《建筑产业现代化》-第二章

2.1国外装配式建筑的发展历程和现状２１１国外装配式建筑的发展历程１７世纪,欧洲建筑开始采用一些定型的预制构件搭建帐篷和简易房屋,初期的预制构件多数是金属通过铸造或者锤打成形,成为建设房屋的配件,这些配件还是手工制作,虽然使用的工具主要就是锤子和火炉,但是可以集中生产销售而成为一项生意,因此大量的作坊开始出现,在苏格兰出现了专门的锤业者行会,专门管理所有使用锤子的工匠.下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状１８世纪,英国发明了波特兰水泥,这种灰色的粉料在与水混合后就可以快速结硬,加入石子和砂子混合后十分地坚固,如果在其中放入木棍或者钢材,就可以做成承载力很强的构件,这就形成了钢筋混凝土结构,随着水泥和混凝土的配方被不断改进,钢筋混凝土房屋以其坚固的性能赢得了人们的青睐,并且很快传播到世界各地.１９世纪,欧洲大城市人口不断增加,受到汽车工业化的影响,制造业的优势日益体现,建筑走上工业化道路成为必然,在这时候盒子建筑(标准化的预制装配式空间模块)钢筋混凝土框架结构应运而生.

上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状２０世纪５０年代,欧洲由于受“二战”的严重创伤,房屋短缺的同时又缺乏劳动力,建筑师开始大规模开发模数化系统,开始研发结构合理、成本较低的工业化建筑.１９６１—１９６４年,德国发展了钢结构体系,住宅建筑工业化的高潮遍及欧洲各国,并发展到美国、加拿大、日本等经济发达国家.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状１９４２年,瓦尔特格罗皮乌斯(WalterGropius)和康拉德瓦克斯曼(KonradWachs-mann)在美国研究出了工业化住宅,推出了组装式住宅(PackagedHouse),如图２-１所示.１９４４—１９４６年,巴克敏斯特富勒(BuckminsterFuller)推出了戴梅森住宅(DymaxionHouse),如图２-２所示.１９５０年,简普鲁威(JeanProuve)的工厂受法国政府委托,为非洲的法属殖民地专门设计了可批量生产的可移动预制房———热带房子(MaisonTropicale),如图２-３所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状“人居６７”生态公寓(Habitat６７)是一座位于加拿大蒙特利尔圣罗伦斯河畔(SaintLaw-renceRiver)的住宅小区,虽然它看上去不是那么“美观”,也不够“生活气息”,但其奇特的外观使得成为当地的地标之一,如图２-４所示.１９６８年,建筑师马蒂(MattiSuuronen)在芬兰首次建造了一座未来之家(FuturoHouse),如图２-５所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状２１２国外装配式建筑的发展现状１美国美国物质技术基础较好,商品经济发达,且未出现过欧洲国家在第二次世界大战后曾经遇到的房荒问题,因此美国很少提到“住宅产业化”,但他们的建筑业仍然是沿着工业化道路发展的,而且已达到较高水平.这不仅反映在主体结构构件的通用化上,而且特别反映在各类制品和设备的社会化生产和商品化供应上.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状轻质板材、装修制品,以及设备组合件等花色品种繁多,可供用户任意选择.美国发展建筑装饰装修材料的特点是基本上消除了现场湿作业,同时,具有较为配套的施工机具.厨房、卫生间、空调和电器等设备近年来逐渐趋向组件化,以提高工效、降低造价,便于派技术工人安装.另外,在现场施工方面,分包商专业化程度很高.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状模板工程从设计到制作已成为独立的制造行业,并已走上体系化道路.模板类型很多,并能组合拼装,另外,还配套生产各种模补、辅助铁件、支撑、脱模剂等.现场运输由专业公司承担,同时兼营挖掘、搬运、运垃圾、清理现场等业务.在旧建筑拆除方面,有几百家小公司专门从事控制爆破拆除技术,同时兼营场地平整、托运等项目,机械设备租赁业较发达.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状WallisAnnenberg大楼于２０１４年秋季投入使用,是南加州大学新闻传媒学院的新教学大楼,共５层楼,占地８８０００平方英尺,如图２-６所示.建筑兼具古朴与华丽,雕花拱形外墙板由预制混凝土打造,在墨西哥的预制工厂浇筑、固化成型(图２-７),８月下旬运输至施工现场(图２-８),９月初吊装完成(图２-９),安装周期仅用了短短半个月时间,如果采用现浇几乎不可能实现.某预制构件厂全貌如图２-１０所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状利用混凝土建筑的多功能性和可塑性,使建筑外墙富有深度设计感、充满戏剧感和大胆创意.