《钢结构模块化建筑》
在周转型保障性住房产品中的应用
摘要： 保障性住房是保障性住房的重要组成部分。在科技日新月异、环保理念逐步深入的背景下，周转型保障房产品将成为新的研发方向。它是钢结构模块化建筑的进一步发展。最终体现是资源可持续发展方向的结晶。本文将深入探讨钢结构模块化建筑在周转式保障性住房中的综合应用。
关键词：钢结构模块化；周转型保障性住房； “可持续、可移动、可回收”设计；标准化;绿色环保
《钢结构模块化建筑》简介
模块化建筑是采用集装箱式钢结构的模块化建筑。工厂预制钢结构主体、外围护板、楼板、屋面、隔断、地板、吊顶、机电设备管道等构件在施工现场吊装组装。建成并满足相关建筑性能要求和吊装运输性能要求的装配式建筑也称为箱式模块化建筑。
相关案例
中集建设深耕模块化建筑领域多年。是全球最早开展箱式钢结构集成模块化建筑研发、设计、制造和安装的企业之一。已实施200多个全球项目，为全球用户提供服务。建造了约 100,000 个建筑模块。
2.1 英国纽卡斯尔大学新建学生公寓Park View StudentVillage
建设学生公寓6栋。模块化建筑部分包含1261个标准房间、9个残疾人房间、162个厨房，共789个模块。该项目设计使用寿命为50年。中集模块化建筑的使用仅用了6个月的时间。施工已完成。
2.2 西九龙香港科技园“InnoCell人才公寓”
位于香港新界大埔，是香港科技园兴建的一栋集居住、办公及相关配套设施于一体的17层创客公寓，共有约418间客房。建筑面积15300平方米。项目1至2层将采用传统建筑形式，3至17层将采用中集模块化建筑。
根据以往的参考案例，钢结构模块化建筑的公寓建设已经是非常成熟的模式。
《钢结构模块化建筑》和
以周转为导向的租金保障住房的机会
在国家战略层面上，建筑业现代化从工业化生产和装配式建筑入手，改造提升建筑业，节能减排，提高建筑科技含量和质量，解决建筑业节能减排问题。建筑市场劳动力资源短缺，节约能源。降低资源、降低成本符合社会需求，也是我国中国制造2025计划的重要内容。
随着国家城镇化进程的推进和人口流动性的加大，临时、过渡性住房需求日益凸显，解决新青年、新公民的住房问题刻不容缓。以此为契机，深圳市中集建筑设计院有限公司设计了基于箱式模块化建筑的周转式保障房产品。
周转式保障房是在钢结构模块化建筑基础上的创新、精细化升级产品。是一款以“可持续、可移动、可回收”为设计理念的建筑产品。
“可持续、移动、
“循环”设计
该产品主要结合了小户型的标准设计，内部使用面积为18平方米。单一标准公寓模块集阳台、房间、过道于一体。包括居住功能模块、厨房功能模块、卫生间功能模块。
4.1 标准户型A户型
目标人群：新公民、新年轻人的简易单身公寓。模块规格：长6700mm×宽3600mm×高3400mm，另加1000mm宽的阳台模块。
（单个标准模块平面图（A型））
（单个标准模块的渲染（A 型））
完全可以满足单人或情侣的居住需求，并提供标准的生活家具和部分家用电器。
两个模块相对组合，形成一个具有内部走廊和完整轴线的标准楼层。
（户型配套平面图）
然后将连续的组排列起来形成完整的标准层。
（标准平面图）
它通过箱子的堆叠组装成一栋6层的建筑。
独居时每间可容纳120人，双人间可容纳240人。该建筑占地面积仅675平方米，在一小块土地上很容易建造。它既聪明又实用。
该产品主要针对新年轻人、新公民。除了满足他们的基本生活需求外，还满足了其他方面的生活需求，比如一楼设有公共大厅、公共书吧、咖啡吧、健身房、快递和接待站。共用厨房、公共洗衣房、公共厕所、楼梯间、电梯等，不仅满足了住户的基本生活方式，还增添了人文关怀，提升了居住体验。
使用的模组规格：长6700mm×宽3600mm×高4200mm。
（一楼布局）
4.2 建筑信息
