裝配式整體衛(wèi)生間設(shè)計(jì)研究

譚鵬飛　侯軍　羅富中　楊經(jīng)緯

【摘要】裝配式整體衛(wèi)生間以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、一體化裝修、裝配化施工為建造模式，把傳統(tǒng)建造方式中衛(wèi)生間的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠批量生產(chǎn)，是一種可實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價(jià)值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建造生產(chǎn)方式。本文結(jié)合傳統(tǒng)衛(wèi)生間設(shè)計(jì)的弊端，從建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣各個(gè)專(zhuān)業(yè)對(duì)裝配式整體衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)做分析研究，闡述裝配式整體衛(wèi)生間的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】裝配式整體衛(wèi)生間;標(biāo)準(zhǔn)化;模塊化;SI體系;管線分離

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

裝配式整體衛(wèi)生間是一種新型的建造方式，以盒子構(gòu)件建造為設(shè)計(jì)思路，在工廠完成預(yù)制生產(chǎn)和一體化裝修，現(xiàn)場(chǎng)完成其與主體結(jié)構(gòu)組裝，具有施工周期短、施工成本低、不受氣候影響可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和機(jī)電管線全分離等優(yōu)勢(shì)，將在未來(lái)的裝配式住宅建筑項(xiàng)目中有廣闊的應(yīng)用前景。

1、裝配式整體衛(wèi)生間的概述

裝配式整體衛(wèi)生間是以一個(gè)衛(wèi)生間為一個(gè)基本的模塊單元，在工廠完成衛(wèi)生間的外框架混凝土結(jié)構(gòu)的整體預(yù)制與內(nèi)部一體化裝修，并將集成頂板、壁板、防水底盤(pán)、五金、潔具、電氣以及給排水管線等進(jìn)行組裝。以建筑工業(yè)化為設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)、整體生產(chǎn)、整體安裝和整體服務(wù)。

2、建筑設(shè)計(jì)

2.1模數(shù)化設(shè)計(jì)

基本模數(shù)的數(shù)值應(yīng)為100mm（1M等于100mm），擴(kuò)大模數(shù)基數(shù)應(yīng)為2M、3M、6M、9M、12M等即為基本模數(shù)的整數(shù)倍數(shù)，分模數(shù)基數(shù)應(yīng)為M/10、M/5、M/2。在裝配式整體衛(wèi)生間建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循模數(shù)協(xié)調(diào)原則，通過(guò)協(xié)調(diào)主體結(jié)構(gòu)部件、外圍護(hù)部品、內(nèi)裝部品、設(shè)備與管線部品之間的模數(shù)關(guān)系，優(yōu)化部品部件的尺寸，保證其標(biāo)準(zhǔn)化，滿(mǎn)足通用性與互換性的要求，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口實(shí)現(xiàn)部品部件的組合與互換，從而進(jìn)行大規(guī)模的工廠化生產(chǎn)。

2.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是裝配式建筑發(fā)展的必經(jīng)之路，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，而工廠化生產(chǎn)是降低成本的重要手段。在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)，我們不僅僅要滿(mǎn)足《裝配式整體衛(wèi)生間應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T467-2018、《住宅衛(wèi)生間功能及尺寸系列》GB/T11977-2008等相應(yīng)規(guī)范的要求，還需參照廠家給定的集成衛(wèi)生間尺寸，將兩者相互結(jié)合，從而達(dá)到節(jié)約成本，提高安裝效率。

2.3模塊化設(shè)計(jì)

裝配式整體衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)思路是指將衛(wèi)生間拆分為一個(gè)基本的模塊單元，通過(guò)在工廠完成預(yù)制生產(chǎn)、內(nèi)部裝修以及機(jī)電設(shè)備管線安裝，再將其運(yùn)輸?shù)巾?xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，與主體結(jié)構(gòu)連接。這種模塊化設(shè)計(jì)方式，具有明顯優(yōu)勢(shì)：

（1）施工周期短。裝配式整體衛(wèi)生間在工廠完成預(yù)制生產(chǎn)、內(nèi)部裝修和機(jī)電設(shè)備管線安裝，設(shè)計(jì)圖紙完成后便可進(jìn)行生產(chǎn)，不需依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度。

（2）降低施工成本。采用模塊化設(shè)計(jì)思路，即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模具的標(biāo)準(zhǔn)化，縮短了構(gòu)件的加工時(shí)間，從而也降低了生產(chǎn)成本。

