模块化建筑技术简介

追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城追求卓越德达天下卓达新材推广集团2015.10卓达模块化建筑设计与案例介绍追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城目录追求卓越德达天下从工地到工厂、从建造到制造三、卓达3D模块化建筑设计思想四、卓达3D模块化建筑设计方法一、住宅产业化二、集成建筑的三个层次五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装六、预切割建筑简介七、卓达2D模块化建筑简介追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城1一、住宅产业化（一）百年住宅产业化之路1、住宅产业化起源包豪斯建筑学派创始人，德裔美国建筑师，瓦尔特.格罗皮乌斯早在1910年就提出“住宅产业化”。2、汽车产业化1907年，福特发明了生产流水线，实现了生产的标准化、大批量制造。流水线批量制造这种生产方式在全世界风行了一个世纪之久，并为工业化社会立下了汗马功劳。但是随着经济的发展和社会的进步，它自身的局限性日益成为它继续前进的障碍，并日渐明显地走向衰落。大规模生产方式，在某些领域，现在乃至将来还会有它发挥作用的空间，但是作为一种主流的生产方式，它的历史使命已经完结，在许多领域里已经衰退。一种新的更能适应当今市场形势的生产方式——大规模定制，已经应运而生。平台骨架气球骨架追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城一、住宅产业化2追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城3一、住宅产业化追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城4一百多年来，汽车产业化取得了突飞猛进的进步，但是，住宅产业化却基本停滞不前。一、住宅产业化追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城5一、住宅产业化（二）美国的住宅产业化1998年，时任美国总统克林顿指示发起住宅先进技术合股企业（PATH），目的是改善“美国的住宅质量、提高成本效率、耐久性、安全性和抵抗天灾的能力。”可以说住宅产业化是继IT产业，基因科学之后在美国所推行的又一个重大国家产业政策。2001年，美国建筑师学会资深会员（FAIA）学会给美国罗马学院成员斯蒂芬.基兰和詹姆斯.廷伯克莱团队研究奖金。研究课题有工厂预制、创新墙体，以及采用新的装配工艺和材料的室内组件等，根据研究成果，他们撰写了《再造建筑》一书。这本书的基本思想就是用制造业的成功经验来再造建筑业。他们在世界各地授课、讲授住宅制造的流程和方法，这些技术是从其他行业（制造业）转移过来的，现在已经应用到了建筑上，构成了一种新的建筑学。平台骨架气球骨架追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城6一、住宅产业化（三）日本的住宅产业化日本的住宅产业化始于20世纪60年代初期。20世纪70年代是日本住宅产业化的成熟期。到20世纪90年代，采用产业化方式制造的住宅占竣工住宅总数的25~28%。日本是世界上率先在工厂里制造住宅的国家之一。日本从1985年开始陆续进行了针对21世纪型住宅的模式的研究开发，先后进行了多层住宅用新材料、设备系统开发项目（1984~1990年），新工业化住宅产业技术——系统开发项目（1989~1995年），创造生活价值住宅开发项目（1994~2000年）和资源循环型住宅技术开发项目（2000~2004年），这些项目的研究开发对于构筑可持续性社会、降低建筑的资源和能源消耗、保护环境等都具有非常重要的意义。创造生活价值住宅开发项目（1994~2000年）技术研究课题组6名顾问团成员的松村秀一先生（东京大学大学院工学系研究科建筑学专业副教授）、田边新一先生（早稻田大学理工学部建筑学科教授）共同编著了《21世纪型住宅模式》一书。该书不只是技术和问题的解答，而是在描述21世纪日本住宅的模式基础上的技术标准。日本几个最大的专门从事住宅建造的制造商是：丰田、积水、久保田、三泽、三菱、大和。日本的住宅产业化战略是边建筑过程为制造过程。日本处于建筑技术和开发的最前沿，尤其是机器人技术和计算机控制系统。它们早就开发出楼面自动打磨机、加固制作机器、上油漆机器人、自动焊接机器人、激光测量装置、无人驾驶铲车、巨大的塔吊等机器人技术，以应对熟练工人短缺的问题。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城6一、住宅产业化（四）住宅产业与制造业的差距尽管住宅产业化思想已经提出了100多年，但是由于住宅产品的特殊性，住宅产业与制造业的技术差距却是越来越大。不但中国是这样，全世界也是一样。我2004年写过一本书——《工厂化制造住宅与住宅产业化》。制造业（汽车、家电、IT）正逐渐从批量复制向批量定制发展。流水线布局、物料供给系统、智能机器人、智能控制、无人化工厂、无仓库工厂（JIT）、制造与装配设计（DFMA）、企业资源规划（ERP）、远程控制设计与制造样板制作和分析工具等新技术措施层出不穷。在全球范围内，住宅制造业与制造业（汽车、家电、IT）存在巨大差距（至少相差50年）。中国住宅制造业还没有起步，不但存在着许多技术障碍，而且还有很多法律、法规方面的缺失。住宅产业化虽然面临着巨大的困难，但是也说明，住宅产业化有着巨大的发展空间。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城7一、住宅产业化（五）住宅产业化与集成建筑的关系住宅产业化是手段，即通过产业化手段来制造（或建造）集成建筑。集成建筑的内涵包括，但不局限于：预制建筑（钢结构、木结构、混凝土结构）；模块化建筑（钢结构、木结构、混凝土结构）；智能建筑（智能家居、智能家具等）；可持续建筑（绿色建筑、零能耗建筑、零能源建筑、零加热建筑、自给自足建筑、被动式建筑等）。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城（一）集成建筑的三个层次1、初级层次集成建筑（或住宅产业化）的初级层次又称之为现场“绑棍建筑”，即在房屋制造工厂制造“一根根”建筑构件，运到施工现场，然后把“一根根”建筑构件“钉到一起”，再固定上建筑围护体系，就构成完整的建筑物。2、第二层次集成建筑（或住宅产业化）的第二层次又称之为2D模块化建筑，即在房屋制造工厂把“一根根”建筑构件“钉到一起”，再固定上建筑围护体系，构成“一面面”的墙面、楼面和屋面等二维（2D）建筑系统。然后把这些二维（2D）的墙面、楼面和屋面系统运送到施工现场，再吊装组成完整的建筑物。3、最高层次集成建筑（或住宅产业化）的最高层次又称之为3D模块化建筑，即在房屋制造工厂把“一面面”的墙面、楼面和屋面等二维（2D）建筑系统固定到一起，形成三维(3D)建筑系统。