预制的外墙是采用结构装饰一体化的形式,在工厂生产的预制构件已经完成了装饰面,现场装配施工完成后没必要再进行外装修,因此,不仅可以大大节约工期、综合节省造价,而且可以使建筑尽早投入使用.采用双T板建设的车库(图２-１１~图２-１３),每一块双T板的跨度约为２０m,中间没有柱子,提高了车库的使用率,并且使用非常方便.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状美国预制建筑的外墙普遍采用夹心保温,把保温材料夹在两层混凝土之间,既提高了墙体的热阻,又可以使保温与墙板同寿命.预制构件一般在构件厂完成了外装饰,墙板之间只要做好防水胶缝施工就可以很快竣工完成,大大节省了施工工期,如图２-１４所示.美国的预制构件一般尺寸较大,在满足运能和吊能的前提下,尽量减少预制构件的个数,一方面可以降低构件制作和吊装的成本;另一方面减少了接缝的数量,节省打胶防水的费用,综合降低造价,如图２-１５所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状装配式混凝土别墅的外墙可以采用组合式夹心墙板,一般寒冷地区的保温板较厚,气候炎热的地区保温板相对较薄,预制构件之间采用干式连接方法,尽量减少现场湿作业和现场用工量,综合经济效益较好,如图２-１６所示.预制梁柱节点一般按照铰接处理,连接措施一般为干式连接,可以简化施工构造,建筑楼盖和屋盖与框架梁柱、剪力墙之间能够可靠传力,因此建筑的抗震性能同样可靠,如图２-１７所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状２德国德国的装配式混凝土住宅主要采取叠合板、剪力墙结构体系,剪力墙板、梁、柱、楼板、内隔墙板、外挂板、阳台板等构件采用预制构件,耐久性较好.２０世纪末,德国在建筑节能方面提出了“３升房”的概念,即每平方米建筑每年的能耗不超过３升汽油,并且德国是建筑能耗降低幅度发展最快的国家,是近几年提出的零能耗的被动式建筑.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状从大幅度的节能到被动式建筑,德国都采取了装配式的住宅来实施,这就需要装配式住宅与节能标准之间充分融合,如图２-１８所示.用双面预制叠合墙板(图２-１９)做地下室的挡土墙是非常成熟的体系(图２-２０),并较好地解决了地下室外墙防水的技术.双面预制叠合式剪力墙是典型的免模板技术,墙板的两层预制混凝土之间通过桁架钢筋连接,构件中间的空腔部位在现场装配完成后进行混凝土浇筑,一般采用叠合楼板现浇层与墙身现浇层同时浇筑的方法,再加上桁架钢筋使得预制构件和现浇层结合紧密,因此,建筑的整体性、防水性、抗震性都比较好,如图２-２１所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状３法国二十世纪五六十年代,是法国工业化住宅需求量最大的阶段.这一时期,大中型的施工企业和设计公司联合开发出“结构—施工”体系.由于市场需求大,所以尽管它的构件并不标准,但足够大的生产规模保证了成本的合理性.２０世纪７０年代以后,房屋需求基本上得到了解决,工业化住宅进入了质量阶段.在这阶段,提出来要增加建筑面积、提高隔热、保温和隔声等住宅性能,还要求改善装修和设备的水平,以改善建筑的形象和居住环境.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状为了推行住宅建筑工业化,近年来法国混凝土工业联合会和法国混凝土制品研究中心把全国近６０个预制厂组织在一起,由它们提供产品的技术和经济,并且编制出一套G５软件系统.即把遵守同一模数协调规则、在安装上具有兼容性的建筑部件汇集在产品目录之内,它告诉使用者有关选择的协调规则、各种类型部件的技术数据和尺寸数据、特定建筑部位的施工方法,其主要外形、部件之间的连接方法,设计上的经济性等.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状采用这套软件系统,可以把任何一个建筑设计转变成为用工业化建筑部件进行设计而又不改变原设计的特点,尤其是建筑艺术方面的特点.位于法国蒙彼利埃的预制装配式建筑如图２-２２所示,其外立面细部如图２-２３所示,预制外墙板如图２-２４所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状４澳大利亚在澳大利亚,几乎所有的建筑材料都是工厂按照国家标准生产的半成品或成品,建筑商只是买来这些住宅构件和部品,按照设计图纸组装.自２０世纪９０年代以来,政府修改了住宅墙体标准,重新颁布了«建筑法»,在立法上为住宅产业化铺路.短短的十几年,澳洲的住宅产业化已经完全成熟,住宅工艺和品质均得到大幅度提高.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状澳大利亚为实现建筑节能,政府修改了住宅墙体标准,如要求和允许使用特殊化纤板和隔热填充材料,并与保险制度挂钩.不按设计标准建房,则增加保险费或不予保险.因此,没有质量保险的房子就会失去市场,于是,建筑商就只能购买符合标准的建筑部品,这就有效地培养了市场需求.在西方发达国家,住宅工业化就是在这样的制度机制下实现的,如图２-２５所示.

