建筑工业化国内外现状研究.doc

建筑工业化国内外现状研究装配式住宅是用工业化的生产方式来建造住宅，是将住宅的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而建成的住宅，在欧美及日本被称为产业化住宅或工业化住宅。装配式住宅采用产业化方式在工厂里制造各种住宅通用部品，采用各种新的工业化施工技术在建筑工地形成现代化住宅，整个过程机械化操作，施工干作业，住宅全国程的开发建造转变为住宅制造。它要求建筑设计、结构设计、施工、管理及科学研究等各个方面都逐步向综合性和现代化方向发展。国外建筑工业化发展西方发达国家的装配式住宅已经发展到了相对成熟、完善的阶段。日本、美国、澳大利亚、法国、瑞典、丹麦是最具典型的国家。一、 欧洲以法国、德国、瑞典、丹麦等为代表。法国预制混凝土结构的使用已经历了130余年的发展历程，构造体系以预应力混凝土装配式框架结构体系为主(装配率达到80%)，钢、木结构体系为辅。流行焊接、螺栓连接等干法作业，结构构件与设备、装修工程分开，减少预埋，生产和施工质量高。德国主要采用叠合板混凝土剪力墙结构体系，剪力墙、梁、柱、楼板、内隔墙板、外挂板、阳台板、空调板等构件采用预制与现浇混凝土相结合的建造方式，并注重保温节能特性，目前已发展成系列化、标准化的高质量、节能的装配式住宅生产体系。瑞典在20世纪50年代开发了大型混凝土预制板的建筑体系，并逐步发展为以通用部件为基础的通用体系。目前新建住宅中，采用通用部件的占到了80%以上，是世界上第一个将模数法制化的国家。丹麦推行建筑工业化的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系，同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。二、 北美以美国等为代表。美国的装配式住宅起源于20世纪30年代，1976年美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案，同年开始出台一系列严格的行业规范标准。除了注重质量，更注重提升美观、舒适性及个性化。现在每16个人中就有1个人居住的是装配式住宅，并成为非政府补贴的经济适用房的主要形式。三、 亚洲以日本、新加坡等为代表。日本1968年提出装配式住宅的概念，1990年推出了采用部件化、工业化生产方式、高生产效率、住宅内部结构可变、适应居民多种不同需求的“中高层住宅生产体系”，经历了从标准化、多样化、工业化到集约化、信息化的不断演变和完善过程。在此期间建造的预制混凝土结构经受了1998年阪神7.3级大地震的考验。新加坡的组屋一般为15-30层的单元式高层住宅，自上世纪90年代初开始尝试采用预制装配式建设，现已发展较为成熟，预制构件包括梁、柱、剪力墙、楼板(叠合板)、楼梯、内隔墙、外墙(含窗户)、走廊、女儿墙、设备管井等，预制化率达到70%以上。国内建筑工业化发展一、新中国成立之初的建筑工业化进程概况建国初期，各项建设均在大规模进行，为了推广设计标准化、生产工业化、施工机械化，对房屋墙体进行改革，出现了四种新型房屋：大板房屋、框架轻板房屋、大型砌块房屋、大模板房屋。其中大板房屋体系较为成熟，自1958年逐步发展起来，到1964年大力推广。由于住房紧缺的问题突出，装配式大板技术主要应用于住宅建设方面。从一九五八年至一九九一年，累计建成装配式大板住宅面积约三百八十多万平方米。二、装配式大板住宅的阶段性进展、问题及对策我国的装配式大板住宅从1958年开始研究大型承重墙板的技术改革，以北京市为例，先后经历了以下三个阶段：五层单栋装配式大板住宅试点工程；五层装配式振动砖墙板结构和利用粉煤灰、矿渣等工业废料制作硅酸盐墙板住宅建筑的推广；七十年代末内外墙板改用钢筋混凝土构件，装配式大板住宅逐渐向高层发展。实践证明，在五层居住建筑中采用装配式墙板结构，墙体厚度较一般砖墙减少了近三分之一，自重减轻的同时也增大了使用面积。现场湿作业减少，劳动生产率和施工速度明显加快。在装配式大板住宅建设初期，由于缺乏经验，也出现了一些问题。如墙板接缝处开裂、灌封材料干缩、施工缺陷等原因导致渗漏；采用混凝土水渣夹心复合材料或粉煤灰膨胀矿渣混凝土单一材料的外墙板出现结露。文革以来，通过调研和实验，采用以构造防水为主配合材料防水的方法解决渗漏问题；通过研制加气混凝土复合材料外墙等技术解决住宅的保温问题。1978年十二月，经国家建委批准，装配式大板居住建筑结构设计和施工暂行规定首版试行，标志着我国装配式大板建筑进入新的发展阶段，应用普及全国二十多个省、市。1985年以来，装配式大板住宅渐渐不能满足户型多样化的需求，高层住宅的抗震虽然完成了18层的试点项目，但其建设任务呈逐年下降的趋势，装配式大板住宅逐渐退出历史舞台。三、新型建筑工业化的时代（一）政策及相关文件的出台1999年国务院办公厅发布了关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见（国发199972号），提出了四个方面的目标：满足居民居住需求，改善居住环境；建立住宅工业化、标准化生产体系；2005年实现降低能耗50%，2010年再降低30%的要求；科技进步贡献率在2005年达到30%，2010年达到35%。