湛江市“钢结构装配式”的公共租赁住房项目

?  吴清山

本项目为湛江市重点民生工程之一，旨在满足中低层收入社会劳动者 (如清洁工、公交司机等) 的居住需求，为其提供高品质的公共租赁住房，以提升劳动者幸福感，体现社会公平性。

?  吴清山

?  吴清山

项目位于湛江市赤坎区东盛路南侧，东临福田路，西临华田路。基地呈长条状，东西长 175 米，南北宽 84 米，场地平整。北部为水质净化厂，东、南、西侧为已建成高层住宅区。北侧面向湾景，景观视线良好，周边交通便捷。

项目区位 ?  元本体

城市关系 ?  元本体

规划用地面积 24885㎡，总建筑面积 68606㎡。沿东盛路南侧展开布置三栋高层塔楼住宅，高低错落。底部三层裙房为商业配套服务设施。住宅产品以 45㎡ 与 60㎡ 的小户型为主，拥有良好的自然通风采光和景观朝向。

本项目作为住建部和广东省住建厅钢结构装配式住宅的重要试点工程之一，并非采用传统钢筋混凝土结构，而是采用钢结构+装配式预制构件的形式。

建筑平面设计符合钢结构体系特点进行平面布置，采用各功能模块及模块组合的设计方法，模块应进行优化组合，并应满足功能需求及结构布置要求；平面规则、平整，采用对称式布置方式；楼电梯及设备坚井等区域独立集中设置；空间分隔与结构梁柱布置相协调，空间布局考虑结构抗侧力体系的布置。

套型设计遵循定型化、系列化原则，采用标准化套型设计，大开间结构布置的方式，满足套内空间布置的灵活性、可变性，同时满足标准化、模块化、系列化及可组合的要求。

建筑立面设计符合湛江市气候特征条件，采用标准化与多样性相结合的方法，采用保温隔热性能良好的一体化墙板及配套的饰面材料，满足耐久性要求。外墙板、外门窗、阳台板、幕墙、空调板、遮阳设施及装饰等通用部品部件采用标准化设计，建筑立面形状规则、均匀，风格简洁现代。

钢结构装配式实施建造体系符合绿色低碳、节能环保要求，传达建筑全寿命周期可持续发展的理念。

设计挑战

项目位于台风侵扰的高风压地区，高层钢结构装配式的住宅体系设计，面临着如下挑战：

（1）小户型产品与钢构体系的适配性与可变性

（2）高风压地区高层建筑的结构舒适性

（3）性能化的构造体系

（4）定型化、标准化的装配式设计

（5）成本可控下的设计与施工、运营一体化绿色建造

?  吴清山

1 小户型产品与钢构体系的适应性与可变性

小户型适应钢结构体系

为了满足小户型产品与钢构体系的适应性，我们根据建筑使用功能需求、结构安全性指标（例如层间位移角和舒适度等）以及经济性指标，经过平面方案比选，选用点式平面方案。

点式平面的优点在于其外轮廓方正完整，凹凸变化少，有利于结构支撑的布置。

标准层平面比选 ?  元本体

方正规整的标准层平面 ?  元本体

可变户型适应多样使用需求

钢结构体系之下，对竖向结构进行优化，保证户型内部无结构性墙柱布置，为未来的空间改造与提升提供条件，具有更好的适应性与可变性。标准化的三种户型，尺寸合理，采光良好，厨卫集中，方便管线布置。户型之间可以进行组合，将60㎡与45㎡的户型组合成105㎡的新户型。户型内部通过隔墙的变化，实现一居室与两居室的转化，灵活变化的空间模式适应不同居住人数与功能需求。

60㎡与45㎡户型组合成105㎡新户型 ?  元本体

一居室与两居室的转化 ?  元本体

配套设计无障碍户型

发挥户型可变性的优势，通过调整厨房、卫生间、走道尺寸，减少一个卧室，提供无障碍单人户型，满足无障碍使用者的使用需求。

2 高风压地区高层建筑的结构舒适性

钢框架-混凝土核心筒结构体系

为满足装配式钢结构的建造，保证高风亚地区的结构舒适性，首先通过平面方案比选确定点式平面；再通过YJK软件对钢框架-中心支撑结构、钢框架-混凝土核心筒、钢框架-钢板剪力墙，得到钢框架-混凝土核心筒结构顶点风振加速度值最小，且用钢量较小；再经过三种四种结构布置的比较，选择顶点风振加速度值最小，且经济性指标较好的方案；最终通过YJK模型、Midas模型、风洞试验的分析振动频率、振动加速度和振动持续时间，选择满足风震舒适度的方案，最终确定采用钢框架-混凝土核心筒结构体系。

竖向结构构件

竖向结构构件采用钢管混凝土柱与铝模施工的现浇混凝土核心筒，混凝土核心筒增强楼栋的舒适度与空间的实用性，钢管混凝土柱满足装配式需求。

水平结构构件

水平结构构件核心筒之外的梁全部采用钢梁，楼板和阳台板则是钢筋桁架楼承板，空调板使用预制铝合金构架。

3 性能化的构造体系

围护墙体系

围护墙选用了 ALC 条板+铝板幕墙+铝合金外门窗的做法，并与保温隔热装饰集成一体化设计。

内隔墙体系

内隔墙体系在分户墙与户内隔墙使用 ALC 条板或加气混凝土砌块墙，卫生间与核心筒内的管井楼梯间采用加气混凝土砌块砌筑。

外墙防水

我们在建筑外墙防水设计方面，采用了两道防水体系和空腔相结合的防水措施。使用密封铝板作为第一道外墙防水层，其次采用了 1.2 厚的聚合物防水涂层作为第二道防水层，用于保护墙板外墙面。铝板与 ALC 墙板之间的空腔被利用为隔水层，更好地隔离墙体与雨水的接触，多重防水设计措施有效地防止渗透和漏水的发生。

