住宅产业现代化除了生产方式产业化之外，还应具备装修一体化、部品模数化、产品集成化的特征。整个工业化住宅产业链条上的企业，包括开发机构、构件生产企业、配套部品企业、内装设计企业，与传统企业有很大区别。

（一）建设产业链合作企业——科逸

科逸一直在不断强化工业化配套部品认知度，这是因为其研发的整体卫浴产品与传统卫生间有很大的差异，包括很多人及一些开发企业对其不了解。科逸企业的工业化组装模式与可移动住宅产品不谋而合。短短四小时可以让一个卫生间从无到有，这是工业化生产和快速组装的结果，一体化设计并经过工厂标准生产出防水底盘、壁板、顶板三大主体，配套卫浴设施及上下水系统、电路系统，再由专业人员现场快捷组装，组装成果就是一个成品，对住宅产品而言是一个必要的功能体模块。

科逸整体浴室是用防水底盘、墙板、天花板构成的整体框架，配上各种洁具形成的独立卫生单元，具有淋浴、洗漱、便溺三大功能或这些功能任意组合，以使最小的空间内达到最佳的整体效果。整体卫浴的优势在于质量稳定、安装速度快、滴水不漏、省心、综合成本低，适宜工业化对速度、质量的要求。

科逸厂家作为产业联盟一员，积极配合东南大学研发团队，加强和促进产业化发展，根据工业化住宅产品功能体部分空间大小量身定制相应的成品，产品型号为BUL1217，产品实际预留尺寸为1 400mm×1 920mm×2 364mm，安装尺寸为1 350mm×1 850mm×2 360mm，内控尺寸为1 200mm×1 700mm×2 160mm。

表6－1是BUL1217科逸整体浴室配置清单列表，其中除防霉密封胶与换气扇分别从GE、金羚购入外，其余均由科逸自行研发生产。整体浴室的主体材料为SMC（Sheet Molding Compound，片状膜塑料），性能方面耐腐蚀性好，质轻，且工程设计容易，低收缩率，20年使用寿命，且容易更换，在飞机制造业应用成熟，是很好的飞机内仓材质。将该材料运用于工业化产品非常有利于快捷安装、后期产品维护，便于及时更新产品且质量有保证，完全区别于传统找坡、防水处理的耗时的手工作业方法，通过金属螺钉找平支撑整个卫浴，专用的橡胶卡件通过锤子敲击嵌入加固连接，防水防渗，减少连接对胶水的依赖性，实现干作业操作。一套浴室总重不到200kg，独立结构设计不与建筑墙体连接，不受建筑结构热胀冷缩、干缩湿胀等因素影响导致变形，结构稳定，走坡平缓，且高分子材料无微孔，不滋生细菌，不积水不吸潮（图6－10）。产品的性能特点与工业化住宅产品所需模块要求及装配目标一致。

表6－1　BUL1217科逸整体浴室配置清单

图6－10　科逸整体卫浴

图片来源：作者自摄（张宏教授工作室）

通过和科逸整体卫浴的合作，东南大学研发团队帮助模块供应厂商发现了一些需要改进的地方。例如，根据客户需求，科逸整体卫浴可以将内部材质模拟成大理石、马赛克、绿墙等不同材质，但目前来说只是纹理上模仿，质感上仍有欠缺。这与整体卫浴未在建筑市场实现规模量产有关，该缺陷是科逸厂家需要改进的，东南大学研究团队也会帮助合作企业不断发现问题和解决问题，共同提高整体卫浴、工业化住宅产品这两个新品类的市场认知度。

表6－2　功能体设备模块清单

除了与大型模块供应商合作外，铝合金可移动住宅产品内的功能体设备模块采购了不同品牌的小型生活设备。设备模块主要用于完善整体橱柜系统，共分为三类：电器设备、洁具和电气设备。产品供应商有美的、奥克斯、帅康、樱花美迪、巢屋居、欧睿、施耐德厂家（表6－2）。在功能体整体橱柜模块中，橱柜底部贴有锡箔作为防水防潮层，厨房安装则由密度板现场拼装（图6－11）。

图6－11　整体橱柜模块

图片来源：作者自摄（张宏教授工作室）

（二）建设产业链合作企业——皇明太阳能

在产品功能的不断完善过程中，东南大学建筑技术与科学研究所竭力寻找可靠的合作伙伴，构建产业联盟，实现长期合作，共同发展，互利互赢。例如，在第三代住宅产品建造过程中，与皇明太阳能企业、施耐德企业建立起良好的协作关系。

