上世紀九十年代以前北京市裝配式住宅的歷史發(fā)展與技術變遷

張靜怡　樊則森

摘要 對北京市裝配式住宅的發(fā)展歷程進行梳理，剖析各階段裝配式住宅建筑的設計技術特點，用典型建筑予以例證，以期對北京未來的裝配式住宅建筑實踐產生積極的作用。

關鍵詞 北京市 裝配式住宅 歷史發(fā)展

0引言

上世紀50年代初，北京市開始推行“發(fā)展標準化生產、機械化施工、標準化設計”的建筑工業(yè)化模式。60年代，全市在實現住宅工業(yè)化方面做了許多努力。到70年代，產生了多樣化的裝配式住宅體系。80年代，裝配式住宅得到大規(guī)模應用。概括而言，北京市裝配式住宅的歷史發(fā)展大體經歷了1950～1960年代技術探索時期、1970～1980年代結構體系多樣化時期、1990-2000年代停滯時期三個階段。

1 1950～1960年代——技術探索時期（1950～1970年）

新中國成立后開始大規(guī)模的經濟建設，城市住宅面臨嚴重短缺，建筑業(yè)發(fā)展落后，我國開始向發(fā)達國家學習技術經驗。1955～1960年，前蘇聯派來多名建筑工程專家來京指導工作。國內專家開始了工業(yè)化試點、編制長遠規(guī)劃、籌建研究所和預制構件廠等工作。

1.1本階段裝配式住宅建筑設計技術特點

1.1.1預制構件從小型走向大型，規(guī)格逐漸標準化

1953年開始生產小型預制構件，1954年設計出方孔空心板、過梁、樓梯、溝蓋板等預制構件。后為提高吊裝效率，構件逐漸走向大型化，如長向預制板開始代替短向預制板和大梁組成的樓蓋。預制構件的大型化變成了推動裝配式住宅發(fā)展的首要條件。

50年代后期到60年代，北京市建筑設計院在探索預制構件的定型化方面做了一系列工作，編制了“通用構件圖集”。1964年在北京市建委領導下，北京市編制出適合混合結構構件的通用圖集，通用圖集的使用有利于預制構件的標準化與定型化。

1.1.2受承重體系和標準化設計的影響，產生了單一的戶型平面布局

1955年，北京市第一套住宅通用圖（二型住宅）開辟了戶型標準化的設計先河。初期的工業(yè)化住宅普遍由三道縱墻承重，具有平面布局靈活、結構構件類型最少和利于機械施工的優(yōu)點。60代初，由于縱墻承重極大地削弱了經濟性，橫墻承重的結構方案成為主流趨勢。此階段大部分住宅平面墻體布置縱橫平齊。戶型設計缺乏多樣性，居室開間進深尺寸、大小房間組合單一。

1.1.3墻體材料經歷了磚材一大型砌塊一大型板材的過渡

建國初期，墻體材料大量使用粘土磚手工砌筑。1955年，一些住宅的墻體材料被工廠生產的砌塊所代替。當工業(yè)化程度更高的其他類型建筑出現后，因砌塊吊次多，還需要抹灰，不能適應大型吊裝機械，砌塊建筑的發(fā)展受到限制。外墻也漸漸從砌塊堆砌發(fā)展到大型預制輕型板材，施工效率顯著提高。

1.2典型建筑

1.2.1西便門住宅——二型住宅

1 955年，在前蘇聯專家的指導下，北京市建筑設計院設計了第一套住宅通用圖——二型住宅，西便門住宅是其中一個代表案例。單元平面（圖1）一種為五開間一梯二戶，另一種為一梯三戶。二型住宅為蘇式密排屋架坡頂，樓板為預制鋼筋混凝土方孔板，樓梯踏步板、休息板均為預制。

“二型住宅”首次提出了住宅的標準化設計，為工業(yè)化住宅的戶型設計提供了借鑒。然而，設計過于強調統(tǒng)一的尺寸，樓梯也采用與房問同樣的開問，房間面積普遍偏大，在使用上造成浪費。此后專家結合當時條件，對“二型住宅”的設計進行了合理的修改，以適應建國初期北京市的經濟條件。

