“钢结构模块化建筑”
在周转型保租房产品中的应用
摘要：保租房是保障性住房重要组成部分，在当前科技发展迅速和环保理念逐渐深入人心的背景下，周转型保租房产品将成为新的研发方向，它是进一步把钢结构模块化建筑发挥到极致的体现，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型保租房中的应用综合体现。
关键词：钢结构模块化；周转型保租房；“可持续、可移动、可循环”设计；标准化；绿色环保
模块化建筑，是采用集装箱式钢结构模块化的建筑，工厂预制钢结构主体、外围护板、楼板、顶板、隔墙、地面、天花、机电设备管线等部品部件，在施工现场吊装组合而成，并满足相关建筑性能要求和吊装运输的性能要求的装配式建筑，又称之为箱式模块化建筑。
中集建科在模块化建筑领域已经深耕多年，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，累计落地全球项目超过 200个，已为全球用户提供了约10万个建筑模块。
2.1 英国纽卡斯尔大学新学生公寓 Park View StudentVillage
建造6栋学生公寓，模块建筑部分 含1261个标准房，9个残疾人房，162个厨房，共计789个模块，项目设计使用周期为 50年，采用中集模块化建筑仅在6个月内便完成搭建。
2.2 香港科技园九龙西“InnoCell 人才公寓”
位于香港新界大埔，是香港科技园建造的一座17层高的集居住、办公及配备相关附属设施的创客公寓，共约418个房间。其建筑面积为15300㎡。该项目1~2层将采用传统建筑形式，3~17层将采用中集模块化建筑。
根据以往参考案例，钢结构模块化建筑的公寓建造已经是一个十分成熟的模式。
国家战略层面上，建筑产业现代化以工业化生产、装配式施工的方式为起点，对建筑业进行转型升级，在建筑行业的节能减排、提高建筑科技含量和质量、解决建筑市场劳动力资源短缺、节约资源和降低成本等方面符合社会需求，也是我国制造 2025 计划中的重要内容。
随着国家城市化进程的推进和人口流动性的增强，临时性、过渡性的居住需求日益突出，解决新青年人、新市民的住房问题迫在眉睫。借此契机，深圳市中集建筑设计院有限公司在箱式模块化建筑的基础上设计出周转型保租房产品。
周转型保租房是一种创新的，在钢结构模块化建筑的基础上进行细化和升级后的产品，是具备“可持续、可移动、可循环”的设计理念的建筑产品。
本产品主要结合套内使用面积 18㎡ 小户型的标准设计，单个标准户型模块融合有阳台、住房、过道。其中含起居功能模块、厨房功能模块、卫浴功能模块。
4.1 标准户型 A 户型
针对人群：新市民、新青年简约单身公寓。模块规格：长 6700mm× 宽 3600mm× 高 3400mm，另外挂 1000mm 宽阳台模块。
（单个标准模块（A 户型）平面图）
（单个标准模块（A 户型）效果图）
可以完全满足单人或情侣的生活起居的要求，并提供标准的生活家具及部分生活电器。
通过两个模块对置组合为一个带有内廊的标准层一个完整轴。
（户型对拼平面图）
再连续组排成完整的一个标准层。
（标准层平面布置）
通过叠箱组装成6层的建筑。
每个房间单独居住可满足120人居住，双人居住可满足240 人居住，而建筑占地面积仅仅675㎡，方便在临散的小地块搭建，灵巧且实用。
本产品主要针对新青年人、新市民，除了满足他们的基本居住需求，还要满足其他方面的生活需求，比如在首层配有公共大厅、公共书吧、咖啡吧、健身房、快递收发站、共享厨房、公共洗衣房、公共卫生间、楼梯间、电梯等。这样既满足了居住人群基本的生活方式，又增加了人文关怀，强化了居住体验。
所用模块规格：长6700mm×宽3600mm×高4200mm。
（首层平面布置）
4.2 建筑信息
建筑面积：4051.8㎡；建筑使用年限：50年，可做永久性建筑；建筑高度：6 层，21.9m；重要性系数：1.0；设防分类：标准设防（丙类）；设防类别：7 度（0.1g），二组，Ⅱ类场地，周期折减 0.95；阻尼：小震阻尼比 0.035，大震阻尼比 0.05（深圳市2023《钢结构模块化建筑技术规程》）；风荷载：基本风压 0.8kPa，地面粗糙 c；楼板形式：压型钢板组合楼板，一层、屋顶同样做结构板；组合形式：建筑的形式需根据地块的信息，可以组合成“二”字型、L 型、U 型、“口”字等。
