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成功的伙伴关系——公共住房预制浴室的发展 高俊明教授 香港理工大学建筑及土地使用学院副校长兼院长 IrSO Yau Chi 友利建筑有限公司董事兼总经理。 一、发展基础 近年来，房屋委员会在设计高层住宅楼宇时，采用了模块化的概念。由于单位内的形状、大小和布局高度标准化，这为在建筑过程中实施预制浴室单元创造了机会。这间预制浴室是在友利的倡议下发展的，目的是提高浴室的防水性能，以及减少地盘内的湿作业，例如抹灰及铺砖工程。 建造浴室的传统方法涉及现场的几个行业，即混凝土骨架的支模板工、绑钢筋工、浇筑混凝土工、隔墙砌砖工、防水层防水工、铝窗安装工、装修的抹灰工和瓦工，以及管道和排水工程的水管工在一起工作。大量的不同工种需要仔细的协调和监督，以确保工程的质量。湿作业的存在不仅会造成混乱的工作环境，在他们的作业中，包装和材料浪费也会造成环境问题。 为了尽量减少这些因素的影响，友利建筑有限公司（友利）在一九九八年与香港理工大学合作发展预制浴室。这样，这些预制混凝土浴室的生产就可以在工厂里进行，在那里，工艺可以很容易地得到保证。通过对物料的系统控制，可以最大限度地减少浪费，废料也能得到处理和控制。 二、设计概念 该设计基于以下基本概念： （a）以终端用户为中心的设计 预制混凝土浴室应遵循公寓的设计。首先，这需要优化可用空间，同时对现有设计进行最小的更改。为实现这一目标，预制混凝土浴室的墙壁、天花板和底板的厚度限制在50-75毫米。 （b）环保 为减少建筑废物的产生，应尽量减少工地上的湿作业，例如抹灰和砌砖工程。结果，所有的成品都在工厂里完成了。 （c）可建性 预制混凝土浴室应该准确安装就位和操平。安装方法应该简单，并且便于半熟练工人操作。安装时间不得对施工方案产生不利影响。 （d）耐久性 预制混凝土浴室的设计应能承受起重和运输过程中可能的冲击荷载。 （e）将来的维修 在预制混凝土浴室的设计中，防水细节和材料选择应发挥重要作用。应减轻渗漏水和瓷砖剥落的潜在问题。 三、开发阶段 1998年11月，友利成立了一个由高层管理人员、设计工程师和预制混凝土工厂工程师组成的研究团队，着手预制混凝土浴室单元的设计工作。选择新的和谐标准块作为研究的基础。香港理工大学应邀进行预制浴室单元的开发、设计和测试。 1、方案开发与选择 下图显示了典型的浴室单元的平面图。在最初的设计中，浴室是在浴室旁边的现场结构墙完工后建造的。浴室的三面都是用隔墙的形式制成的。在开发预制混凝土浴室单元时，考虑了三种不同的设计方案。 首先考虑的是采用半预先浇筑概念，即在施工现场混凝土结构（即结构墙）浇筑之前安装预制混凝土构件。然后考虑采用钢板和预先浇筑混凝土的复合体系。预先浇筑混凝土墙是用来形成浴室三个侧面的。在现场结构墙旁边的第四个侧面是由一个加筋钢板制成的。它可作为现浇结构墙体混凝土施工的内部模板。然而，使用钢板将是非常昂贵的，并将造成与装修的兼容性问题。需要另一种方案。 第二个设计方案是基于一个混合系统，使用了干墙，冷轧钢连接和预先浇筑混凝土板的组合。采用特殊设计的冷轧钢建造的干墙形成了浴室的三个侧面，并把它连接到预先浇筑混凝土屋顶和预先浇筑混凝土地板上。把预先浇筑单元与现场结构墙集成到一起。预计干墙系统可能会在预制和安装过程中出现问题。这个计划没有实行。 要想使用浴室的侧墙，结构墙混凝土的模板将需要坚固的材料或较厚的混凝土截面。然而，为了不对浴室的布局作出重大修改，决定浴室单元需要独立使用较薄的墙壁部分。