1.2.2月壇西洪茂溝住宅——裝配式大型砌塊

1957年在北京西郊月壇西洪茂溝進行了裝配式大型砌塊實驗住宅的建設，構件的預制率較高，除房屋基礎外，主體結構體系全部預制安裝。該住宅采用3道縱墻承重方案，內外墻砌塊均在機器砌塊工廠大批量生產，每戶間的輕質隔斷采用預制空心板墻（墻體連接處理見圖2）。此外，屋頂材料采用預制鋼筋混凝土波浪型大瓦，方便預制安裝。

該實驗住宅的墻體施工是對傳統(tǒng)手工砌筑的機械化改良，采用小型機械吊裝這種較簡單的工業(yè)化方式，適合北京市建國初期的形勢，是一種“因地制宜”的創(chuàng)新，初步體現了工業(yè)化施工的優(yōu)越性：砌塊不受季節(jié)影響，在節(jié)約了大量勞動力的同時提高了砌塊的質量；在保證工程質量的前提下大幅度縮短了工期。此后，裝配式大型砌塊在全國中小城市大量推廣。

1.2.3水碓子住宅——振動磚板

1964年在水碓子小區(qū)試建兩個建筑群，對振動磚板試點工程進行擴展。設計結合裝配式建筑特點，建筑體型簡單整齊，縱墻與橫墻全部對齊貫通，外墻用非承重的輕質保溫板，對開設門窗洞口及安排陽臺位置也有較大的靈活性。

振動磚板住宅與上世紀60年代北京的建筑材料生產水平和供應能力、預制構件的生產情況、建筑機械化的水平等條件是相適應的，它對傳統(tǒng)粘土磚進行機械化的加工，擺脫了復雜的手工濕作業(yè)，為新材料的預制大型墻板研究開辟了道路，促進了從半裝配化到全裝配化的過渡。

2 1970～1980年代——結構體系多樣化時期（1970—1985年）

1973年北京市建工局初步規(guī)劃5層以下住宅首先選用砌塊；5層大板住宅可從目前每年3～4萬m²擴建到30萬m²；高層住宅10～12層可試用裝配式大板；16～20層進行現澆滑升模板和快速脫模大板的試點建設，16層裝配整體框架和升板結構擴大試點。1974～1975年對四類普通高層住宅體系（框架一剪力墻、滑動模板、大模板、裝配式大板）分別開始試驗和試點，探討在北京大量建造住宅的發(fā)展途徑。1978年以后，北京市掀起了廣泛的住房建設熱潮。

2.1本階段裝配式住宅建筑設計的技術特點

2.1.1多種工業(yè)化住宅結構體系共同發(fā)展，逐步形成標準化與多樣化的住宅設計

上世紀60年代，絕大部分工程為現砌磚墻混合結構。70年代后由于墻體改革和高層建筑的發(fā)展，出現了大板、大模、框架等結構體系。

大板體系：此種體系是在振動磚板基礎上發(fā)展起來的。1977年開始研究高層大板體系，按體系定型方式，先確定參數、基本間和基本單元，在此類基礎上定型各類構件用以組合各種平面，有板式和塔式兩種平面。

大模體系：1974年由于高層建筑的發(fā)展，出現了大模建筑體系。針對住宅變化的規(guī)律，綜合歸納出一套統(tǒng)一建筑參數的定型構件和一套節(jié)點構造。其特點是：參數、構件、節(jié)點構造是統(tǒng)一的，而住宅設計是可變的、多樣化的。

框架體系：北京的框架結構住宅的預制形式分為兩種，一種是板、梁、柱及抗震墻等構件預制，在接頭處現澆成為整體。另一種是我國70年代中期開始試建的框架輕板住宅，以框架承重，墻體只起圍護作用，利于各種輕型墻體材料和工業(yè)廢料的使用。