图２-２６所示为名为“波浪”的住宅大楼,建于澳大利亚最负盛名的黄金海岸.除却巍峨的高度成就其一览众山小的骄人之姿,另有曲面弧形预制外墙板完美打造了无论横看还是侧观,均能产生自由荡漾之感的独特外观.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状５瑞典瑞典从２０世纪５０年代开始在法国的影响下推进建筑工业化政策,并由民间企业开发了大型混凝土预制板的工业化体系.目前,瑞典的新建住宅中,采用通用部件的住宅占８０％以上.２０世纪２０年代瑞典新建公寓式住宅所占比例较大,之后独立式住宅超过公寓式住宅,目前独立式住宅约占８０％,而这些独立式住宅９０％以上是以工业化方法建造的.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状政府一直重视标准化工作,早在２０世纪４０年代就委托建筑标准研究所研究模数协调,之后又由建筑标准协会(BSI)开展建筑化标准方面的工作.为了推动住宅建设工业化和通用体系的发展,瑞典１９６７年制定的«住宅标准法»规定,只要使用按照瑞典国家标准协会的建筑标准制造的建筑材料和部件来建造住宅,该住宅的建造就能获得政府的贷款.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状沃兹沃思度假屋位于厄兰岛的波罗的海冰岛西海岸,共两层,白色预制混凝土墙围筑而成的方形建筑位于中央,并逐渐向两边延伸形成燕尾型,好像匍匐在海岸边上的海鸟,似动非动,形象可爱.预制混凝土技术实现了此房屋外墙最大精致度和无表面涂饰色差的需求,如图２-２７所示.登陆号酒店位于瑞典首都斯德哥尔摩最繁华的中心地带,是当地最大的酒店.预制混凝土三明治墙混合玻璃的独特外立面造型融入了斯堪的纳维亚建筑的精华,惊艳的效果摄人心魂,令人过目难忘,如图２-２８所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状６日本日本是世界上率先在工厂里生产住宅的国家,早在１９６８年,“住宅产业”一词就在日本出现,住宅产业是随着住宅生产工业化的发展而出现的.标准化是推进住宅产业化的基础.１９６９年,日本制定了«推动住宅产业标准化五年计划»,开展材料、设备、制品标准、住宅性能标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状日本住宅部件化程度很高.由于有齐全、规范的住宅建筑标准,建房时从设计开始,就采用标准化设计,产品生产时也使用统一的产品标准.日本各种建筑结构中,钢结构的建筑数量最多,占住宅建筑总面积的２０％左右,多数为低层独立住宅.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状日本中银舱体楼位于东京新桥,占地３０９１２３m２,共１３层,是把办公与住宅合而为一的综合楼房,如图２-２９所示.紧凑的内部空间里各种生活家电、家具有序放置,一应俱全.该大楼建立于１９７２年,虽于２０１０年失修,但纽约时报仍赞誉其具有华丽完美的建筑结构.胶囊大楼由钢架和钢筋混凝土构建而成,其内部楼梯、地板以及电梯井道均由预制混凝土打造.另外,以胶囊体这一新颖外观呈现的居住空间共由１４０块预制模块构成,每个独立模块均可随意拆除而不影响整体稳定,如图２-３０所示.上一页下一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状日本的标准包括建筑标准法、建筑标准法实施令、国土交通省告示及通令、协会(学会)标准、企业标准等,涵盖了设计、施工等内容.目前日本住宅各部分都有通用部件,如无特殊要求,只要将各通用部件组合起来即可.上一页返回2.1国外装配式建筑的发展历程和现状７新加坡新加坡开发出１５~３０层的单元化的装配式住宅,占全国总住宅数量的８０％以上.通过平面的布局、部件尺寸和安装节点的重复性来实现标准化,以“易建性”为设计原则来实现施工过程的工业化,相互之间配套融合,装配率达到７０％,如图２-３３~图２-３５所示.上一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状２２１我国装配式建筑的发展历程２０世纪５０年代,国家为了经济建设发展,首先向苏联学习工业厂房的标准化设计和预制建设技术,大量的重工业厂房多数是采用预制装配的方法进行建设,预制混凝土排架结构发展得很好,预制柱、预制薄腹梁、预应力折线型屋架、鱼腹式吊车梁、预制预应力大型屋面板、预制外墙挂板被大量采用,甚至杯口基础也采用预制构件,使房屋预制构件产业上升到一个很高的水平,在国家钢材和水泥严重紧缺的情况下,预制技术为国家的工业发展做出了应有的贡献.