A模块、2个A+B模块、2个C模块与交通核一起组成楼栋标准层（见图6），每层有2套双人居住空间、4套单人居住空间，1个公共厨房作为同楼层的共享空间。

将工厂生产好的箱式模块运输到现场进行机械吊车拼装。交通核采用钢框架如图7所示。模块与模块之间采用高强度螺栓连接，拼接后柱与梁的组合截面如图8所示。这种结构组合方式可用于6层以上的多高层钢结构建筑，当风荷载成为主要荷载时，适宜的最大层数为15层。

本文通过对当下青年群体的居住难题与居住需求进行分析，对装配式模块化建筑进行研究，提出一种适合青年群体居住的建筑空间模式设想，既可用于未来新居建设，又可融入旧城零星片区改造。它在功能和结构上都具有标准化的特性，能匹配青年群体的使用需求，具有快速建造、节能节材、绿色施工、降低建设成本等优点，也可与政府公益性公租房政策灵活配合，满足青年群体住房的需求。