在决定与皇明太阳能协作之前，首先对该公司现场进行了调研。皇明太阳能公司展示了产品实施案例及产品介绍，如高层住宅屋架结构用太阳能电板、高层住宅太阳能帧面板、喷泉能源用太阳能、闪电栏杆用太阳能能源、皇明太阳能公司总部大楼用太阳能屋顶、三层建筑南边屋顶用器热板太阳能、办公建筑装饰太阳能板、皇明太阳能职能控制系统、皇明热水器等。产品运用较为广泛，技术相对成熟。最后决定选用皇明太阳能板，搭建在铝合金住宅屋顶框架上（图6－12）。其太阳能板是由集热器和光电板组成，具体组件配有蓄电池、充放电控制器、逆变器、平板集热器、集成水箱，光电板采用多晶硅太阳能板，单块尺寸为992mm×1 640mm×40mm。其中平板集热器共两块，尺寸为2 050mm×1 050mm×80mm，在太阳能的热利用中，将太阳的辐射能转换为热能，用于产生热水。

图6－12　第三代住宅产品所采用的皇明太阳能板

图片来源：张宏教授工作室

通过计算得出，一家三口全年总用电量等于电器用电＋制冷用电＋制热用电，算出全年总用电量为2 914kW·h，按照面积为45m2的太阳能板，转换效率80%，倾角为8.5°，计算得出全年发电量为5 090kW·h，满足一年一家三口的用电需求（图6－13）。

图6－13　全年发电量与用电量及各用电设备所占用电量比例

图片来源：张宏教授工作室

铝合金住宅产品外围护体的玻璃窗模块也与皇明太阳能厂家合作，采用了皇明太阳能厂家的温屏节能玻璃。温屏节能玻璃是皇明太阳能厂家新开发的产品，温屏节能玻璃结构中的温屏膜是国际专利技术。温屏，即温度的屏障，是具有自主知识产权的新一代超低辐射镀膜中空玻璃，超越传统节能概念，重新定义节能高度，独有专利“三超”膜，颠覆传统节能概念，比普通中空玻璃节能50%，比普通单片玻璃节能75%，比LOW－E中空节能15%～20%。重新定义使用寿命，突破了传统节能玻璃稳定性、使用寿命方面的不足，先进的生产工艺、超国标检测实现了温屏节能玻璃超长使用寿命、超强稳定性。

皇明太阳能温屏节能玻璃结构由六个部分组成：①原片玻璃：汽车级浮法；②温屏膜：国际专利技术；③分子筛：环球3A分子筛；④铝隔条：李赛克自动折弯；⑤密封胶：美国道康宁；⑥中空层：90%氩气填充。铝合金住宅产品围护体模块的玻璃总面积为18.77m2，玻璃类型A面积为5.88m2，玻璃类型B面积为5.35m2，玻璃类型C面积为1.66m2（图6－14）。

图6－14　皇明太阳能温屏节能玻璃结构

图片来源：张宏教授工作室

与具有共同创新追求的先进企业合作研制新产品，将新技术超前试验并运用于新产品上，历经几代产品的更新，使产品技术不断进步，也有利于团队不断挖掘潜力，鼓励创新，在以往经验积累的基础上总结新技术的不足，研发出更成熟的产品投产并运用，进而达到产业联盟的共同进步、共同发展。

（三）建设产业链合作企业——鑫霸铝业

在第三代住宅产品研发过程中，鑫霸铝业参与了整个研发、生产制造全过程，是东南大学建筑技术与科学研究所长期的合作伙伴，不仅为产品研发提供了及时的产品组件供应，更对我们的产品研发提供了强有力的技术支撑，共同对第三代住宅产品各模块到基本构配件细节进行了深入研究，并对新部件实施实验验证，达成整个团队共识后投入生产。

轻型结构预制构件是东南大学建筑技术与科学研究所推进住宅产业化的一大体系，目前由鑫霸铝业提供的三代产品的铝合金组件达到了一定的技术要求，产品的预制比例可以达到95%以上，保证了产品质量。且构件工厂的生产存放不会因为现场的自然环境改变而改变，脏乱差的现场已不复存在，住宅产品的铝合金结构均在工厂组装完毕，在现场直接拼装，缩短工期。同时，鑫霸铝业与设计团队共同完善轻型结构住宅工业化研发体系、制造体系、装配体系、材料体系与产品模块体系。目前鑫霸铝业给予几代产品基座导轨设计非常有价值的建议。东南大学帮助鑫霸铝业从单一的铝材供应商转变为模块供应商，从材料生产转变为生产商、制造商，成为从单一的生产模式转变为集生产、组装制造为一体的先进企业。

在第一代铝合金住宅产品的设计研究中，装配式多功能铝合金活动房的基础支座平面尺寸为8 400mm×2 300mm，共8个基脚点。基座框架是由标准的80mm×80mm的铝型材，型号为APS－8－8080工厂工地车间装配而成，并配有80mm×80mm强力角件、T形螺栓等标准构配件。为了使基座稳固，构配件统一规格，基脚材料轻便，易于固定和运输装配，特对其深化设计，经反复推敲，鑫霸铝业配合东南大学确定了基脚最终方案（图6－15）。

