宿舍建筑构造设计研究

马鸿鹄

    摘要：宿舍建筑构造设计作为宿舍建筑设计的重要组成部分，也是材料选择、建筑节能、消防设计和造价控制的重要依据。宿舍建筑构造设计的优劣，直接关系到材料选择的合理性、能耗的节约、消防的安全性和造价的成本控制。本文通过对宿舍建筑构造设计的研究，为宿舍建筑设计提供更合理、更科学的补充和参考。

    关键词：宿舍；构造设计；气候；材料；节能；消防安全；造价；舒适度

    引言

宿舍：有集中管理且供职工、学生或单身人士等人员长期居住的场所。在实际工作项目中，大家进行宿舍建筑构造设计的时候，往往直接引用图集或直接套用相关模板的做法，忽略了对宿舍构造设计的深入研究，导致宿舍建筑构造设计出现这样或那样的问题。因此，研究宿舍建筑构造设计尤为重要。

1 宿舍建筑构造设计研究的重要部位

    1.1屋面

    屋面构造设计是否合理，直接影响到居室环境的舒适度。应通过合理的屋面构造设计，让居室环境夏季凉爽、冬季温暖。这里以平屋面为例，研究屋面构造对居室环境的影响。平屋面的作用，除了遮风避雨，还要防水、排水、保温、隔热、隔汽、防火等。应根据不同气候分区、不同功能房间、不同的构造方式综合考虑设计平屋面构造。平屋面的构造层次（由上至下）一般为：保护层、隔离层、防水层、找平层、找坡层、保温层、隔汽层、找平层、屋面结构板等。是不是所有的功能房间都要统一用这个构造层次呢？应具体问题具体分析。比如，你设计的宿舍中，像卫生间、淋浴间、洗衣房等经常有水或受潮的房间，因室内空气湿度大，为避免室内水汽透过屋面结构板渗透进保温层影响保温隔热效果，就应在屋面结构板上设计隔汽层。反之，对于居室、走道、门厅、管理室等非有水或非受潮的房间或部位，就不需要设置隔汽层。这样处理，既符合了构造设计原理，又节约了造价。

    1.2外墙

    外墙构造设计是否合理，会严重影响到居住者的使用。如某项目处于多风多雨地区，设计人员选用外墙材料为页岩空心砖，未做外墙防水，导致该宿舍建成后，许多雨水通过外墙渗透进室内，造成室内空间积水和受潮，导致该宿舍没法使用。为什么会出现这种情况呢？主要原因就是构造设计和外墙材料选择不合理。对于多风多雨地区，基本风压和年平均降水量超过一定限值，就要在外墙设置防水层，避免雨水通过外墙渗透进室内。另外，页岩空心砖孔隙特别大，密实度不高，如用在外墙，雨水很容易渗透进来，所以外墙一般采用空隙较小、密实度更高的页岩多孔砖砌筑。如果当时在构造设计阶段，外墙材料选为页岩多孔砖，并做了外墙防水层，就不会存在雨水通过外墙渗透进来的情况。

    1.3楼地面

    作为居住者直接接触的部位，楼地面构造设计是否合理，会影响到居室环境的适用性。如某项目宿舍，设计人员直接把非有水房间的一般地砖地面做法套用在卫生间、淋浴间和洗衣房等有水房间，遗漏了防水层和找坡层，未做防滑地砖。这样设计的结果，会导致有水房间地面积水，排不出去，同时还会渗水到下一个楼层空间，地面太光滑容易导致人员滑倒。如果在构造设计阶段考虑进这些因素，就不会存在这些问题。

    1.4内墙

    作为宿舍建筑室内空间的竖向分隔，内墙构造设计是否合理，直接影响到室内各功能空间的使用。如某项目宿舍，卫生间等有水房间内墙采用加气混凝土砌块，但防水层高度还是按照其它项目采用页岩多孔砖内墙时的1200高执行。这里就存在一个问题，防水层高度不够。因为加气混凝土砌块封闭多孔，吸水性比较强，如用在有水房间，受潮后会降低强度。这个时候，为了避免加气混凝土砌块内墙受潮后降低强度，需要把防水层沿内墙上翻至楼板底、屋面板底或梁底。如果不了解这种材料的特性和构造原理，就会造成构造设计的不合理，最终影响后期使用。