70年代后，大板和大模板兩種體系已形成相當規(guī)模的生產能力，逐步成為高層住宅的主力?？蚣荏w系工期長，鋼材用量較多，當時墻體材料不能充分供應，只能用于需要大空間、底層設置商店或靈活隔斷的建筑。

2.1.2預制墻板的材料向輕質發(fā)展，具有較強的復合性能

1966年前，北京大板住宅外墻主要是采用振動磚板，1966年后改用粉煤灰膨脹礦渣混凝土單一外墻板，之后發(fā)展為不同功能材料或板材組合成的復合墻板。復合墻板具有板體薄、重量輕、功能好、省材料等優(yōu)點。1975年，隨著框架輕板建筑的發(fā)展，出現了更多非承重的輕型復合外墻板。

北京市住宅預制墻體板材采取單一板材和復合板材共同發(fā)展。輕板的使用不僅減輕了自重，提高了抗震性能，而且是發(fā)展框架輕板住宅的重要基礎，對于其他工業(yè)化結構體系也很重要。此外，在外墻板無承重作用時，有利于工業(yè)化住宅多樣化的立面設計。

2.1.3板材防水連接構造設計逐漸成熟

北京市1958年在大板住宅中出現了漏水等很多問題，經過研究之后，發(fā)展出空腔防水的方案。1965年開始出現將平縫采用高低縫和立縫采用空腔排水相結合的綜合防水方案。1973年，外墻接縫的立縫采用雙空腔等構造做法，水平縫采用企口縫構造做法，經過試驗，防水保溫效果俱佳。北京地區(qū)的預制墻板縫防水問題，經歷了由漏到不漏，由材料防水到空腔構造防水，由單純防水到既防水又保溫等綜合效果的發(fā)展過程。

2.2典型案例

2.2.1外交公寓——裝配式整體式鋼筋混凝土雙向框架

1973年，朝陽區(qū)建國門外大街北側的兩棟16層塔式外交公寓建成，為本市第一棟10層以上的高層住宅，由兩棟16層塔式公寓和兩棟4～6層板式公寓及附屬建筑組成。16層塔式公寓平面為錯疊的雙矩形。采用裝配整體式框架結構——板、梁、柱及抗震墻等結構構件預制，接頭處現澆成為整體（圖3）。

16層公寓在預制結構構件的構造方面具有一些新的特點：一個柱網間一塊雙向預應力大型井字梁式樓板，加強了平面剛度；迭合梁為不帶牛腿的矩形截面，樓板施工時伸人梁支座4cm，使板梁交接簡潔美觀；雙向框架系統(tǒng)的梁柱節(jié)點，經過大量試驗采用高強度的混凝土，抗彎和抗壓都具有較好的效果；預制墻板系平模生產，鋼門窗安裝以及馬賽克貼面和窗套、腰線等水刷石飾面，一并在工廠加工制成，提高了美觀度和現場施工效率。

2.2.2前三門大街南側住宅——“內澆外掛”大模板體系

1976-1979年，市中心前三門大街南側集中興建了34棟9～15層高層住宅，有板式和塔式兩種，共39萬多平方米，標志著建造高層住宅高潮的到來。前三門高層住宅結構采取“內澆外掛”做法，大?，F澆內墻，預制外墻板，構配件標準化。

住宅設計打破了使用過去的標準定型圖概念，用統(tǒng)一的建筑參數和構配件來組織多樣的平立面。為了批量快速生產構配件，保證現場的順利安裝，提前對各種構配件進行定型化、標準化工作是必不可少的。

2.2.3天壇小區(qū)——高層裝配式大板體系

1 975年在北京天壇南小區(qū)進行試點，新建兩萬多平方米兩棟1 1層大板住宅。這項工程按照北京市住宅一類標準進行設計。

大板住宅的設計要點除要求各層墻板等構件類型盡量做到統(tǒng)一，更重要的是要加強結構的整體性和抗震能力。為了克服高層水平地震力逐層變化和構件規(guī)格統(tǒng)一的矛盾，住宅設計采取了以下措施：1）控制建筑物的體型和高寬比；2）將某一層墻板計算值作為配筋標準，減少預制墻板類型；3）平面選擇凹凸變化較少的矩形平面；4）采用承重壁板，抵抗縱向地震力；5）板材接縫處通過預留鋼筋和現澆混凝土進行共同連接作用；6）樓板與屋面板四邊入墻，并與雨罩、陽臺等挑出構件連成一塊。