下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状２０世纪６０年代末７０年代初,随着中小预应力构件的发展,城乡出现了大批预制件厂(图２-３６).２０世纪８０年代,国家发展重心从生产逐渐向生活过渡,城市住宅的建设需求量不断加大,为了实现快速建设供应,借鉴苏联和欧洲预制装配式住宅的经验,开始了装配式混凝土大板房的建设,并迅速在北京、沈阳、南宁、太原、兰州等大城市进行推广,特别是北京市在短短１０年内建设了２０００多万平方米的装配式大板房,装配式结构在民用建筑领域掀起了一次工业化的高潮.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状1999年开始原建设部实施国家康居住宅示范工程，鼓励在示范工程中采用先进适用的成套技术和新产品、新材料，引导并促进住宅的全面更新换代。进入21世纪，我国的经济水平和科技实力不断加强，各行各业的产业化程度不断提高，建筑房地产产业得到长足发展，材料水平和装备水平足以支撑建筑生产方式的变革，我国的住宅产业化进入了一个新的发展时期，再加上受到劳动力人口红利逐渐消失的影响，建筑业的工业化转型迫在眉睫，但由于我国预制建筑行业已经停滞了将近三十年，专业人才存在断档、技术沉淀几近消亡，众多企业和社会力量不得不投入大量人力、物力、财力进行建筑工业化研究，从引进技术到自主研发，不断积极探索，随着新编制的《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）的生效，我国建筑产业化发展开始重新起步，即将掀起又一次建筑工业化高潮。上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状222我国装配式建筑的发展现状自20世纪90年底以来，由于我国建筑业一直以现浇施工为主，预制装配式建筑案例较少，因此熟悉预制构件的技术和管理人才较少。为了满足建筑产业化发展的需求,很多企业不得不投入重金进行技术、产品的引进,在消化吸收国外先进经验的同时,加强自主研发创新,同时进行人才培养,并得到了各级政府建设行政主管部门的重视,协调大专院校和科研机构、设计单位、生产施工企业之间展开合作,共同进行技术和产品研发、人才培养,相关的产品标准和技术标准逐步建立,为建筑产业化的发展保驾护航.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状经过十多年的积累和发展,已经涌现了一批专门从事装配式建筑研究的企业,可以为开发商、设计单位、构件厂、施工单位提供技术和产品支持,其中较为成熟的技术和产品有灌浆套筒钢筋连接技术、夹心三明治保温墙板技术、预制构件专用预埋件产品等,缩短了与发达国家之间的技术差距,如图２-３７~图２-４０所示.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状目前,我国众多的装配式结构体系中,主要以装配式混凝土结构为主,其次为钢结构住宅.其中,预制装配式混凝土结构住宅又以剪力墙结构和框架结构为主要代表.１万科集团万科从１９９９年开始成立住宅研究院,２００４年正式启动住宅产业化研究,在东莞松山湖建立了万科建筑研究基地,技术研发方面先后投入数亿元,从研究和学习日本的预制装配式建筑开始,逐渐演变到自主研发创新发展道路,目前已初见成效.现在万科在深圳、北京、上海、南京用装配式结构建设的PC住宅已经接近１０００万平方米,成为国内引领产业化发展的龙头企业.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状深圳万科第五园公寓楼(图２-４１)位于深圳市龙岗区梅观高速公路与布龙路交汇处,总建筑面积约为１４８万平方米,分A、B两种户型,分别为４２１１m２及８６３５m２