采用了目前的预先浇筑混凝土解决方案。采用轻质混凝土构成预先浇筑混凝土浴室单元，在施工现场结构墙建造后再安装预先浇筑混凝土浴室。 2、材料和详图设计 到1999年年中，采用50 mm厚的隔墙试件对不同掺量的轻质混凝土进行了试验研究。对混合产品的性能和质量进行了评价。主要考虑的是轻质混凝土的工作性和强度，以及在配料过程中取得的一致性。在选择了轻质混凝土的最佳配合比后，对预先浇筑混凝土浴室单元进行了详细设计。包括生产工艺设计、模具设计、吊装方法设计和安装方法设计。 3、原型和试验 在工厂里制造了几个样品。2000年1月，香港理工大学的员工在该厂进行了起重试验和装载试验。试验的目的是检验预先浇筑混凝土浴室单元是否有足够的强度和刚度来抵抗起重和安装过程，以及随后在该单元之上的混凝土工作。安装了应力计以验证设计。在不同的起重和加载条件下，预先浇筑混凝土浴室的性能是令人满意的。工厂对各种安装方法进行了试验。这些测试是信息丰富和无价的。在运输期间，在预先浇筑混凝土浴室单元上安装了对角支撑，起到临时加固作用。在一辆移动卡车上放置两个预先浇筑混凝土浴室单元进行了运输过程测试，以达到满意的效果。 4、模拟征求意见 在2000年5月，有关方面向房屋署提交了技术性意见书，以征求意见。2000年8月在现场建立了一个模拟样本。该样本公寓与预先浇筑混凝土浴室一起完成，现场安装了窗户、管道、卫生配件和门。为了收集所有有关各方的意见，为建筑师、工程师、工地监理人员、建筑小组和分包商安排了安装方法的演示。针对所有评论意见进行了修订和修正。 5、试点项目应用 房屋署将军澳第73A区第二期的建筑工程已成功实施预制浴室。实践证明，该预先浇筑混凝浴室单元容易与快速施工相结合。在这种情况下，安装方法是非常有效的，目前的6天周期计划可以很容易地保证，而不需要对现有的方案进行相当大的修改。 四、产品描述 预先浇筑混凝土浴室是一种箱式结构，由轻质混凝土、镀锌网钢筋和嵌入内部的隐蔽管道组成。轻质混凝土的密度为1900 kg/m3。在考虑塔式起重机的起重能力时，预先浇筑混凝土浴室单元自重不超过3吨。预先浇筑混凝土浴室用隐藏管道、管套、防水和瓷砖完成，然后交付现场。 五、安装 在拆除现场浇筑墙的钢模板之后，以及放置楼面上方的预先浇筑混凝土板之前，安装预先浇筑混凝土浴室。下表说明了预先浇筑混凝土浴室的安装是如何纳入最初的6天周期计划的。 六、技术考虑 1、建筑方面 （a）由于运输造成的尺寸限制(高度、宽度和长度) （b）为租户提供允许的最大面积的尺寸限制 （c）起居室与浴室之间的楼层高差限制 平面布局 截面 2、防水要求 防水工程的布置与现场浴室基本相同。在楼面，以及距离基面混凝土板500 mm高的墙面冷贴式防水卷材。在地面以上1.6m处刷液体防水膜。由于预制浴室的墙壁和混凝土板是铸在一起形成整体连接，它的防水性能将更好。为确保水密性性能的一致性，将在交付现场之前进行水密性测试。 2、结构方面 （a）楼面荷载和基础边缘对静荷载的限制 预先浇筑混凝土浴室的生产采用轻质混凝土(LWC)。LWC由水泥、沙子、水和泡沫组成。泡沫是由一种叫做微细胞的混合物产生的。把轻质混凝土材料混合到一起后，其密度约为1900 kg/m3。相应的预先浇筑混凝土浴室的自重约为3吨。下表显示了轻混凝土的配合比。 预先浇筑混凝土浴室预计在7天内提升，相应的设计强度为5MPa。 （b）避免对整个建筑结构进行额外的加固 预先浇筑混凝土浴室与现场墙之间有10毫米的间隙，以便允许施工公差。预先浇筑混凝土浴室与结构墙没有直接接触。