國際上裝配式建筑發(fā)端于工業(yè)革命,二戰(zhàn)后大規(guī)模創(chuàng)立和推廣。70年代后,各國各地區(qū)基于不同的自然和人文條件及特點,選擇了不同的發(fā)展道路與方式。
美國
1976年,美國國會通過了國家工業(yè)化住宅建造及安全法案,同年出臺一系列嚴(yán)格的行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),一直沿用至今。大城市住宅的結(jié)構(gòu)類型以混凝土裝配式和鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅為主,在小城鎮(zhèn)多以輕鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)住宅體系為主。美國住宅用構(gòu)件和部品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、專業(yè)化、商品化、社會化程度很高,幾乎達到100%。
1.美國洛杉磯某裝配式住宅:框架結(jié)構(gòu),細柱厚板,外墻為預(yù)制墻板。
2.美國某裝配式住宅:板式結(jié)構(gòu)建造過程。
墨西哥廠區(qū)的辦公樓是最早完工的建筑,外皮和內(nèi)部裝修由樂高玩具組件拼接完成,結(jié)構(gòu)體系及屋面由樂高的混凝土預(yù)制件搭建完成。該建筑共使用了200多個“LEGO PC”模塊和330萬個玩具模塊。
丹麥的總部建筑于2017年2月完工。
瑞典
瑞典開發(fā)了大型混凝土預(yù)制板的工業(yè)化體系,大力發(fā)展以通用部件為基礎(chǔ)的通用體系。有人說:“瑞典也許是世界上工業(yè)化住宅最發(fā)達的國家”,他們的住宅預(yù)制構(gòu)件達到了95%之多。瑞典建筑工業(yè)化特點:在完善的標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)上發(fā)展通用部件;模數(shù)協(xié)調(diào)形成“瑞典工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”(SIS),實現(xiàn)了部品尺寸、對接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化。
法國
法國是世界上推行建筑工業(yè)化最早的國家之一。走過了一條以全裝配式大板和工具式模板現(xiàn)澆工藝為標(biāo)準(zhǔn)的建筑工業(yè)化的道路。特點是以推廣“構(gòu)造體系”,推行構(gòu)件生產(chǎn)與施工分離的原則,發(fā)展面向全行業(yè)的通用構(gòu)配件的商品生產(chǎn)。
法國巴黎28套公寓樓。
日本
通過立法和認(rèn)定制度大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化:六七十年代出臺的《建筑基準(zhǔn)法》成為日本大規(guī)模推行產(chǎn)業(yè)化的節(jié)點。70 年代設(shè)立了“工業(yè)化住宅質(zhì)量管理優(yōu)良工廠認(rèn)定制度”,這一時期采用產(chǎn)業(yè)化方式生產(chǎn)的住宅占竣工住宅總數(shù)的 10%左右。80 年代中期設(shè)立了“工業(yè)化住宅性能認(rèn)定制度”,采用產(chǎn)業(yè)化方式生產(chǎn)的住宅占竣工住宅總數(shù)的 15%~20%,住宅質(zhì)量和性能明顯提高。到 90 年代采用產(chǎn)業(yè)化方式生產(chǎn)的住宅占竣工住宅總數(shù)的25%~28%。
日本住宅產(chǎn)業(yè)化的重要成就之一是KSI體系住宅。
新加坡
新加坡住宅由政府建造,開發(fā)出15層到30層的單元化的裝配式住宅,占全國總住宅數(shù)量的80%以上。通過平面的布局,部件尺寸和安裝節(jié)點的重復(fù)性來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化以設(shè)計為核心設(shè)計和施工過程的工業(yè)化,相互之間配套融合,裝配率達到70%。
新加坡天空之城項目:預(yù)制剪力墻+灌漿套筒。
中國香港
香港快速發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)化主要歸功于政府的積極引導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,從“和諧式”公屋的多種系列的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計使得房間尺寸相互配合,建筑構(gòu)件的尺寸得以固定,形成了公屋專用體系的預(yù)制生產(chǎn),新開工的公屋全部采用預(yù)制、半預(yù)制構(gòu)件和定型模版建設(shè)。2001年政府出臺建筑面積獎勵政策,對采用預(yù)制外墻的商品房給予建筑面積6%的獎勵,香港普通商品房開始采用住宅產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。
香港海德1A公屋。
香港標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為核心的裝配式公屋。
國內(nèi)
1宇輝預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)(間接搭接連接)。