（3）減少環(huán)境污染，更加綠色環(huán)保。除與主體結(jié)構(gòu)連接采用濕作業(yè)外，其余無(wú)需濕作業(yè)。

3、裝配式整體衛(wèi)生間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)住宅的衛(wèi)生間一般采用降板回填的做法，工序繁瑣且質(zhì)量不穩(wěn)定，而目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的裝配式整體衛(wèi)生間一般是指通過(guò)SMC或亞克力等材質(zhì)的底盤(pán)、墻板與天花組裝，其塑料感與空腔感也難以被接受。而本文所述裝配式整體式衛(wèi)生間采用鋼筋混凝土整體預(yù)制，集成衛(wèi)生間功能部品與裝修一體化，解決了上述各類(lèi)問(wèn)題。

3.1構(gòu)造設(shè)計(jì)

本文所述平面為矩形房間，外墻面為混凝土剪力墻，剪力墻相對(duì)面為有連接墻面，其余兩面為混凝土隔墻，上下為混凝土頂?shù)装?，整體為混凝土六面體結(jié)構(gòu)單元，剪力墻面根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)置墻厚與配筋，無(wú)連接隔墻面采用8cm厚混凝土與單層構(gòu)造配筋，有連接側(cè)墻面需附加連接鋼筋，底板采用6cm混凝土與單層構(gòu)造配筋，頂面采用10cm厚混凝土與單層構(gòu)造配筋，剪力墻面開(kāi)窗洞，隔墻面或有連接側(cè)墻面根據(jù)建筑需求開(kāi)門(mén)洞。

衛(wèi)生間剪力墻側(cè)的豎向連接采用套筒灌漿技術(shù)，即在衛(wèi)生間剪力墻頂部預(yù)留伸出鋼筋，底部預(yù)埋灌漿套筒，安裝時(shí)將預(yù)留鋼筋插入上層衛(wèi)生間單元的灌漿套筒內(nèi)，再用高強(qiáng)灌漿料灌注密實(shí)，套筒灌漿技術(shù)應(yīng)用廣泛，其連接安全可靠，可等同現(xiàn)澆;有連接側(cè)墻面下部設(shè)置凹槽作為后澆樓層梁模板，待樓層梁板澆筑完成后直接裝入對(duì)應(yīng)位置，頂部預(yù)留鋼筋深入與上層后澆樓層梁內(nèi)，待上層樓板澆筑后與主體結(jié)構(gòu)形成整體;上層底板與下層頂板為非受力結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)可采用座漿工藝處理。

4、裝配式整體衛(wèi)生間的給排水設(shè)計(jì)

4.1給水設(shè)計(jì)與安裝

裝配式整體衛(wèi)生間豎向管道敷設(shè)于衛(wèi)生間壁板與預(yù)制墻之間的空腔內(nèi)，通過(guò)在壁板上預(yù)留孔洞，與壁板內(nèi)側(cè)給水管連接。裝配式整體衛(wèi)生間給水管道和衛(wèi)生間潔具在預(yù)制工廠內(nèi)完成安裝，僅需留有與戶(hù)內(nèi)給水管道的連接口。

4.2排水設(shè)計(jì)與安裝

目前國(guó)內(nèi)衛(wèi)生間的排水通常采用隔層排水和同層排水兩種形式。隔層排水的缺點(diǎn)在于：

（1）每個(gè)衛(wèi)生潔具的排水橫管，均需要在結(jié)構(gòu)樓板的相應(yīng)位置開(kāi)洞，開(kāi)洞數(shù)量較多，發(fā)生滲漏的風(fēng)險(xiǎn)較大。

（2）當(dāng)排水管道發(fā)生堵塞時(shí)，維修不便。

（3）每個(gè)衛(wèi)生潔具的排水橫管，均需要在結(jié)構(gòu)樓板的相應(yīng)位置開(kāi)洞，住戶(hù)后期需要重新調(diào)整衛(wèi)生潔具位置時(shí)，需要重新開(kāi)洞，不利于衛(wèi)生潔具的按住戶(hù)的使用要求靈活調(diào)整。

（4）上層住戶(hù)的排水橫管安裝在下層住戶(hù)衛(wèi)生間結(jié)構(gòu)頂板與吊頂內(nèi)，上層住戶(hù)的使用衛(wèi)生潔具時(shí)，會(huì)對(duì)下層住戶(hù)造成明顯的噪音影響。