;是万科首次使用产品开发流程进行工业化住宅产品开发的项目.再如,万科深圳龙悦居２２万平方米装配式结构保障房(图２-４２),采用的是PC外墙挂板(图２-４３).上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状北京万科与清华大学、北京市设计院、榆树庄构件厂联合开展预制剪力墙技术研究,用于高层住宅的建设,在中粮假日风景项目(图２-４４)首次采用了灌浆套筒和夹心墙板技术,其后在房山长阳半岛、住总万科橙等项目进行了大面积推广.上海万科在万科新里程项目进行了装配式建筑的首次试点,一栋楼采用“日本工法”和SI体系,另一栋楼采用“香港工法”进行对比,最终证明“日本工法”对工人素质要求较高,“香港工法”易于掌握,比较符合我国建筑特点(图２-４５).上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状２黑龙江宇辉黑龙江宇辉集团与哈尔滨工业大学联合,从２００６年开始研究全预制装配整体式剪力墙结构住宅,其特点是装配化率和预制率均很高、经济性较好.核心技术为“约束浆锚钢筋连接技术”,如图２-４６所示.宇辉施工的哈尔滨洛克小镇如图２-４７所示.３长沙远大住工１９９９年从整体卫浴开始研究,逐渐向装配式别墅房屋和高层住宅发展,远大的技术体系特点为剪力墙结构全部现浇,外墙板、叠合楼板、内隔墙全部预制.构件采用预制构件流水线生产,生产效率高.如图２-４８、图２-４９所示.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状４南京大地集团南京大地建设集团从法国引进世构体系,为装配式预应力框架结构,梁板采用先张法预应力,适合做大跨度公建类型(图２-５０),南京大地在消化国外技术的基础上进行自主研发,成功运用于住宅.关键技术为先张法预应力、梁柱节点构造连接技术,如图２-５１~图２-５４所示.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状5.南通中南建设2006年南通中南建设从澳大利亚引进NPC体系，该体系的特点为外墙、剪力墙、核心筒及叠合楼板均采用预制，如图2-55、图2-56所示。该公司核心技术为波纹管预留孔浆锚钢筋间接搭技术。6.合肥宝业西伟德2007年合肥经开区引进德国技术和自动化流水生产线，2011年与绍兴宝业合资参股，生产桁架钢筋双面预制叠合式剪力墙和桁架钢筋叠合楼板（图2-57）。期技术体系特点是：装配现浇后的房屋整体性好，生产过程自动化程度高、安装过程效率高，如图2-58所示。上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状７杭萧钢构杭萧钢构股份有限公司专业从事钢结构住宅产业化.在楼承板、内外墙板、梁柱节点、结构体系、构件形式、钢结构住宅、防腐防火和施工工法等方面先后获得２００余项国家专利成果,如图２-５９、图２-６０所示.８山东万斯达山东万斯达是一家以装配式建筑为主营业务的高新技术企业.公司为客户提供“装配式建筑整体解决方案”的全产业链运营服务,从产品研发、标准制定、项目咨询、规划设计、装配式设计、构件制造、工程施工,到人才培训的整个产业链,为客户提供“一揽子”的整体解决方案.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状万斯达的主要产品包括预制混凝土叠合板、预制混凝土墙板、预制混凝土梁柱、预制混凝土楼梯及预制混凝土阳台,拥有钢框架结构体系、预制预应力混凝土框架结构体系、预制混凝土剪力墙结构体系、多层板式快装结构体系四大PK快装结构体系.如图２-６１~图２-７２所示,这些产品按照建筑设计要求在工厂制造完成,实行工厂化作业;制造完成后运输到施工现场,经组装连接形成满足预定功能要求的建筑物,能显著提升施工效率、节省施工成本以及改善作业环境.上一页下一页返回２.２我国装配式建筑的发展历程和现状济南西城济水上苑１７号住宅楼(图２-７３)是济南市首栋装配式住宅工程,也是山东省建筑产业化首个住宅试点示范工程项目,为装配整体式剪力墙结构体系的高层住宅,建筑地下２层,地上２１层,总建筑面积约为１９万平方米.万斯达设计施工的长清大学城商业街二期,采用钢结构加叠合板,如图２-７４所示.上一页返回２.３我国现行装配式建筑技术标准国家级、部级装配式结构相关规程、规范及图集见表２-１;装配式结构相关地方标准、规范及图集见表２-２.返回图２-１组装式住宅内视图返回图２-２戴梅森住宅外观返回图２-３热带房子夜景返回图２-４加拿大“人居６７”生态公寓返回图２-５芬兰未来之家返回图２-６南加州大学WallisAnnenberg大楼返回图２-７预制件存放返回图２-８在工厂的预制件返回图２-９现场吊装返回图２-１０某预制构件厂全貌返回图２-１１采用双T板的停车场下一页图２-１２双T板生产下一页图２-１３停车场外观返回图２-１４预制双T板屋面体系支撑在预制外墙上返回图２-１５构件厂成品展示返回图２-１６装配式混凝土别墅

返回图２-１７预制框架外挂板体系返回图２-１８德国柏林装配式剪力墙结构(１６层)返回图２-１９叠合墙板返回图２-２０叠合墙板体系返回图２-２１德国装配式别墅返回图２-２２位于法国蒙彼利埃的预制