建筑面积：4051.8㎡；建筑使用寿命：50年，可作为永久性建筑使用；建筑高度：6层，21.9m；重要性系数：1.0；设防等级：标准设防（C类）；设防类别：7度（0.1g），II类，II类场地，周期减少0.95；阻尼：小震阻尼比0.035，大震阻尼比0.05（深圳2023年《钢结构模块化建筑技术规程》）；风荷载：基本风压0.8kPa，粗糙地面c；楼层形式：压型钢板复合楼板，首层及屋顶也采用结构板；组合形式：建筑形式需根据地块信息，可组合成“二”字形、L形、U形、“口”字形等。
4.3 建筑结构
正式的钢结构模块化建筑，每个模块都是一个独立稳定的结构体系。
模块单元上下铰接，焊接在左右模块之间。这种连接方式结构稳定，安装拆卸方便。
（连接图）
（SAP2000建模分析）
左上：X方向地震作用层间位移角
右上：Y方向地震作用层间位移角
左下：X方向风荷载层间位移角
右下：Y方向风荷载层间位移角
4.4 机电设备管道形式
建筑的给排水、暖通、电气、智能等设备集成为标准模块，管道与结构分离，方便检查、维护和更换。每个标准模块在工厂均集成为独立的设备管路系统，并预留连接器，方便现场连接工作。
为了便于移动和拆装，在外墙空地上设置了排水管，减少了建筑物移动时的损失。
大楼内部管道吊装完成后，将对走廊顶棚进行少量现场连接工作。
4.5 装配式室内装饰
所有单元模块均在工厂内集成。墙壁、天花板、地板、门窗、卫生洁具、厨房炉灶、暖通设备、开关插座等均在工厂预制。仅接缝、维修部位和部分装修工作在现场完成，并为设备和管道提供接入点。
考虑到二次运输和回收利用，饰面材料均采用易于更换和修复的块材。以300mm为模数，零件的选用应满足绿色环保的要求。尽量使用固定家具，减少建筑物移动时的损失。
室内装饰设计准确定位各种设备、设施、电器等的位置，并满足相应的安装和使用条件。
4.6 基础设计
建筑基础可采用条形基础、桩基础、筏板基础和独立基础等形式。基础设计时考虑后期回收和拆除，采用分段预制、整体组装预制、可回收桩等基础形式。
它们在工厂预制，然后在建筑模块生产的同时运输到现场。
4.7 运输和吊装
标准模组规格为长6700mm×宽3600mm×高3400mm。这样的尺寸使得模块重量轻，可以在狭小的空间内吊装，同时也保证了其可以在任何形式的道路上运输。
4.8 外幕墙及金属屋面
外幕墙也采用了模块化的设计方式。只需要现场安装女儿墙装饰板、拼缝装饰板和一些外部挡板，方便拆装，降低损耗率。
金属屋顶还设计了模块长6700mm x 宽3600mm，方便拆装，降低损耗率。
“可持续、可拆卸、可回收”的设计理念是该产品推向市场并突破现状的基础。我们将不断深化这一设计理念，不断创新和优化产品设计，致力于推动产品的环保、高效、灵活的开发，为用户带来更好的用户体验。
周转型保障性住房产品拓展
在标准公寓模块的基础上，我们还拓展了其他公寓类型。
5.1 拓展B户型
目标人群：国际高端青年人才。
与A型相比，居住起来更加舒适。A型采用酒店式设计，家具更加一体化且使用方便，私密性更好，采光更加通透。
结构基础仍采用标准模块钢结构主体。 B型公寓的入口正好调整到标准公寓的阳台，才能设计出这样一个更高品质的公寓方案。
（扩展模块（B型）平面图）
（扩展模块（B型）效果图）
5.2 扩展C户型
目标群体：合住群体、同居情侣、三口之家。
C型扩展模块是在A型基础上加高，并设计了跳层，使居住
可以相对独立于休息空间，使用的空间更加多样化。本机组有特殊模块规格：长6700mm×宽3600mm×高4200mm。
（扩展模块（C型）平面图1）
（扩展模块（C型）平面图2）
（扩展模块（C型）效果图）
5.3 扩展D户型
对象群体：工业园区、企事业单位集体宿舍，单元户型可根据企业需要容纳2至4人。
它还配备了与A型相同的配置，具有用于满足特殊户型的模块和其他配套设施模块。
（扩展模块（D型）平面图）
（扩展模块（D型）效果图）
高、中、低多个维度拓展产品，打造高效、集约、满足需求的生活空间，满足不同收入人群的配置需求。
周转型保障性住房产品特点
6.1 标准模块化设计
利用BIM技术进行零部件的数字化正向设计和标准化生产。维护系统、结构系统、装饰系统、设备管路系统均为模块化。每个标准模块被设计为独立的。