在經(jīng)歷了隔層排水的不利因素后，我國(guó)規(guī)范建議在條件允許時(shí)采用同層排水。目前國(guó)內(nèi)在住宅衛(wèi)生間常見(jiàn)的同層排水方式為沉箱降板式。衛(wèi)生間結(jié)構(gòu)板面通常下沉300～350mm，在結(jié)構(gòu)板面和地面飾面層下設(shè)兩層防水隔離層，采用水泥陶粒對(duì)填充層回填。衛(wèi)生潔具的排水橫管暗埋于沉箱的回填層內(nèi)。此種排水方式缺點(diǎn)在于：

（1）對(duì)埋于沉箱內(nèi)的排水管道檢修時(shí)，需破壞現(xiàn)有裝飾面，取出回填材料后，方可進(jìn)行更換。

（2）在結(jié)構(gòu)樓面和地面飾面層設(shè)有兩層防水隔離層，在地面飾面層完成后，防水質(zhì)量得不到有效檢查，容易滲水到回填層內(nèi)。

（3）下沉空間采用回填材料回填，將增大結(jié)構(gòu)荷載，增加工程造價(jià)。

裝配式整體衛(wèi)生間采用的排水方式亦為沉箱降板式同層排水，衛(wèi)生間結(jié)構(gòu)板面下沉200mm，通常采用SMC材質(zhì)的防水底盤(pán)，防水底盤(pán)通過(guò)支架安裝在結(jié)構(gòu)樓板面上，通過(guò)安裝支架調(diào)整防水底盤(pán)的排水坡度，無(wú)須對(duì)下沉空間進(jìn)行回填。排水橫管安裝在防水底盤(pán)與下沉結(jié)構(gòu)板面的空腔內(nèi)。此種技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：

（1）衛(wèi)生潔具的排水橫管堵塞或者發(fā)生滲漏時(shí)，無(wú)需破壞裝飾面，即將衛(wèi)生間壁板和防水底盤(pán)拆除后，便可進(jìn)行維修。

（2）防水底盤(pán)采用上翻沿的特殊構(gòu)造設(shè)計(jì)，壁板安裝在防水底盤(pán)的上翻沿內(nèi)，僅需對(duì)沉箱結(jié)構(gòu)樓面進(jìn)行灌水觀察，檢查防水質(zhì)量，避免了二次裝修時(shí)因地面飾面層防水質(zhì)量不合格，導(dǎo)致衛(wèi)生間滲水到沉箱內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）衛(wèi)生間結(jié)構(gòu)板面下沉較傳統(tǒng)衛(wèi)生間低，防水底盤(pán)利用支架支撐在下沉空間的結(jié)構(gòu)樓面上，無(wú)需采用回填材料回填。

（4）在預(yù)制工廠內(nèi)批量安裝衛(wèi)生間內(nèi)部裝修和排水管道，縮短了施工時(shí)間，保證了此部分的裝修質(zhì)量。

（5）衛(wèi)生潔具的排水橫管安裝在防水底盤(pán)與下沉結(jié)構(gòu)板面的空腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了管線分離。

5、通風(fēng)設(shè)計(jì)

衛(wèi)生間通風(fēng)按動(dòng)力可分為自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)和復(fù)合通風(fēng)。衛(wèi)生間的使用大多是間歇性，一旦需要，就要求大量的排風(fēng)，這一點(diǎn)也是自然通風(fēng)很難達(dá)到的。機(jī)械通風(fēng)正好彌補(bǔ)了自然通風(fēng)的不足，但往往我們?cè)谛l(wèi)生間僅僅安裝了機(jī)械排風(fēng)口，在沒(méi)有新風(fēng)引進(jìn)的話，會(huì)造成室內(nèi)負(fù)壓，即使打開(kāi)排風(fēng)系統(tǒng)，效果也一定達(dá)不到預(yù)期效果，此時(shí)以為不僅排不出去，而且會(huì)一直停留在衛(wèi)生間，極大的影響了舒適度指標(biāo)。復(fù)合通風(fēng)不僅可以通過(guò)外窗實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，也可以通過(guò)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)。這樣一來(lái)，不僅做到了環(huán)保、節(jié)能，也滿(mǎn)足了各個(gè)時(shí)段對(duì)衛(wèi)生間通風(fēng)的需求。

