德國裝配式建筑發(fā)展歷程及對我國的啟示

Development Process of German Preabricated Buildings and Its Inspiration to China

李燕

（四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，四川成都 611130)

0 引言

為加快建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，減少建筑的施工污染、實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好可持續(xù)發(fā)展，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》明確提出要推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，并從四個(gè)方面入手，其中第一條就是推廣智能和裝配式建筑[1]。四川省政府印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，要求到2020年，全省基本形成適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的市場機(jī)制和發(fā)展環(huán)境，在房屋、橋梁、水利、鐵路等建設(shè)中積極推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化。裝配率達(dá)到30%以上的建筑，占新建建筑的比例達(dá)到30%[2]。

裝配式建筑這個(gè)概念來源于西方，隨西方工業(yè)革命而出現(xiàn)。工業(yè)革命讓造船、汽車生產(chǎn)效率大幅提升，實(shí)行工廠預(yù)制、現(xiàn)場機(jī)械裝配，逐步形成了裝配式建筑的雛形。二戰(zhàn)后，隨著居住房屋需求量驟然增大，勞動力嚴(yán)重短缺，使得裝配式建筑得以快速發(fā)展。

本文作者曾于2017年8月赴德國考察裝配式建筑發(fā)展，通過對德國裝配式建筑走過的幾個(gè)歷程進(jìn)行梳理和分析，提出在我國發(fā)展裝配式建筑的幾點(diǎn)建議。

1 德國裝配式建筑的發(fā)展歷程

1.1大板建筑階段

大板建筑指以鋼筋混凝土為主要材料，集中預(yù)制混凝土構(gòu)件并進(jìn)行現(xiàn)場安裝的建筑，一般尺寸和自重較大。

世界上最早的大板建筑是1926—1930年間在柏林建造的戰(zhàn)爭傷殘軍人住宅區(qū)。該項(xiàng)目采用預(yù)制混凝土多層復(fù)合板材構(gòu)件，構(gòu)件最大重量達(dá)到7t。德國在二戰(zhàn)期間建設(shè)的裝配式建筑包括高層酒店、住宅、多層大跨度的教學(xué)樓等，至今仍然發(fā)揮著重要的作用。在達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)一幢教學(xué)樓，于1961年建成，共5層，全預(yù)制結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)主要采用干連接方式，類似木結(jié)構(gòu)的榫卯連接，槽型梁與柱連接，槽型板與梁連接。連接位置保持裸露，很有后工業(yè)時(shí)代的風(fēng)格。

但是，目前德國已經(jīng)很少采用這種大板建筑了。創(chuàng)建于1909年的MATTIG+LINDNER公司，主營混凝土預(yù)制構(gòu)件，擁有一條全自動的混凝土澆筑流水線，年?duì)I業(yè)額3000萬，其工廠建在德國與波蘭交界附近，其預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品主要銷往東歐國家。

1.2模塊化建筑

模塊化建筑采用木結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)作為骨架，將臥室、客廳、廚房、衛(wèi)生間等按照設(shè)計(jì)需求并結(jié)合相關(guān)模數(shù)尺寸訂制為一系列功能性模塊（包括廚房和衛(wèi)生間的水電），像一個(gè)個(gè)的集裝箱直接運(yùn)到工地現(xiàn)場，通過預(yù)埋件的拼插焊接拼接成一棟建筑。

實(shí)例之一是歐洲銀行下屬幼兒園，采用木結(jié)構(gòu)，縱向做墻橫向做窗。將已安裝好所有設(shè)施的整體化的廁所直接運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行安裝。17天時(shí)間完成搭建預(yù)制構(gòu)件的工作，另花一個(gè)多月將門窗及外墻鋁合金裝飾板安裝完畢，節(jié)約了20%的費(fèi)用，減少了碳排放。實(shí)例之二是Eichbuschallee學(xué)生宿舍，整個(gè)建筑采用考登鋼（cortenA）鋼材（一種CU-P系抗大氣腐蝕鋼）作為主材，通過預(yù)留鋼板焊接，而走廊和樓梯采用普通鋼結(jié)構(gòu)。

這兩個(gè)建筑通過采用整體的廚衛(wèi)系統(tǒng)，將設(shè)備、管線、功能有機(jī)地結(jié)合為一個(gè)整體。單位住宅的底盤一次性模壓成型，杜絕滲漏，排水立管設(shè)置在公共部分，在室內(nèi)采用同層排水技術(shù)，減少排水噪音，檢修方便。

1.3輕型小住宅

目前，德國小住宅領(lǐng)域（獨(dú)棟和雙拼）是采用預(yù)制裝配式建造形式最多的領(lǐng)域。這類輕型小住宅，多以鋼結(jié)構(gòu)或木結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)，墻體和屋面采用玻璃、塑料、木材等輕型美觀的材料，輕型、舒適、環(huán)保、美觀，能滿足住戶的個(gè)性化需求。2015年，小住宅在德國達(dá)到16%，1月至7月獨(dú)棟或雙拼式住宅新開工建設(shè)總量較前一年同期增長1.8%，而其中預(yù)制裝配式住宅同比增長7.5%，顯示出在這一領(lǐng)域裝配式建筑受到市場的認(rèn)可和歡迎[3]。