两道防水体系剖面详图 ?  深大院

4 定型化、标准化的装配式设计

标准化平面与户型

各层平面标准化，平面规整，承重墙上下贯通，形体上没有过大凹凸变化，符合建筑功能和结构抗震安全要求。各楼栋利用标准户型进行组合、拼接，实现户型标准化。

模数标准化与装配式建筑体系相协调

建筑设计采用统一模数协调尺寸，符合现行国家标准《建筑模数协调标准》GB/T50002-2013的要求；套型采用模块化设计，起居室和卧室的开间采用模数设计, 厨房、卫生间采用模块化设计。墙板结合条板 600mm 宽模数，设置开窗位置；门窗洞高度一致，同类房间宽度规格保持一致；窗户分格、开启扇宽度保持一致。

构件与构件连接节点标准化

在不同户型、不同部位之间，应用标准化的预制构件，如钢柱、钢梁、成品墙板、空调板等，最大限度地实现预制构件标准化。预制构件连接节点标准化，实现后期安装做法统一。

5 成本可控下的设计与施工、运营一体化绿色建造

BIM 应用

本项目 BIM 技术主要应用于钢结构安装、装配式设计、管线碰撞检测等内容。设计中制定 BIM 实施方案，按照 BIM 实施方案开展 BIM 应用；创建与施工范围一致的深化设计模型、施工模型、竣工模型；利用深化设计模型、施工模型开展 BIM 应用，模拟施工方案、优化施工方案、施工方案交底；利用模型与其他相邻工程开展协同，消除碰撞、合理划分施工界面；根据设计变更图纸更新施工模型。

塔楼钢结构BIM模型 ?  深大院

深化设计阶段，进行钢结构深化与预制拼装，对钢构件施工过程进行模拟，利用 BIM 模型对杆件、节点连接、螺栓、焊缝进行预制拼装，辅助下料。并展开碰撞检查与净空分析，预留洞口核查，并根据 BIM 模型进行各专业的深化设计。

钢结构节点深化设计 ?  中建科工

施工过程中借助 BIM 进行施工场地布置、进度控制、造价管理、施工方案模拟、施工工艺模拟、施工指导、材料控制及优化、装配式机房、无人机应用、VR技术应用等工作。

水泵房管线布置示意图  ?  深大院

结构指标监测

在结构指标的监测方面，通过对高层钢结构住宅风振加速度等指标的监测，填补国内该领域的空白。并将通过数值模拟、风洞试验、结构监测三项数据的交叉对比，指导后续钢结构住宅结构设计定案和优化。结构健康监测系统采用云端监测平台，通过远程指令将现场传感器采集的数据发送到云平台上进行分析、预警、评估。

风洞试验与结构监测  ?  深大院

绿色建造

钢结构建材与装配式建造，结合 BIM 技术，实现绿色建材绿色施工，与传统建造相比，减少建造用水 80%，减少材料浪费 20%，减少建造垃圾 80%，综合节能 70%，降低建筑后续维护费用 95%，钢结构材料 100%可回收或降解。

?  吴清山

东盛路项目施工现场  ?  元本体

项目图纸

周边环境 ?  元本体 首层平面图 ?  元本体 北立面图 ?  元本体  

剖面图 ?  元本体  

两道防水体系平面详图 ?  深大院  

内隔墙体系 ?  深大院  

外窗详图 ?  深大院  

外窗详图  ?  深大院  

外窗详图  ?  深大院  

 

机器人安装ALC墙板 ?  中建科工  

 

项目信息

项目名称：适应标准化钢结构体系下的居住产品类型——湛江市东盛路南侧钢结构装配式公共租赁住房

建筑设计：深圳大学建筑设计研究院元本体工作室

项目完成年份：2021年

建筑面积：68606㎡

项目地址：广东省湛江市赤坎区东盛路南侧

主创建筑师：蔡瑞定、马越

建设单位：湛江市住房和城乡建设局

EPC单位：中建科工集团有限公司

设计单位：深圳大学建筑设计研究院

建筑方案设计团队：蔡瑞定、陈恒生、陈景文、何伟勇

施工图设计团队：马越（建筑）、姚远（建筑）、李程（建筑）、刘畅（结构）、张剑（结构）、徐斌（结构）、邱松明（结构）、李赫（给排水）、侯健（给排水）、刘中平（电气）、严润锋（电气）、韩国园（暖通）、唐进（造价）

监理单位：深圳市合创建设工程顾问有限公司

室内单位：立木设计研究室有限公司、中建科工集团有限公司、浙江亚厦装饰股份有限公司、 深圳大学建筑设计研究院元本体工作室

景观单位：深圳地道国际设计顾问有限公司

摄影师：吴清山、中建科工、立木设计