装配式建筑发展概况、技术体系及案例分享

装配式建筑发展概况、技术体系及案例分享BIAD+IBC樊则森北京市建筑设计研究院有限公司建筑产业化工程技术研究中心与同行分享，请大家指正目录CONTENTS发展概况发展趋势BIAD案例分享技术体系1发展概况国际预制概念古已有之：装配式建筑主要成就1古罗马帝国就曾大量预制大理石柱部件预制概念古已有之：我国古代预制木构架体系的模数化、标准化、定型化已经达到很高的水平装配式住宅主要成就1近现代预制建筑有四个阶段：1、19世纪是第一个预制装配建筑高潮代表作：水晶宫、满足移民需要的预制木屋、预制铁屋等2、20世纪初是第二个预制装配建筑高潮代表作：木制嵌入式墙板单元住宅建造体系；斯图加特住宅展览会；法国Mopin多层公寓体系等3、二战后是建筑工业化真正的发展阶段：钢、幕墙、PC预制、各种体系4、七十年代以后，国外建筑工业化进入新的阶段：1）预制与现浇相结合的体系取得优势2）从专用体系向通用体系发展装配式建筑主要成就1美国钢+PC挂板组合结构，装配式框架+预应力双T板车库体系；各种工业化小住宅新加坡预制剪力墙+灌浆套筒香港PC外墙挂板+标准化定型化日本预制框架+灌浆套筒芬兰全预制装配板式+弱连接发端于工业革命，二战后大规模创立和推广。70年代后，各国各地区基于不同的自然和人文条件及特点，选择了不同的发展道路与方式。国际上装配式建筑主要成就19of9北京市建筑设计研究院有限公司BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN美国装配式建筑10of10北京市建筑设计研究院有限公司BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN美国洛杉矶某装配式住宅：框架结构，细柱厚板，外墙为预制墙板11of11北京市建筑设计研究院有限公司BEIJINGINSTITUTEOFARCHITECTURALDESIGN美国某装配式住宅：板式结构建造过程1.1瑞典瑞典开发了大型混凝土预制板的工业化体系，大力发展以通用部件为基础的通用体系。有人说：“瑞典也许是世界上工业化住宅最发达的国家”，他们的住宅预制构件达到了95%之多。国际上装配式建筑主要成就1瑞典建筑工业化特点：1）在完善的标准体系基础上发展通用部件；2）模数协调形成“瑞典工业标准”（SIS），实现了部品尺寸、对接尺寸的标准化与系列化。1.3法国法国是世界上推行建筑工业化最早的国家之一。走过了一条以全装配式大板和工具式模板现浇工艺为标准的建筑工业化的道路。国际上装配式住宅（建筑工业化）主要成就1特点：一是以推广“构造体系”；二是推行构件生产与施工分离的原则，发展面向全行业的通用构配件的商品生产。上图：法国巴黎28套公寓楼1.6日本：通过立法和认定制度大力推广住宅产业化：六七十年代出台的《建筑基准法》成为日本大规模推行产业化的节点。70年代设立了“工业化住宅质量管理优良工厂认定制度”，这一时期采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的10%左右。80年代中期设立了“工业化住宅性能认定制度”，采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的15%~20%，住宅质量和性能明显提高。到90年代采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的25%~28%。日本住宅产业化的重要成就之一是KSI体系住宅国际上装配式住宅主要成就1新加坡三次建筑工业化尝试1、1963年引进法国大板预制体系失败，本地承包商缺乏技术与管理经验2、1971年引进大板预制体系也失败，引入合资企业，设立构件厂，但施工管理方法不当，并遇上石油危机。3、1981年，同时引进澳洲、法国、日本多种体系，并率先在保障房大规模推广，最后发展具有本地特色的预制装配整体式结构新加坡住宅产业化模式：中国香港我国香港地区香港快速发展住宅产业化主要归功于政府的积极引导和标准化设计，从“和谐式”公屋的多种系列的标准设计使得房间尺寸相互配合，建筑构件的尺寸得以固定，形成了公屋专用体系的预制生产，新开工的公屋全部采用预制、半预制构件和定型模版建设。