位于法蘭克福巴特菲爾伯爾小鎮(zhèn)的德國工業(yè)制造成品住房展覽展示了69種不同面積、不同造型和材質(zhì)的小住宅。就像一個(gè)小住宅的超市，顧客可以一家一家地逛，與設(shè)計(jì)師交流，甚至住下來體驗(yàn)，然后再決定購買。

2 德國裝配式建筑發(fā)展歷程分析

德國的建筑走過了批量生產(chǎn)到個(gè)性化定制、從鋼筋混凝土森林到木結(jié)構(gòu)的里程，而德國的裝配式建筑，走過了從大板建筑到模塊化建筑再到混合結(jié)構(gòu)的小住宅這樣一條道路。二戰(zhàn)之后，德國很多城市在廢墟上重建，工期緊張，同時(shí)也存在成本控制的問題，大板建筑正是在這樣的背景下發(fā)展起來的。至今在德國還可以看到那個(gè)時(shí)代留下的建筑，以鋼筋混凝土的高層、大體量建筑為主。

在這一輪高速發(fā)展之后，德國對于老舊建筑，很少全面拆除重建，而是重視翻新加固；新建建筑呈現(xiàn)出注重個(gè)性、注重功能和環(huán)保的特點(diǎn)，較多地使用木材和金屬，其生產(chǎn)、連接的裝配化程度高于大板結(jié)構(gòu)；對于學(xué)生宿舍、難民營、廉租房等個(gè)性化需求較低的建筑，采用模塊化建筑，其裝配率也在大板結(jié)構(gòu)之上。前文提到的歐洲銀行幼兒園，甚至是在匈牙利生產(chǎn)再運(yùn)到法蘭克福安裝的。

3 發(fā)展裝配式建筑應(yīng)注重保障建筑品質(zhì)

近年來，在國家的多重政策推動下，裝配式建筑已成為大勢所趨。裝配式建筑在質(zhì)量管理、成本控制、建筑工期等方面的優(yōu)勢較為明顯，各級主管部門都提出了裝配化率的具體目標(biāo)。但是，提升裝配率也不能盲目追求數(shù)字上的提升，而應(yīng)注意到建筑品質(zhì)的保障。

3.1裝配式建筑發(fā)展歷程中應(yīng)注重新材料的運(yùn)用

國內(nèi)目前大體量、高層建筑較多，采用構(gòu)件預(yù)制、現(xiàn)場連接的大板建筑方式是有必要的，但是裝配式建筑采用的建筑材料面臨革新的問題。一是裝配式建筑涉及運(yùn)輸、吊裝等諸多環(huán)節(jié)，材料的輕質(zhì)是關(guān)系到建筑成本、勞動者安全的非常重要的因素；二是國內(nèi)土木工程連續(xù)多年的高速發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了砂石材料短缺的現(xiàn)象，加上環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，很多江河沿岸禁止采砂，預(yù)制大型混凝土構(gòu)件會受到材料供給方面的制約。加強(qiáng)新型材料的研究和運(yùn)用在裝配式建筑發(fā)展過程中應(yīng)引起重視。

3.2裝配式建筑發(fā)展歷程中應(yīng)注意住宅個(gè)性化需求

我國目前還處在城市化進(jìn)程中，住宅剛需還比較旺盛，住房需求主要是立住腳、住得下的問題。但隨著城鄉(xiāng)居民生活水平的提高，必然會像德國一樣，在住房上個(gè)性化需求上逐漸提高，這種整齊劃一的混凝土預(yù)制構(gòu)件住宅經(jīng)過一個(gè)高位發(fā)展后，需求必然會降低。因此，在提升裝配率的同時(shí)，應(yīng)加快發(fā)展SI住宅，將住宅實(shí)體分成結(jié)構(gòu)、設(shè)備等不可改變的支撐體（S）和可以隨住戶需求變化而改變的填充體（I），滿足不同家庭、不同人群的個(gè)性化需求，提高住宅的使用品質(zhì)[4]。

3.3裝配式建筑推廣應(yīng)重視農(nóng)村住房建設(shè)

農(nóng)村住房建設(shè)目前還是裝配式建筑的一個(gè)處女地。借鑒德國經(jīng)驗(yàn)，在各地結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ牧咸攸c(diǎn)和民風(fēng)民俗，以集中招標(biāo)的方式，為農(nóng)民自建房提供若干風(fēng)格和樣式的設(shè)計(jì)方案，集中生產(chǎn)各個(gè)部件。農(nóng)民可以像挑選衣服、家具一樣挑選自己未來的家，選中之后，公司將車間集中預(yù)制的構(gòu)件運(yùn)送到現(xiàn)場安裝并交付使用。這樣的措施不僅可以提升裝配率，還可以解決我國目前農(nóng)村住房建設(shè)監(jiān)管不到位，建房靠經(jīng)驗(yàn)、工人靠拼湊、安全靠運(yùn)氣和無資質(zhì)、無專業(yè)、無監(jiān)管現(xiàn)象[5]。

4 結(jié)語

在目前大力發(fā)展裝配式建筑的背景下，我們應(yīng)該保持冷靜，從德國大板建筑的退出，輕型裝配式結(jié)構(gòu)、模塊化建筑的發(fā)展趨勢中看到裝配式建筑的長遠(yuǎn)發(fā)展，因地制宜選擇合適的建造體系，發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)勢，達(dá)到提升建筑品質(zhì)和環(huán)保節(jié)能的目的，而不是盲目追求預(yù)制率水平。