    1.5顶棚

    作为宿舍建筑的上部分隔空间，顶棚构造设计是否合理，直接影响到室内空间使用的尺度。宿舍顶棚一般采用轻钢龙骨纸面石膏板吊顶，或直接在楼板底刷乳胶漆或无机涂料。宿舍顶棚具体采用哪种材料，不仅跟室内空间是放置单层床或双层床有关，还跟层高有关。比如，一般的职工宿舍，放置单层床，层高3600，既可以设置轻钢龙骨纸面石膏板吊顶贴梁底，也可以在楼板底直接刷乳胶漆或无机涂料，宿舍内的空间尺度都很合适，主要看居住者的个人习惯。如果是学校的学生宿舍，放置双层床，层高3600，就不应设置轻钢龙骨纸面石膏板吊顶，应直接刷乳胶漆或无机涂料。因为吊顶后，扣除一般的梁高700，只剩下净高2900，放置双层床后，上层床离吊顶的高度太近，空间尺度不够，也不符合《宿舍建筑设计规范》中“采用双层床时，室内净高不应低于3.40m”的规定[1]。如果没有充分考虑与顶棚构造设计相关的这些因素，就会导致空间尺寸不够，影响使用。

   2 宿舍建筑构造设计与相关设计要素的关系

    宿舍建筑构造设计是否合理，与气候、材料、节能、防火和造价等设计要素紧密相关。研究两者之间的关系，对于增强构造与气候的适应性、提高构造与材料的适配性、强化构造与节能的相关性、提升构造与防火的安全性、加强构造与造价的控制性等方面具有重大意义。

    2.1气候是构造的外部因子

    气候是宿舍建筑构造设计是否合理的外部因子。我国幅员辽阔，大的气候分区分为夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区、寒冷地区和严寒地区，根据热工计算相关的规范，还可以再细分。宿舍建筑与气候直接接触的部位，主要是屋面、外墙、架空楼板等。宿舍建筑与气候间接接触的部位，主要为室内地面等。不同的气候分区，宿舍建筑这些部位的构造设计会有差异。如某项目直接把夏热冬冷地区的宿舍构造做法套用在严寒地区宿舍，未做任何修改，这不符合构造设计原理，也将会给居室环境带来不利影响。夏热冬冷地区的宿舍平屋面，既可以做成正置式，也可以做成倒置式。但国标《平屋面建筑构造》有明确规定，严寒地区的宿舍平屋面严禁采用倒置式，以避免上面的保温层受冻融影响发生破坏，影响室内的保温隔热效果。夏热冬冷地区的宿舍外墙一般可采用200厚页岩多孔砖砌筑，经节能计算，保温一般在30-50厚，比较合适。但寒冷或严寒地区的宿舍外墙，有的时候如果采用200厚页岩多孔砖砌筑，经节能计算，保温可能达到80-100厚，保温太厚，导致保温固定不牢。这时就需要增大页岩多孔砖的外墙厚度或改为保温效果更好的加气混凝土砌块外墙。夏热冬冷地区宿舍的地面，按一般的地面做法即可，但寒冷或严寒地区宿舍的地面做法，还需要在外墙内外的1米地面范围内增设防冻胀层，防止地面受室外冷空气影响发生冻融破坏。