4.3 建 筑 结 构
形式钢结构模块化建筑，每个模块都是一个独立且稳定的结构体系。
模块单元上下采用铰接，模块左右之间采用 weld 连接，这样的连接方式结构稳定，且方便安装和拆卸。
（连接示意图）
（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 机电设备管线形式
建筑的给水排水、暖通空调、电气、智能化等各设备均集成到标准模块中，管线与结构分离，方便检查、维修和更换。每个标准模块都在工厂集成一个独立设备管线体系，预留有接头，方便现场的连接工作。
为了方便移动拆卸组装，排水管道均设置在外墙空位，这样减少了建筑在腾挪时的损耗。
建筑内部管线在吊装完成后，在过道天花上做少量的现场连接工作。
4.5 装配式内装修
所有单元模块在工厂内一体化成型，墙体、天花、地面、门窗、卫浴洁具、厨房灶台、暖通设备、开关插座均在工厂内预制完成，只预留拼缝、预留检修部分及局部装饰工程在现场完成，设备管线设有检修口。
考虑到二次转运和循环利用，所采用饰面材料均为易更换、易修复的块材，以300mm的模数为基准，部品选型应满足绿色、环保的要求。尽量采用固定式家具，减少了建筑在腾挪时的损耗。
室内装修设计准确定位各类设备、设施、电器等的位置，并满足相应的安装及使用条件。
4.6 地基基础设计
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的回收利用和拆除，采用分段预制、整体装配预制、可回收桩等基础形式。
工厂预制后再运输到现场，与建筑模块生产同时进行。
4.7 运输与吊装
标准模块规格为长6700mm×宽3600mm×高3400mm，这样的尺寸使得模块轻便，能在狭小的空间地块吊装，也保证了能在任何形式道路上的运输。
4.8 外幕墙与金属屋面
外幕墙也进行了模块化的设计，现场只需进行女儿墙装饰板、拼缝的装饰板以及部分外挡板安装，方便拆卸、安装，以降低损耗率。
金属屋面也以长6700mm×宽3600mm模数设计，以方便拆卸、安装，降低损耗率。
“可持续、可移动、可循环”的设计理念是本产品能推向市场、突破现状的根本。我们将继续深化这一设计理念，不断创新和优化产品设计，致力于推动产品的环保、高效和灵活发展，为用户带来更好的使用体验。
在标准户型模块的基础上我们还拓展了其他户型形式。
5.1 拓展 B 户型
针对人群：国际化高端青年才俊。
相较于A户型居住更加舒适，户型采用酒店式的设计，家具更加整体好用，私密性更好，采光也更为通透。
结构基础还是采用标准模块的钢结构主体，只是把B户型入口调整在标准户型的阳台边，就设计出这样一个较高品质的户型方案。
（拓展模块（B 户型）平面图）
（拓展模块（B 户型）效果图）
5.2 拓展 C 户型
针对人群：合租群体、同居情侣、3口之家。
拓展模块C户型在A户型的基础上进行加高，设计了一个跃层，这样起居
和休息空间就能相对比较独立，使用的空间更加多样化此户型为特殊模块规格：长6700mm×宽3600mm×高4200mm。
（拓展模块（C 户型）平面图 1）
（拓展模块（C 户型）平面图 2）
（拓展模块（C 户型）效果图）
5.3 拓展 D 户型
针对人群：产业园区、企事业单位集体宿舍，户型可以根据企业的需求满足2到4人居住。
同样配有A户型一样的配置，用于满足特殊户型的模块及其他配套设施模块。
（拓展模块（D 户型）平面图）
（拓展模块（D 户型）效果图）
拓展高、中、低多个维度的产品，能打造出需求契合、高效集约的居住空间，满足不同收入人群配置要求。
6.1 标准模块化设计
采用 BIM 技术数字化正向设计、部品部件标准化生产，维护系统、结构系统、装饰装修系统、设备管线系统均采用模块化，经过设计每个标准模块都具有独立性。
模块化的思维延展：