模块化思维延伸：
(1)居住空间模块。空间尺寸：长3600mm×宽3300mm；空间功能：睡眠、休闲、日常物品存放、临时办公；标准定制家具：床2100mm长×1500mm宽，休闲沙发1500mm长×600mm宽，衣柜1200mm长×600mm宽，书桌长2100mm×宽1500mm。
(2)厨房空间模块。空间尺寸：长1800mm×宽1500mm；空间功能：轻餐饮、食物储藏；标准定制家具：柜子长1800mm×宽600mm。
(3)整体卫浴模块。空间尺寸：长1800mm×宽1800mm；空间功能：盥洗、排便、淋浴；标准定制家具：水槽600mm宽×550mm深×700mm高。
(4)外部阳台模块。空间尺寸：长2700mm×宽1000mm；空间功能：洗衣、烘干、休闲。
(5)其他功能模块集成在标准模块的尺寸内。例如，楼梯间模块、电梯及电梯厅模块公共设施区均采用模块化设计，标准模块化率达到60%以上。
6.2 工厂预制化程度高
该产品是在箱式钢结构模块化建筑的基础上，结合工厂智能制造进行技术升级和完善的。 90%的构件在工厂预制，包括钢结构主体、外护板、楼板、屋顶、隔墙、地板、吊顶、机电设备管道等。
6.3 快速供货
根据以往的数据和经验，从组件生产到入住仅需3至6个月。与其他形式的建筑施工周期相比，工厂预制和现场作业可以同时进行。由于标准化设计，可以同时进行多个独立模块，也可以同时满足多个项目的需求。
6.4 每周改造设计
单个模块灵活方便、空间独立、结构稳定性高。不仅方便不同地块之间的快速运输、吊装、拆卸，而且满足多次拆卸、转移、存放、吊装循环的需要，实现房屋的稳定性。周转使用用于减少损失、方便维护、提高资源利用率。
6.5 质量可控
由于90%的工作在工厂完成，产品的质量更容易控制。工厂化的生产方式可以保证构件的高精度和一致性，从而提高整个建筑的质量水平。
6.6 绿色节能环保
钢结构可回收利用，减少建筑垃圾的产生。同时采用节能材料和技术，采用合理的保温设计，保证房屋在使用过程中能耗低、碳排放低，并具有良好的通风采光性能，提高居住的舒适度和健康度。居住环境。 。
6.7 周转型保障租金住房产品的优势
从以上特点可以看出，周转型保障性住房具有：（1）综合效益高，产品生产时间短钢结构地基基础分类，劳动力成本低。 (2)建筑施工效率高。仅组装和拼接部件需要在现场加工。现场作业时间短，人工成本低。 （3）能够快速适应城市发展变化，实现不同区域之间的资源优化配置，提高土地利用效率。周转式保障性住房与传统建筑的比较优势如下：
周转型保障性住房产品汇总
周转型保障性住房为保障性租赁住房建设提供了新机遇、新渠道、新发展思路。这种住房形式可以与其他住房形式配合，共同满足城市的住房需求。提供灵活便捷的住房解决方案，满足城市高端国际人才、低收入新公民、新青年等青年人才的住房需求钢结构地基基础分类，缓解城市住房压力。
周转式保障房采用可回收的建筑材料和设计，在保证住房质量的同时，可以降低建设成本，提高资源利用效率。同时，这种形式的房屋还易于拆除和移动，并且可以在不同地块和场景中循环利用。具有高质量、高效率、低消耗、低成本，进一步节约资源。
周转式保障房符合可持续发展理念。不仅可以满足人们的住房需求，还可以减少对环境的负面影响。这种形式的住宅通常采用环保材料和绿色建筑技术，可以降低能源消耗，减少污染，促进城市绿色发展。 （作者单位：周小鲁、李天云、刘向前，深圳市建筑科技促进中心；杨志峰、张雷、胡梦辉，深圳市龙华人才安居有限公司；杨少华、唐涛成、许顺伟，深圳市中集建筑设计院有限公司）
参考
[1] T/CECS 641-2019，箱式钢结构集成模块施工技术规程[S]。北京：中国规划出版社，2019。
[2] DBJ/T 15-112-2016，集装箱房屋技术规程[S]。北京：中国城市出版社，2016。
[3] GB 50017-2017，钢结构设计标准[S]。北京：中国建筑工业出版社，2017。
[4]工业化建造模式数字化比较研究与应用[M]．中国建筑工业出版社，2022。