国际上装配式住宅主要成就1上图：香港海德1A公屋香港标准化设计为核心的装配式公屋1/2人单位实用面积:14.05平方米2/3人单位实用面积:21.493平方米3/4人单位实用面积:30.118平方米5/6人单位实用面积:36.948平方米香港在1980年开始在保障房建设中推进住宅产业化，到了2001年政府出台建筑面积奖励政策，对采用预制外墙的商品房给予建筑面积6%的奖励，香港普通商品房开始采用住宅产业化建设。香港的住宅产业化模式及政策2发展趋势2.1向长寿命居住和绿色住宅产业化方向发展世纪之交全人类对于可持续发展的追求，促使人们探索从节能、节水、节材、节地和环保等方面综合统筹建造更“绿色”的建筑，而“长寿命居住”是最大的“绿色建筑”。对我国而言，“绿色建筑工业化”是可持续发展的要求，也是转变增长方式的要求。2.2从闭锁体系向开放体系发展西方国家预制混凝土结构的发展，大致上可以分为两个阶段:自1950年至1970年是第一阶段，1970年至今是第二阶段：第一阶段的施工方法被称为闭锁体(closdeysstem)，其生产重点为标准化构件，并配合标准设计、快速施工，缺点是结构形式有限、设计缺乏灵活性。第二阶段的施工方法被称为开放体系(ponesysetm)，致力于发展标准化的功能块、设计上统一模数，这样易于统一又富于变化，方便了生产和施工，也给设计更大自由。2.3从湿体系向干体系发展，现在又广泛采用现浇和预制装配相结合的体系湿体系(wetsysetm)又称法国式。其标准较低，所需劳力较多，接头部分大都采用现浇混凝土，但防渗性能好。干体系d(yrSysetm)又称瑞典式，其标准较高，接头部分大都不用现浇混凝土，防渗性能较差。国外此类住宅主要技术趋势22.4从只强调结构预制向结构预制和内装系统化集成的方向发展建筑产业化既是主体结构的产业化也是内装修部品的产业化，两者相辅相成，互为依托，片面强调其中任何一个方面均是错误的。2.5更加强调信息化的管理通过BIM信息化技术搭建住宅产业化的咨询、规划、设计、建造和管理各个环节中的信息交换平台，实现全产业链的信息平台支持，以“信息化”促进“产业化”。是实现住宅全生命周期和质量责任可追溯管理的重要手段。2.6更加与保障性基本住房需求建设结合欧洲和日本的集合住宅，新加坡的租屋，我国香港的公屋均是装配式技术的主要实践对象。国外此类住宅主要技术趋势2我国建筑产业现代化发展方向•节能、节水、节地、节材、环保，走中国特色的绿色建筑产业化道路•总体目标：生产方式变革•技术核心：主体结构工业化，建筑部品集成化•标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理•全产业链整合3.1市场推进、政府引导要继续坚持主要靠市场推进建筑产业化，但政府要加强引导和服务，促进建筑产业化健康发展。政府的作用可以体现在统筹保障性住房的规划、设计、承建和物业管理上，同时利用政府批核设计的权利，制定一套审查制度，并且对工业化房屋设计一套激励政策，还要改革预制构件的征税制度，不要把房屋的半成品——预制构件视作消费品征税。3.2规范立法、示范带动当前我国还没有形成完整的建筑技术体系，需要建设相应的产业化建筑标准体系，并建立法治化的准入和淘汰机制。同时抓好产业化保障性住房示范项目的建设，发挥导向性作用，推动建筑产业化发展。3.3绿色环保、提质增效未来的“保障性住房建设”和“新型城镇化”，不能再走低品质、高消耗、低产出的老路，要转变建筑生产方式，推进建筑业的绿色工业化，提高效率，节约资源，保护环境，建设“美丽中国”。3.4循序渐进、中国国情回顾中国发展住宅工业化半个多世纪的经验教训，与其把工业化定位太高，令建筑成本提升过多，以致住宅工业化至今仍停留在试点阶段，建筑业仍被传统手工业生产方式垄断，不如做好循序渐进的准备，统筹兼顾各种要素，走出一条适合国情的“中国特色的建筑产业化”道路来。我国发展此类住宅的建议3面对资源环境的过度消耗和劳动力的日益匮乏，建筑业亟待转型升级，建筑产业现代化已经成为行业发展的必然趋势。