    2.2材料是构造的必要条件

    材料是宿舍建筑构造设计是否合理的必要条件。材料与宿舍构造设计相辅相成，缺一不可。不同的材料，决定了构造设计方式的不同；不同的构造方式，又决定了不同材料的选择。某项目宿舍的外墙采用加气混凝土砌块砌筑，但外墙的构造做法直接套用页岩多孔砖外墙的构造做法，未做任何修改，这是不合理的。外墙的基层材料不同，构造设计会有一定差异。一般页岩多孔砖外墙的构造做法为（由内至外）：基层墙体、找平层、防水层、粘结层、保温层、抹面层、饰面层。如果该项目的基层墙体恰好为加气混凝土砌块砌筑，那么在基层墙体与找平层之间就要增设喷湿墙面、界面层（粘结层）（即专用界面剂甩毛）两个构造层次。为什么需要增设这两个构造层次呢？就需要了解加气混凝土砌块这种材料的特性和相关的构造设计原理。因加气混凝土砌块封闭多孔，吸水性比较强，增设喷湿墙面这个构造层次，可以让加气混凝土砌块预先吸收一定的水分，达到饱和状态，以避免加气混凝土砌块吸收找平层中水泥砂浆的水分，避免造成找平层中水泥砂浆出现开裂、空鼓、脱落的情况。增设的界面层（粘结层）（即专用界面剂甩毛）主要起两个作用：一是起到界面层的隔离作用，避免加气混凝土砌块吸收找平层中水泥砂浆的水分。二是起粘结的作用。因为加气混凝土砌块表面较光滑，直接在表面做水泥砂浆找平层，可能会粘结不牢，产生脱落的现象。用专用界面剂甩毛可以增加加气混凝土砌块表面的粗糙度，能够更好的与水泥砂浆找平层进行粘结、结合。如果基层材料为其它材料，仍然需要通过对该材料的特性和相应的构造设计原理进行分析，进行相应构造的具体设计。

    2.3节能是构造的关键环节

    节能是宿舍建筑构造设计是否合理的关键环节。节能，顾名思义，指通过合理的建筑造型、适合的构造设计等方式，达到节约空调、采暖等设备的能耗，创造出一个适合居住和使用的舒适化环境的目的。比如，进行某项目宿舍节能计算的时候，通过预先设置的构造层次和材料厚度，屋顶加权平均传热系数没有通过，这个时候就要调整保温层的厚度或材料，尽量选择传热系数较小的保温材料。某项目的宿舍建筑，当地主管部门要求设计人员进行热工计算。空调房间地面的基本热舒适度没有计算通过，这个时候，可以通过增加素土夯实层厚度或增设地面保温层的方法满足要求。

    节能还与宿舍建筑外遮阳设施的构造设计息息相关。某项目宿舍的外门窗仅仅利用玻璃本身来进行外遮阳，忽视了窗口构造的外遮阳设计，导致较多的太阳辐射透过窗户射入室内，是远远达不到节能效果的，也是现行规范所不允许的。根据《宿舍建筑设计规范》和最近实施的新规《建筑节能与可再生能源利用通用规范》的相关规定，夏热冬冷地区宿舍建筑的南向、东、西向外窗应采取建筑外遮阳措施。夏热冬暖地区宿舍建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施[2]，该方向外窗的遮阳系数不应大于0.8[3]，南、北向外窗应采取建筑外遮阳措施。门窗的外遮阳设施依据安装方式分为固定式和活动式，按材料分为织物面料类、铝合金百叶板、木质百叶板、塑料类、复合材料等。具体选用哪种遮阳设施，应具体问题具体分析。如果选择织物面料类、塑料类，防火方面可能达不到要求。这种情况下，可以考虑选择铝合金百叶，既具有遮阳的作用，又具备防火材料A级的燃烧性能。也可采用其它遮阳与门窗构造一体化的构件，比如，可采用玻璃与玻璃之间的空腔中置百叶或其它新型一体化构件，既保证了遮阳，又基本不影响立面效果。

    2.4防火是构造消防安全的重要保障

    防火是宿舍建筑构造设计消防安全的重要保障。与公共建筑相比，宿舍作为人们长期居住的场所，尤其主要作为晚上休息的居住场所，对构造的防火要求，理应更高，避免造成更严重的火灾隐患和消防事故。防火与宿舍建筑构造设计中内装修材料的燃烧性能等级密切相关。内装修材料具体采用哪种燃烧性能等级，由功能空间的性质、是否设置集中空调系统、不同的装修部位等设计因素决定。比如，居室、卫生间等功能房间，内墙面的燃烧性能等级达到B1级即可。宿舍内的配电间等电气设备用房，配电间内部的内墙面、顶棚、地面等所有装修部位必须采用A级装修材料。宿舍内的居室，如果采用非集中空调系统，顶棚的燃烧性能等级达到B1级即可，顶棚可采用轻钢龙骨纸面石膏板吊顶刷乳胶漆或直接刷乳胶漆。如果采用集中空调系统，顶棚的燃烧性能等级必须达到A级，顶棚可采用轻钢龙骨纸面石膏板吊顶刷无机涂料或直接刷无机涂料。