（1）起居空间模块。空间尺寸：长3600mm× 宽 3300mm；空间功能：睡眠、休闲、生活物品存放、临时办公；标准定制家具：床长2100mm×宽1500mm，休闲沙发长 1500mm×宽600mm，衣柜长1200mm×宽600mm， 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，食物存储；标准定制家具：橱柜长1800mm×宽600mm。
（3）整体卫浴模块。空间尺寸：长1800mm× 宽 1800mm；空间功能：洗漱、便溺、淋浴；标准定制家具：洗手台宽 600mm×深550mm× 高700mm。
（4）外挂阳台模块。空间尺寸：长2700mm× 宽 1000mm；空间功能：洗衣、晾晒、休闲。
（5）其他功能性模块均集成在标准模块的尺寸内。如楼梯间模块、电梯及电梯厅模块公共设施区域模块化设计，标准模块化率达到60%以上。
6.2 高度工厂化预制
该产品是在箱式钢结构模块化建筑的基础上进行技术上的升级和细化，结合工厂智能化制造，达到90%部品部件在工厂内预制完成，包括钢结构主体、外围护板、楼板、顶板、隔墙、地面、天花、机电设备管线等。
6.3 快速供应
按照以往数据与经验，从模块生产到拎包入住只需要3~6 个月。相较于其他形式的建筑施工周期可以做到工厂预制与现场作业同时进行，由于标准化设计，多个独立模块同时进行，亦能同时满足多个项目同时进行。
6.4 周转型设计
单个模块灵活便利、空间独立、具有高度的结构稳定性，不仅方便在不同的地块之间快速运输、吊装和拆卸，还满足多次拆卸、转运、存储、吊装循环使用的需求，实现房屋的周转型使用，以达到减少损耗、方便维护、提高资源利用率的目的。
6.5 质量可控
由于90%工作在工厂内完成，产品各项质量更容易控制。工厂化的生产方式可以确保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
钢结构可以回收利用，减少了建筑垃圾的产生。同时，采用节能材料和节能技术，通过合理的保温隔热设计，确保房屋在使用过程中具有较低的能耗和碳排放，良好的通风和采光性能，以提高居住环境的舒适度和健康性。
6.7 周转型保租房产品优势
从以上特点可以看出周转型保租房：（1）综合效益高，产品生产时间短，劳动力成本低。（2）建筑建设效率高，现场仅需拼装、处理拼接部位，现场作业时间少，劳动力成本低。（3）能快速适应城市发展变化，实现不同区域之间资源的优化配置，提高土地利用效率。周转型保租房与传统建筑对比优势如下表：
周转型保租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相互配合，共同满足城市的住房需求。提供一种灵活、便捷的住房解决方案，满足城市中高端国际化人才中的青年才俊、低收入人群新市民和新青年的住房需求，缓解城市住房压力。
周转型保租房采用可循环利用的建筑材料和设计，能够在保证住房质量的前提下，降低建设成本，提高资源利用效率。同时，这种住房形式也便于拆卸和移动，可以在不同的地块和场景下循环利用，高质量、高效率、低消耗、低成本，进一步节约资源。
周转型保租房符合可持续发展的理念，它不仅能够满足人们的住房需求，还能够减少对环境的负面影响。这种住房形式通常采用环保材料和绿色建筑技术，能够降低能耗、减少污染，推动城市的绿色发展。（作者单位：周晓璐、李天云、刘向前，深圳市建设科技促进中心；杨智锋、张磊、胡孟辉，深圳市龙华人才安居有限公司；杨绍华、汤涛成、许顺伟，深圳市中集建筑设计院有限公司）
参考文献
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[2] DBJ/T 15-112-2016, 集装箱式房屋技术规程 [S]. 北京 : 中国城市出版社 ,2016.
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[5] 姜兴贵 . 深圳新政拟调整保障性住房类型 [N]. 广东建设报 ,2023-04-11.
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