2013年国务院办公厅转发了国家发改委和住房城乡建设部绿色建筑行动方案国发办20131号文件，将推动建筑工业化作为重要内容，明确指出要加快标准体系的建设、提高建筑产业化技术集成水平、开展建筑示范试点和推行住宅全装修。2013年11月7日，全国政协在京召开第二次双周议政会，围绕“建筑产业化”进行协商，对推进建筑产业化在节能节水、降低污染、提高效率等方面的重要性形成了共识。各地也相继出台了推进住宅产业化发展的政策文件，如北京市出台了关于产业化住宅项目实施面积奖励等优惠措施的暂行办法（京建发2010141号），给予采用产业化方式建造的住宅3%的面积奖励。（二）装配式住宅与保障性住房的建设相结合住房水平的衡量不仅依靠数量的增长，还包括品质的提高，未来8年的主要任务是大力发展公共租赁住房。如北京市出台关于2012年在保障性住房建设中推进住宅产业化工作的实施方案（京建发2012407号，明确指出2012年在保障性住房中落实240万平方米产业化住宅的目标。装配式住宅具有设计标准化、构配件生产工业化、施工机械化、土建装修一体化、管理信息化的特点，决定了其与保障性住房相结合具有积极的意义。保障性住房的建设管理主体一般是政府主导，这有利于住房的标准化设计。政府提供的保障性住房在面积上具有系列化的要求，对于几种特定的面积指标能够从厨卫标准化模块到套型模块再到住栋单元，都进行标准化定位。保障性住房的大规模建设适应装配式的生产方式。将标准化住宅的墙、梁、板进行合理拆分，在工厂集中统一预制，极大的提高了模板的重复利用率，能够降低成本。构件在现场进行吊装、节点现浇的施工技术有效缩短了施工周期，减少现场湿作业和建筑垃圾。土建装修一体化顺应保障性住房的使用特性，有效的控制了二次装修带来的建筑能耗的浪费。保障性住房的建设是推进装配式住宅的良好契机。四、住宅工业化关键技术4.1 基础理论与试验研究（1）装配式混凝土建筑结构体系：包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等；主要研究装配式叠合楼盖结构性能；装配式框架节点受力性能、抗震性能；装配式剪力墙节点受力性能、抗震性能；构件承载与变形性能，装配节点大直径钢筋浆锚连接构造的承载及连接整体性能等。（2）装配式混凝土工业化住宅的建筑性能研究：包括墙体保温隔热性能、接缝防水性能、建筑防火性能、外墙装饰性能、墙体耐久性能及隔声性能等。（3）装配式混凝土工业化住宅经济性能研究：包括设计与施工总体策划管理，标准化设计与施工技术，项目实施的时效性与规模效应对比等。4.2 工业化建筑设计技术（1）结构体系选择与模数化、标准化设计：我国的住宅建筑工业化结构体系还没有完全确立，通用结构体系和专用结构体系的协调配合还没有解决，标准化概念和设计技术还没有得到足够重视。导致目前工业化住宅设计方案实施成本高、周期长，最大的原因是缺乏有经验的设计咨询人员。（2）构件及装配节点的深化设计：工业化住宅的关键是要解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计。（3）工业化专用三维设计软件开发：由于装配式混凝土结构设计构造的自身特点，要求设计方案必须在施工前检查复核，确保各专业的交叉重复在设计阶段解决，提高工业化设计的准确性。4.3 构配件优质高效加工制作技术应制定采用机械化水平较高、具有一定规模的专业预制工厂取代目前无质量保证的分散的小厂认证管理办法，鼓励预制工厂采用先进的生产工艺和流水线、提高生产效率和产品质量、完善运输安装过程服务。实现节能减排和清洁生产。主要研究开发下列关键技术。（1）构配件高效生产技术：采用机械化生产线可以减少工人劳动强度，提高产品质量和生产效率。（2）构配件清洁生产技术：采用工厂化定点批量生产，最大限度减少建筑垃圾及废弃物排放，满足国家环境保护政策对建筑业推广绿色施工要求。（3）构配件节能生产技术：采用自动控温的节能养护窑可有效降低能耗，加速模板周转，缩短工期，降低成本。4.4 专业化施工安装技术（1）工业化施工安装软件管理系统开发：应针对工业化住宅结构体系开发施工安装管理软件，规范指导预制构件的施工装配。（2）安装设备及配套机具开发：结合具体工程示范开发标准化定型化住宅配套设备安装机具。（3）工业化定型模板配件及支撑系统开发：配套模板及支撑固定用脚手架的开发与完善。（4）装配节点专业化施工及配套材料开发：连接套筒及高强无收缩灌浆材料的开发与应用。五、2007年至今我国典型预制装配式住宅实践（一）北京表4.1 北京市近几年典型预制装配式住宅项目（二）深圳1 深圳龙华扩展区0008地块保障性住房项目华南地区第一个工业化保障性住房项目。2012年9月竣工，总建筑面积21.62万平方米，提供4002套住宅，采用装配式剪力墙结构，2011年获得中国首届保障性住房设计竞赛一等奖2 深圳万科第五寓2009年竣工，采用内浇外挂体系（竖向结构现浇，水平结构预制，包括外墙、楼梯、走道、楼板、梁），是深圳市首个工业化项目，建筑面积11829 m2，共12层。（三）上海1 上海万科新里程20、21号楼2007年7月竣工，采用框-剪结构，梁、柱、剪力墙现浇，楼板为预制加现浇的叠合板；20号楼共14层，建筑面积7531.9m2，外墙采用先装法（香港预制技术）；21号楼共11层，建筑面积6483.4m2，外墙为后装法（日本预制技术）。该项目是上海市“十一五”住宅产业化建筑施工科技创新示范工程，也是万科