钢结构装配式住宅卫浴系统的设计研究

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目前我国住宅建设正从传统粗糙式的施工方式向工业化的装配式转变。我国对钢结构装配式建筑结构和设计上的研究已有一定基础,但针对钢结构装配式内装系统比较少,缺乏理论依据支撑。在装配式内装系统中,卫浴系统作为技术专业要求较高的独立部品,对提升住户的居住环境,促进建筑工业化与住宅产业化的发展具有重要意义。本文以钢结构装配式住宅中的卫浴系统为研究对象,通过文献研究、实地调研、问卷调查、项目实操等方法,结合图表分析、建模模拟等方法进行研究。主要研究内容如下:(1)提出了我国发展钢结构装配式住宅卫浴系统的必然性。通过详细梳理钢结构装配式住宅卫浴系统的国内外发展历程,发现美国、日本、新加坡、澳大利亚、英国、意大利等较早发展装配式住宅的国家,均采用装配式卫浴、预制浴室单元、浴室吊舱等形式,来满足建筑从业人员减少及施工技术质量要求提高的时代建筑施工要求;均在工厂提前预制好构件,然后以组装或吊装的方式进行现场施工安装,进而提高施工效率,这与我国目前的住宅建设发展趋势基本吻合。(2)归纳总结了SMC、铝蜂窝复合瓷砖、钢结构+纤维水泥板三种装配式卫浴的优缺点。通过参与实际项目、调研展会前沿、走访企业三种方式,对装配式卫浴的产业现状展开全面调研。三者优点均为采用干法施工,施工周期短,装修效率高。缺点上,SMC装配式卫浴户型选择单一,净空间面积有所损失;铝蜂窝复合瓷砖装配式卫浴存在一定的防水隐患;钢结构+纤维水泥板装配式卫浴的施工质量受施工师傅手艺限制,运输过程无法保证产品完好无损。(3)提出了根据装配式住宅的建造特点、以用户需求为设计出发点进行功能户型与建造设计的逆推式设计逻辑,并总结了人性化设计、系统性设计、标准化设计、集成化设计、绿色设计五个设计原则。同时,根据装配式卫浴系统的组成要素,即卫浴部品、主体结构、内围护结构、设备与管线四大结构,提出了模块化和集成化两种设计方法。(4)依据上述研究所得的结论和设计原则与方法,通过参与企业实践项目,并完成了2套概念设计方案;同时提出了钢结构+SMC壁板连接的新型装配式卫浴系统进行方案优化探索,试图改善SMC装配式卫浴的空间损失问题,为今后钢结构装配式卫浴系统的研发设计提供参考和建议。
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