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图6－15　装配式多功能铝合金活动房的基础支座

图片来源：作者自摄（张宏教授工作室）

任何产品的深化设计都需要经过不断的实践和完善，与生产商不断沟通实验才能成为最终实际运用的产品。以基脚方案深化设计过程为例。

1.基脚方案深化设计

深化设计的过程是一个反复推敲的过程。以下是深化设计中思考的三个方案。

方案一：钢板连接体用于连接基脚与整体框架，千斤顶与其焊接，空心钢罐可注入黄沙以加重来抗风拔，塑料底座适用于松软地质条件下的基脚。

缺点：钢板连接体过于复杂，制作繁琐，钢板薄弱易断裂。空心钢罐不好制作，填入黄沙不均也会导致基脚倾覆，塑料底盘太轻，难以找平。

方案二：钢板连接体用于连接基脚与整体框架，千斤顶依然与其焊接。加高钢管补充基础高度，钢板底座加重基脚重量，以起到抗风拔作用。

缺点：钢板连接体采用工字钢但连接依然过于复杂。基脚重量加上钢板底座之后难以运输，并且价格昂贵。

方案三：去掉钢板连接体，只用钢托盘进行连接，采用“柱顶梁再架房”的模式，底座采用复合树脂井盖，并加上固定钢杆。

钢托盘的设计从简易安装的角度出发，便于固定铝合金主体结构，使托盘与框架的连接较为简便，易操作。复合树脂井盖具有强度高、质量轻和价格低的优点，井盖自带孔洞可打入钢杆以抗风拔（图6－16）。由于主体型材及连接件由鑫霸厂商供应，因此在过程中鑫霸铝业共同参与并研究了基脚解决方案，提供了相应的改进建议。

图6－16　基脚方案深化设计

图片来源：张宏教授工作室

2.基脚最终方案

最终方案选择去掉钢板连接体，仅用钢托盘进行连接的另一个原因是由铝型材的特性所决定的。多功能铝合金活动房的主体模块的框架结构采用的是特殊定制的80mm×80mm的铝型材，钢托盘与主体模块的框架结构的连接件用的是标准的铝型材螺栓。这样既减少了连接件规格，标准了构配件，同时也方便人员操作。最终在鑫霸铝业工厂进行部品试装、实验和确定产品基脚最终方案（图6－17）。

图6－17　千斤顶基脚分解轴测示意图

图片来源：张宏教授工作室

3.基脚方案详解

基脚由五个主要部分构成，如下：

（1）基脚上托板：工厂定制的钢托，尺寸160mm×160mm，钢托上共有四个槽位。

（2）螺旋千斤顶：螺旋千斤顶是由三个部位构成的，即伸长钢柱、铸铁外壳和旋转扳手。旋转扳手用于调节螺旋千斤顶的高度。实际案例中采用了3.2t的螺旋千斤顶，其可伸长高度100mm。在其未伸长的情况下高度值为200mm。

（3）基脚加高钢柱：由焊接钢片、加高钢管两个部位构成。直径为100mm，高度为135mm。

（4）螺旋下托板：直径为160mm的圆形，设计有四个圆槽，用以加固钢杆。

（5）基脚底盘：材质为复合树脂井盖，两边各一个固定钢杆，用以固定底盘，并与硬土层很好地连接，稳定基座。

基脚的树脂底座放置对象是自然的浮土层，较松软。基础结构必须找平，方案中我们考虑用箍圈在平底围合，内填不含泥土的碎石对其找平。找平层平整后再放置树脂底座，底座对主体框架模块的高度在现场调节（图6－18）。

图6－18　基脚节点构造

图片来源：张宏教授工作室

此后，鑫霸铝业还参与了几代住宅产品的主体结构、功能部分与居住部分的导轨连接件等研发和生产工作。

根据住宅产品功能的不断扩展，大型供应商也不断涌入产业联盟团队，如第三代住宅产品引入了智能家居功能模块，目的是通过智能家居的全套技术，实现电器的智能控制和家庭氛围的智能改变。施耐德厂商针对铝合金住宅产品提供智能照明、综合布线、数字自控等解决方案，室内电器的开关和功率能根据房屋中的环境因素和人的活动自动调节，节省能源，也方便使用者，带来舒适生活，与东南大学研发团队共同致力于打造绿色建筑产品。除了智能家居功能模块，新增设的导轨移门系统、橱柜壁床系统、便携家居系统分别与相应厂家取得联系，由厂家根据深化设计方案定制所需产品，以下是第三代铝合金住宅产品合作厂家列表（表6－3）。

表6－3　合作厂家列表

续表6－3

工业化住宅产业链合作产业联盟旨在该领域形成强大的合力，寻求新的规模、标准和定位，互相协作、资源整合，应对竞争者，也有助于协作企业专注自身核心业务的开拓。第三代铝合金住宅产品主要的产业链协作企业如图6－19所示。

图6－19　第三代铝合金住宅产品主要的产业链协作企业