同时，将10毫米厚的聚苯乙烯板放置在预先浇筑混凝土浴室的顶部，这样就使现场浇筑的混凝土楼板与预先浇筑混凝土浴室隔离开了。整个预先浇筑混凝土箱子与建筑物的结构框架是隔离开的。结构楼板的挠度有足够的空间。因此，预先浇筑混凝土箱子不会分担来自上面楼板的荷载。 3、建筑物公共设施方面 管道、接线盒、连接细节、粘接细节、燃气管道套管、给排谁管道的要求 （a）管道安装 为了确保预先浇筑混凝土浴室的开口与结构墙的开口相匹配，结构墙上预制开口的尺寸要比预先浇筑混凝土浴室的大10毫米。浴室安装完毕后，在墙面一端使用密封胶。然后使用可膨胀的泡沫填充空隙，以确保水的密封性。最后，在墙的另一端加装密封胶。 （b）地漏安装 在预先浇筑混凝土浴室中浇筑UPVC适配器，并在适配器的末端预先设置凹槽，以便于地漏安装。在安装预先浇筑混凝土浴室后，安装了一个垂直地漏，其延伸范围超出了间隙。在这种情况下，地漏是后装的，而不是在现场的墙壁上浇筑的。地漏的法兰就没有必要了。去掉凸缘也会方便防水水泥砂浆的填充。 （c）接地 ■金属栏杆 在金属栏杆的位置接地是必不可少的。在指定的位置，把金属条固定在预制浴室的墙上。金属条的一端连接到金属栏杆上。在另一端，它与电线接线盒相连。管道连接到这个接线盒，并延伸到顶板上。导线设置在管道内，以连接到接地系统。 ■窗户 接地是安装窗户所必需的。金属条的一端弯曲如下图所示。在另一端，该条与固定在预先浇筑混凝土浴室屋顶板上的接线盒相连。在管道内部提供布线，以连接到整体接地系统。 七、其他 （a）耐久性和维修要求 由于预先浇筑混凝土浴室的壁厚为50至75毫米，预先浇筑混凝土浴室内的所有隐蔽管道和接线盒都应采用镀锌铁制，以防止钉扎损坏。此外，针对预先浇筑混凝土浴室的薄壁结构和采用密度较低的轻质混凝土，采用镀锌钢筋来提高围护结构和长期耐久性。 （b）预先浇筑混凝土浴室与现场墙之间的紧密公差 预先浇筑混凝土浴室的生产、现场浇筑墙的施工，特别是管道开口和安装操作的施工，必须允许公差。这对工厂的模板系统和现场墙的设计提出了额外的要求。把角规固定在楼板上，方便安装预先浇筑混凝土浴室。 八、合作伙伴 这是房屋委员会（房委会）、香港理工大学（理大）、友利建筑有限公司（友利）和友利预先浇筑工厂的共同努力。 房委会发挥主导作用，转变模块化设计理念，培育预先浇筑混凝土建造。在预先浇筑混凝土浴室的发展过程中，房屋署的设计及标准组密切参与设计工作的发展。在接受新概念的过程中，房屋署的项目组已与友利紧密合作，使这个概念具体化。 为了获得可靠和坚实的理论支持，理大作为一名学术研究人员接受了咨询，并准备了设计和测试方案。理大亦接纳该计划的基本理念，并致力于分享资讯和意见，力求产品的卓越性。 在施工部分，友利对材料进行了市场搜索，制定了安装方法，并对现场作业进行了协调要求。友利专注于工厂的生产和测试。 九、结论 成功之处在于建筑开发商、学术研究人员、建筑商和制造商之间的合作。成功实施的实质是建立伙伴关系的办法，每个参与方都致力于“使其发挥作用”这一单一目标。在所有各方之间建立伙伴关系，以分享信息和想法，合作工作，确定共同目标，解决和解决问题，更好地协调各自的要求，并达成可接受的解决办法。 建立相互信任伙伴关系、共同目标和有效沟通的主要特点是确保成功的关键问题。 注：该文献是我2006年收集到的，由于版权问题（2002年3月29日出版），所以我一直只是自己阅读、学习和借鉴它的主要技术内容。 |
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