在板縫防水問題上，綜合考慮結構、保溫隔熱、施工安裝和防水問題，將外墻接縫的水平縫采用企口縫；立縫采用雙空腔排水的構造做法；十字縫采用分層與通腔結合的構造方案。

1976年7月工程剛剛竣工，唐山地區(qū)發(fā)生強烈地震，波及京津地區(qū)。此住宅經受住了地震的考驗。震后，對高層大板進行了檢查，除發(fā)現首層、內縱墻在端開間、樓板下皮和內縱墻頂造成一條發(fā)絲裂縫外，其他結構完好無損。

3 1990年代～2000年——停滯時期

上世紀80年代末，在設計標準提高和商品住宅追求個性化、日趨豪華的市場需求下，設計形式漸漸多樣化，特別是建材供應和施工技術的進步，商品混凝土、鋼模、鋼支架等以及施工機具的發(fā)展，在建筑工程中越來越多采用現澆鋼筋混凝土結構，逐步代替了各類預制構件。全國住宅工業(yè)化的進程驟然止步，生產線都被悄然拆除了，裝配式住宅的發(fā)展進入停滯期。

分析其原因，一方面來自于外部因素——制度和需求的轉變，另一方面來自于自身內部原因——技術因素的制約。外部原因需從制度上分析：上世紀80年代以后，我國開始由計劃經濟向市場經濟轉變，以當時的經濟實力和技術條件更適合發(fā)展現澆住宅，市場對戶型的多樣化及大戶型的需求日益提高，相比現澆住宅來說，裝配式住宅平面的自由度還是很低。內部原因主要是技術沒有本土化，只是照抄照搬國外的技術，而維護維修的技術也沒跟上，加上運輸過程中缺乏一定的規(guī)章制度和保護措施，導致外立面安裝完畢后顯得比較陳舊。在高層住宅的抗震性能問題上也沒有明顯的進步，使裝配式住宅不太適應當時的國情發(fā)展。

4結語和展望

從上世紀50年代初到80年代末，北京市裝配式住宅建筑技術取得了顯著進步。50年代初明確了逐步實現建筑工業(yè)化的方向，制定了統(tǒng)一的模數制；一些新型的建筑體系如大板建筑、砌塊建筑等也都從60年代起就有所發(fā)展。70年代以來研究開發(fā)了多種住宅建筑結構體系。住宅建筑的層數從解放初期的2～3層提高為5～6層及高層住宅。但是，在發(fā)展中還存在著一些問題：50年代從國外引入建筑工業(yè)化的概念，將工業(yè)化局限為裝配化；70年代中期對工業(yè)化要求過急，提倡某些新體系、新材料，企圖完全拋棄現有的傳統(tǒng)現澆技術；住宅建設體制中的土地開發(fā)、規(guī)劃設計、施工建造、市政工程等環(huán)節(jié)互相獨立，造成住宅造價持續(xù)上升，建設投資的效果不佳。因此，系統(tǒng)性地整合各環(huán)節(jié)資源，做好頂層設計，才能更好地發(fā)展裝配式住宅。

進入21世紀，隨著政策的推動與技術的發(fā)展，北京市裝配式住宅又重新回到了人們的視線。通過對各歷史階段的分析，影響北京市裝配式住宅發(fā)展的因素主要來自于市場需求、國外技術經驗、現實技術條件等。未來北京市裝配式住宅建筑的發(fā)展方向一定是集成化。在借鑒歷史技術經驗的基礎上，需提升整個產業(yè)鏈的整合能力、技術轉化能力、信息化傳遞能力，從而促進北京市裝配式住宅建筑朝著產業(yè)現代化的方向更好地發(fā)展。