6、電氣設(shè)計(jì)

6.1保護(hù)管的選擇

《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ242-2011第7.2.2條中要求“潮濕地區(qū)的住宅建筑及住宅建筑內(nèi)的潮濕場(chǎng)所，配電線路布線宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料導(dǎo)管或金屬導(dǎo)管?！逼錀l文解釋是“規(guī)定塑料導(dǎo)管管壁厚度不應(yīng)小于2.0mm是因?yàn)榫勐纫蚁┯操|(zhì)電線管PC20及以上的管材壁厚大于或等于2.1mm，聚氯乙烯半硬質(zhì)電線管FPC壁厚均大于或等于2.0mm。”從規(guī)范上不難看出，在衛(wèi)生間類(lèi)的潮濕場(chǎng)所，做出保護(hù)管壁厚不小于2.0mm，是以塑料導(dǎo)管做出的要求。塑料導(dǎo)管相對(duì)于金屬導(dǎo)管更易安裝，因此，在滿(mǎn)足規(guī)范的前提下，一般選用塑料導(dǎo)管作為導(dǎo)線的保護(hù)管。

6.2管線的敷設(shè)方式

《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ242-2011第7.2.3條中要求“敷設(shè)在鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板內(nèi)的線纜保護(hù)導(dǎo)管最大外徑不應(yīng)大于樓板厚度的1/3，敷設(shè)在墊層的線纜保護(hù)導(dǎo)管最大外徑不應(yīng)大于墊層厚度的1/2。線纜保護(hù)導(dǎo)管暗敷時(shí)，外護(hù)層厚度不應(yīng)小于15mm;消防設(shè)備線纜保護(hù)導(dǎo)管暗敷時(shí)，外護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm?！币酝鶄鹘y(tǒng)衛(wèi)生間的電氣水平管線敷設(shè)在衛(wèi)生間吊頂內(nèi)，豎向管線敷設(shè)需要對(duì)墻面開(kāi)槽。裝配式整體衛(wèi)生間內(nèi)部設(shè)有頂板和壁板，相當(dāng)于衛(wèi)生間的吊頂和裝飾墻面，因此水平管線敷設(shè)方式與傳統(tǒng)衛(wèi)生間相同，而豎向管線敷設(shè)在壁板與衛(wèi)生間墻體之間的空腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了電氣管線的完全分離。

6.3燈具、開(kāi)關(guān)、插座的要求

《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ242-2011第9.4.4條中要求“衛(wèi)生間等潮濕場(chǎng)所，宜采用防潮易清潔的燈具;衛(wèi)生間的燈具位置不應(yīng)安裝在0、1區(qū)內(nèi)及上方。裝有淋浴或浴盆衛(wèi)生間的照明回路，宜裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，燈具、浴霸開(kāi)關(guān)宜設(shè)于衛(wèi)生間門(mén)外。”《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096-2011第8.7.4條中要求“套內(nèi)安裝在1.80m及以下的插座均應(yīng)采用安全型插座”。在設(shè)計(jì)時(shí)，除滿(mǎn)足規(guī)范要求外，衛(wèi)生間內(nèi)的燈具還應(yīng)考慮其裝飾美觀的要求。通常燈具選用300×600mm的照明、風(fēng)暖、排氣扇一體集成吊頂面板燈在頂板上安裝，衛(wèi)生間開(kāi)關(guān)、插座面板安裝高度均在1.8m以下，且有濺水的隱患，故選用防濺安全型。

結(jié)語(yǔ)：

裝配式整體衛(wèi)生間是基于建筑標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化生產(chǎn)、一體化裝修和裝配化施工為設(shè)計(jì)理念，以SI建造方式將內(nèi)部裝修與機(jī)電管線實(shí)現(xiàn)了管線完全分離，滿(mǎn)足了裝配式建筑的模塊化建造、精細(xì)化建造和綠色化建造的施工技術(shù)要求。大大縮短了衛(wèi)生間的施工周期，提升了內(nèi)部裝修與機(jī)電設(shè)備管線的安裝精準(zhǔn)度和安裝效率，節(jié)約了施工成本，將是我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ/T467-2018裝配式整體衛(wèi)生間應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[2]GB/T11977-2008住宅衛(wèi)生間功能及尺寸系列 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[3]GB50096-2011住宅設(shè)計(jì)規(guī)范 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[4]JGJ242-2011住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 中國(guó)建筑工業(yè)出版社