黑龍江宇輝集團開發(fā)的“保利花園”應(yīng)用了預(yù)制墻體、預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯、預(yù)制疊合板等建筑部件。
2.長沙遠大住工現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)外掛板體系。
遠大住工在整體廚衛(wèi)、成套門窗等技術(shù)方面實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、并建設(shè)了以預(yù)制混凝土外墻板為主的工業(yè)化生產(chǎn)、配套化供應(yīng)的建造體系。
3.南京大地集團裝配式框架外掛板體系。
構(gòu)件采用預(yù)制構(gòu)件流水線生產(chǎn),生產(chǎn)及施工效率高、成本低。框架結(jié)構(gòu)不符合國內(nèi)主流住宅的特點;預(yù)應(yīng)力疊合樓板存在反拱,存在技術(shù)缺陷。
萬科上坊公寓保障房。
4.中南建設(shè)裝配式剪力墻體系。
裝配率及預(yù)制率高,構(gòu)件可采用預(yù)制構(gòu)件流水線生產(chǎn),經(jīng)濟性較好。但建筑高度受限。
5.合肥西偉徳寶業(yè)疊合式剪力墻。
德國技術(shù),裝配率高、整體性好,效率高,技術(shù)成熟。建筑混凝土和鋼筋含量大,材料成本高。
6.萬科地域化的體系。
萬科集團在深圳投資建設(shè)了“萬科住宅產(chǎn)業(yè)化研究中心”,并積極推進房地產(chǎn)開發(fā)項目的預(yù)制裝配和精裝修集成。南方偏重于引進日本常用的預(yù)制框架或框架結(jié)構(gòu)外掛板技術(shù);在北方則和北京市建筑設(shè)計研究院及榆樹莊構(gòu)件廠合作,開發(fā)了本土化的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)新技術(shù)。
7.部分裝配式建筑性能配置例表
整體來說,裝配式建筑的發(fā)展方向
1.向長壽命居住和綠色住宅產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展
世紀(jì)之交全人類對于可持續(xù)發(fā)展的追求,促使人們探索從節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和環(huán)保等方面綜合統(tǒng)籌建造更“綠色”的建筑,而“長壽命居住”是最大的“綠色建筑”。對我國而言,“綠色建筑工業(yè)化”是可持續(xù)發(fā)展的要求,也是轉(zhuǎn)變增長方式的要求。
2.從閉鎖體系向開放體系發(fā)展
西方國家預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,大致上可以分為兩個階段:自1950年至1970年是第一階段,1970年至今是第二階段:第一階段的施工方法被稱為閉鎖體(closdeysstem),其生產(chǎn)重點為標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件,并配合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、快速施工,缺點是結(jié)構(gòu)形式有限、設(shè)計缺乏靈活性。第二階段的施工方法被稱為開放體系(ponesysetm),致力于發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化的功能塊、設(shè)計上統(tǒng)一模數(shù),這樣易于統(tǒng)一又富于變化,方便了生產(chǎn)和施工,也給設(shè)計更大自由。
3.從濕體系向干體系發(fā)展,現(xiàn)在又廣泛采用現(xiàn)澆和預(yù)制裝配相結(jié)合的體系
濕體系(wetsysetm)又稱法國式。其標(biāo)準(zhǔn)較低,所需勞力較多,接頭部分大都采用現(xiàn)澆混凝土,但防滲性能好。干體系d(yrSysetm)又稱瑞典式,其標(biāo)準(zhǔn)較高,接頭部分大都不用現(xiàn)澆混凝土,防滲性能較差。
4.從只強調(diào)結(jié)構(gòu)預(yù)制向結(jié)構(gòu)預(yù)制和內(nèi)裝系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展
建筑產(chǎn)業(yè)化既是主體結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化也是內(nèi)裝修部品的產(chǎn)業(yè)化,兩者相輔相成,互為依托,片面強調(diào)其中任何一個方面均是錯誤的。
5.更加強調(diào)信息化的管理
通過BIM信息化技術(shù)搭建住宅產(chǎn)業(yè)化的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、建造和管理各個環(huán)節(jié)中的信息交換平臺,實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的信息平臺支持,以“信息化”促進“產(chǎn)業(yè)化”。是實現(xiàn)住宅全生命周期和質(zhì)量責(zé)任可追溯管理的重要手段。
6.更加與保障性基本住房需求建設(shè)結(jié)合
歐洲和日本的集合住宅,新加坡的租屋,我國香港的公屋均是裝配式技術(shù)的主要實踐對象。