北京市委常委副市长陈刚表示：“推进住宅产业化将大大促进节能减排，推进绿色安全施工、提升住宅品质、改善人居环境、促进建设行业产业结构调整，是实现绿色低碳住宅的有效途径；“人文北京、科技北京、绿色北京”的具体体现。”（八）推动建筑工业化。住房城乡建设等部门要加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系，推动结构件、部品、部件的标准化，丰富标准件的种类，提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系，加快发展建设工程的预制和装配技术，提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设，开展工业化建筑示范试点。积极推行住宅全装修，鼓励新建住宅一次装修到位或菜单式装修，促进个性化装修和产业化装修相统一。2013年1月1日：国务院办公厅关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知(国办发〔2013〕1号)2014年3月28日在北京国际绿色建筑大会上，住房和城乡建设部副部长，全国政协常委仇保兴发表了“普及绿色建筑的捷径——装配式住宅”的主题演讲，将装配式建筑的“绿色性”提到新的高度。国内技术体系3宇辉预制装配式剪力墙结构（间接搭接连接）黑龙江宇辉集团开发的“保利花园”应用了预制墙体、预制阳台、预制楼梯、预制叠合板等建筑部件；长沙远大住工现浇结构外挂板体系远大住工在整体厨卫、成套门窗等技术方面实现了标准化设计、并建设了以预制混凝土外墙板为主的工业化生产、配套化供应的建造体系南京大地集团装配式框架外挂板体系构件采用预制构件流水线生产，生产及施工效率高、成本低。框架结构不符合国内主流住宅的特点；预应力叠合楼板存在反拱，存在技术缺陷。万科上坊公寓保障房中南建设装配式剪力墙体系装配率及预制率高，构件可采用预制构件流水线生产，经济性较好。但建筑高度受限。合肥西伟徳宝业叠合式剪力墙德国技术，装配率高、整体性好，效率高，技术成熟。建筑混凝土和钢筋含量大，材料成本高。万科地域化的体系万科集团在深圳投资建设了“万科住宅产业化研究中心”，并积极推进房地产开发项目的预制装配和精装修集成。南方偏重于引进日本常用的预制框架或框架结构外挂板技术；在北方则和北京市建筑设计研究院及榆树庄构件厂合作，开发了本土化的装配整体式剪力墙结构新技术BIAD+装配式剪力墙建筑体系装配式剪力墙住宅关键技术结构装配：现浇连接段＋水平现浇带/圈梁：将预制墙板与现浇剪力墙连接为整体水平现浇带/圈梁：将剪力墙与楼屋盖连接为整体钢筋套筒连接：使竖向钢筋连续钢筋搭接连接：使水平钢筋连续钢板连接：预制墙板实现抗剪连接防水构造:①结构防水②构造防水③材料防水门窗安装构造洞口公差从50mm精细到5mm预制精度与工厂化门窗精度匹配工序减少效率提高性能提升解决了外窗渗漏的问题。装配式剪力墙住宅关键技术三明治式的构造内叶墙板+保温+外叶墙板多种表现手段:清水混凝土外饰面瓷砖反打装饰混凝土保温装饰一体化外墙预制楼梯剖面示意部品部件及管线综合工艺由复杂变为简单优质提效省工省时预制阳台和空调板预制楼梯清水混凝土预制楼梯，特别能体现出工厂化预制的便捷、高效、优质、节约的特点。本工程全面运用了预制楼梯，提高了生产效率，降低工程成本。①整体厨房及关键厨房电器（如灶具、油烟机等）统一配置；②整体卫生间及卫浴设备的统一配置；③家庭收纳系统的统一配置；④固定家具工厂预制；⑤地板和门等部品的统一配置和装配化施工；⑥预制构件图做好水电点位预留预埋的设计。工厂化装修施工工艺工法模具体系工艺配套机具工法质量管理4案例分享初步建立“装配整体式剪力墙结构”建筑体系，探索了预制构件的制作、安装、施工和管理方法。在免维护外墙保温体系、外墙防水、外窗精确安装工艺、家居解决方案、提高建造效率、节能降耗等方面站在了学科前沿。使用至今无渗漏水投诉。中粮万科假日风景B3、B4#楼“北京市住宅产业化试点工程”获奖情况：北京市优秀工程设计奖二等奖全国优秀工程勘察设计行业奖三等奖中国土木工程詹天佑金奖建筑规模：0.8万m2北京市公安局公租房项