    防火还与宿舍建筑构造设计中保温材料的燃烧性能等级、保温的防护层厚度紧密相关。某项目的宿舍，屋面和外墙的保温材料均采用燃烧性能等级为B1级的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，屋面与外墙交界处、楼面与外墙交界处未做水平防火隔离带。在外墙构造做法中，建筑首层的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板的外防护层设计成5厚，防护层厚度未满足《建筑设计防火规范》关于“外墙采用B1、B2级保温材料时，建筑首层外墙保温材料防护层厚度不应低于15厚”的规定[4]。这种情况，会带来较大的消防隐患，是由宿舍构造的防火设计不合理造成的。这种构造做法，其实可以优化，可以把屋面和外墙的保温材料均设为A级，比如采用A级的岩棉板、聚合聚苯板或其它保温材料，就不用在屋面与外墙交界处、楼面与外墙交界处做水平防火隔离带，建筑首层外墙保温材料防护层厚度就可以设计成5厚左右，不用做得太厚，就相应的满足了宿舍建筑构造的防火设计要求。另外，防火还与宿舍建筑构造设计中外墙装饰层燃烧性能等级有关。建筑高度不大于50米的建筑，外墙装饰层的燃烧性能等级至少要达到B1级，建筑高度大于50米的建筑，外墙装饰层的燃烧性能等级必须为A级，避免火灾从外立面装饰层蔓延至多个楼层，造成更严重的火灾危害。

    2.5造价是构造经济性的重要因素

    造价是衡量宿舍建筑构造设计是否经济的重要因素，可以影响到宿舍构造设计的相关选择。比如，位于夏热冬冷地区的某项目宿舍的平屋面构造，既可以选择正置式，又可以选择倒置式。从构造原理和气候要素分析，两种都可以选择。恰好这个项目的业主想节约造价，建议平屋面用倒置式，设计方也接受了业主的建议。倒置式平屋面的构造层次一般为（由上至下）：保护层、隔离层、保温层、防水层、找平层、找坡层、屋面结构板。相比正置式平屋面，倒置式平屋面调整了构造层次顺序，并减少了隔汽层及其下方的找平层这两个构造层次，相应减少了造价。因为倒置式平屋面中，防水层在保温层下方，虽然没有单独设置隔汽层，但防水层同样可以起到阻挡有水房间水汽透过结构板渗透进保温层的隔汽作用，就没必要再单独设置隔汽层。

    3 宿舍建筑构造设计研究的目的和意义

    研究宿舍建筑构造设计的目的：一方面，可以更好的掌握宿舍建筑构造设计的原理，优化宿舍建筑构造设计，为宿舍建筑构造设计提供借鉴，提出更有效的解决措施；另一方面，可以更好的满足使用者对舒适性的人性化需求。研究宿舍建筑构造设计，对于提高居室环境的舒适度、节约工程造价成本、节约能耗、满足消防安全、贯彻“可持续发展”理念等方面，具有重要的现实意义和长远意义。

结语

    宿舍建筑构造设计，是一个系统性工程，需要综合考虑方方面面的因素。宿舍建筑构造设计，是建筑、人和环境三者之间的关系纽带。要做好宿舍建筑构造设计，需要深刻理解建筑、人、环境三者之间的关系，把握好“以人为本”这个宿舍建筑构造设计的根本，给使用者营造一个良好的居住环境。

    参考文献：

    [1] JGJ36-2016 宿舍建筑设计规范[S].

    [2] JGJ36-2016 宿舍建筑设计规范[S].

    [3] GB55015-2021 建筑节能与可再生能源利用通用规范[S].

    [4] GB50016-2014（2018年版）建筑设计防火规范[S].

作者简介：马鸿鹄（1986—），男，汉族，四川乐至人，工程师，工程硕士，主要从事建筑设计工作。

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