然后把这些三维（3D）建筑系统运送到施工现场，再吊装组成完整的建筑物（图1~2）。卓达集团目前主要采用的是2D模块化建筑和3D模块化建筑技术，很少采用“绑棍建筑”技术了。8二、集成建筑三个层次追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城9三、卓达3D模块化建筑设计思想追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城10三、卓达3D模块化建筑设计思想最近几年，“像造汽车一样造房子”成了一句非常引人注目的“口号”。但是，如果不能“像设计汽车一样设计房子”，那么“像造汽车一样造房子”就只能是一句空话！为了确保“像制造汽车一样制造住宅”，卓达集团采取的对策是“像设计汽车一样设计住宅”。卓达3D模块化住宅是通过先进的模块化设计方法，把一栋住宅分解成若干个模块，然后在卓达全国各地的住宅工厂里分模块制造。运送到工地的卓达3D模块化住宅既完成了室内外装修，也包括内部的给排水设施、厨房卫生洁具、家用电器、家具、地毯等更多的生活起居设施。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城11四、卓达3D模块化建筑设计方法（一）模块化设计1、3D模块卓达3D模块化住宅是由若干个如下图所示的3D模块组成。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城12四、卓达3D模块化建筑设计方法2、3D模块钢结构框架卓达3D模块的钢结构框架如下图所示。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城13四、卓达3D模块化建筑设计方法追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城14四、卓达3D模块化建筑设计方法3、卓达3D模块外墙构造卓达3D模块外墙构造如图9所示。卓达3D模块化住宅主要依托卓达新材来建造3D模块化住宅的维护结构。卓达新材（构造板）在3D模块化住宅中起到了建筑蒙皮（结构承载）和建筑防火双重功能，卓达新材构造板是A1级的耐火材料。卓达新材（外饰板）展现了卓达3D模块化住宅（室外侧）的建筑美学功能。卓达新材（内饰板）展现了卓达3D模块化住宅（室内侧）的建筑美学功能。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城15四、卓达3D模块化建筑设计方法追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城16四、卓达3D模块化建筑设计方法（二）3D模块的装配1、3D模块的定位卓达3D模块化住宅采用了专门的定位装置，可以把3D模块准确的定位和组装到一起，3D模块的水平位置偏差可以控制在±1mm之内，确保外立面整齐划一，不需要再施工现场做二次整形装修。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城17四、卓达3D模块化建筑设计方法2、3D模块的组合把标准的3D模块进行不同的组合，就可以获得不同的建筑造型（图11~17）。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城18四、卓达3D模块化建筑设计方法追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城19四、卓达3D模块化建筑设计方法追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城20五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城21五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装（一）卓达3D模块化住宅的优点卓达3D模块化住宅是集中在一个环境受到控制的车间里制造而成，真正像造汽车一样在生产线上制造房子。在环境受到控制的车间里制造住宅的优点如下：可以按照工业化大生产方式来招聘工人，并进行高效培训，工人的工作条件和工作技能都有可靠保证。可以按照工业化大生产方式组织三班倒作业，仅仅这一项就可以提高生产效率3倍，确保按时交付。可以按照工业化大生产方式进行生产组织管理和质量控制，确保优质交付。可以采用精密的制造装备，不仅能够快速制造，也能做到很精确。我们是把计算机和激光校准设备连在一起，以确保得到近乎完美的切割和连接。生产周期短，工地建造一栋住宅可能需要半年以上时间，而工厂制造一栋模块化住宅只需要不到一个月时间，到现场装配一栋模块化住宅只需要几个小时。能避免建筑材料经受日晒雨淋而损坏。住宅工厂和施工现场都几乎看不到建筑废料和建筑垃圾。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城22五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城23五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城24五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城25五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装26追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城27五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城28五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城29五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城30五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装（二）3D模块的吊装把运到施工现场的3D模块按照事先设计好的装配顺序进行现场吊装，2~3个小时就可以组装好一栋3D模块化住宅。追求卓越德达天下二产先行三产联动新生产力造城31五、卓达3D模块化建筑制造、运输与安装卓达3D模块化住宅带给消费者与全社会的好处抗震采用重钢框架+轻钢维护建筑结构体系，可以有效抵抗地震荷载的冲击。防火卓达3D模块化住宅采用卓达新材（构造板）作为结构蒙皮，起到了结构承载和建筑防火双重功效。具有抗震、防火等优良特性的卓达3D模块化建筑，有效缩短了施工工期，节约了建筑成本，完全摆脱了钢筋混泥土建筑的传统建造模式，全面推进了住宅产业现代化的实现，有效实现了居住价值、产业价值与城市价值的三者统一和良性循环。卓达3D模块化住