最全的装配式建筑技术体系研究

　　工业化预制建造技术的优点是大量建造步骤可以在工厂进行，不受天气影响，现场安装施工周期大幅缩短，非常适用于每年可以进行室外施工时间较短的严寒地区。另一方面优点是建筑构件部品在工厂加工制造，利用机械设备加工制造，工作效率高，精度和质量有保障。

　　在预制建筑出现的初期，工业化建筑产品成本低于传统古典建筑。而今天 用预制混凝土大板形式建造的住宅和办公大楼的成本通常高于常规建造技术建造的建筑物。究其原因，钢筋混凝土墙是比砌体墙成本更高。预制梁、板结构上大都是简支梁而非连续梁，因而需要较大的用钢量。此外，预制件的连接点通常复杂，有些须采用昂贵的不锈钢材料连接。如果使用保温夹芯板构造，节点更加复杂，大板缝隙的密封处理也会导致额外的费用。大体量的预制板的运输导致更高的运输成本。

　　工业化预制建造技术的缺点是任何一个建设项目，包括建筑设备、管道、电气安装、预埋件都必须事先设计完成，并在工厂内预安装到混凝土大板内，只适合大量重复建造的标准单元。而标准化的组件导致个性化设计降低。

　　虽然20世纪中叶以后有大量混凝土预制大板建造的居住区项目，但这类项目今天看来大部分不太受欢迎，如今预制混凝土大板建造技术在已遭抛弃，从1990年代以后基本没有新建项目应用。

　　取而代之的是追求个性化的设计，应用现代化的环保、美观、实用、耐久的综合技术解决方案，满足使用者的需求。通过精细化的设计，模数化设计，使大量建筑部品可以在工厂内加工制作，并且不断优化技术体系，如可循环使用的模板技术，叠和楼板（免拆模板）技术、预制楼梯、多种复合预制外墙板。因地制宜，不追求高装配率。

　　大量的建筑是多层建筑。现浇混凝土支模、拆模，表面处理等工作需要人工量大，费用高，而混凝土预制叠合楼板、叠合墙体作为楼板、墙体的模板使用，结构整体性好，混凝土表面平整度高，节省抹灰、打磨工序，相比预制混凝土实体楼板叠合楼板质量轻，节约运输和安装成本，因而有一定市场。有资料显示混凝土叠合预制板体系在建筑中占比达到50%以上。 采用这种装配结构体系，外立面形式比较灵活。由于强制要求的新保温节能规范的实施，建筑保温层厚度在20cm以上。从节约成本角度考虑，采用复合外墙外保温系统配合涂料面层的建筑居多。

　　2012年在落成的Tour Total大厦，代表了预制混凝土装配式建筑的一个发展方向。

　　该项目建筑面积约2.8万平米，高度68米。外墙面积约1万平米，由1395个、200多个不同种类、三维方向变化的混凝土预制构件装配而成。每个构件高度7.35米，构件误差小于3mm，安装缝误差小于1.5mm。构件由白色混凝土加入石材粉末颗粒浇铸而成， 精确、细致地构件、三维方向微妙变化富有雕塑感的预制件，使建筑显得光影丰富、精致耐看。

　　高层、超高层钢结构建筑在建造量有限，大规模批量生产的技术体系几乎没有应用市场。同时高层建筑多为商业或企业总部类建筑，业主对个性化和审美要求高，不接受同质化、批量化、缺少个性的装配式建筑。另一方面，近年来高层、超高层钢结构建筑的承重钢结构、以及为每个项目专门设计的复杂精致的幕墙体系，都是采用工业化生产、到现场安装的建造形式。因此可以归纳到个性定制化装配式建筑。

　　法兰克福商业银行总部大楼是为数不多的高层钢结构建筑。钢制构件和金属玻璃幕墙采用工业化加工、现场安装方式建造。

　　获得2012年钢结构建筑的帝森克虏伯总部大楼，代表近年来钢结构建筑的一个发展方向。由于混凝土结构优异的防火、隔声、耐久、经济实用等性能，以及现代建筑技术能够成熟地利用混凝土结构优异的蓄热性能，来满足愈来愈高的建筑节能和室内舒适度要求，使混凝土或钢混结构成为高层建筑最主要的结构形式。建筑核心筒和楼板通常采用现浇混凝土形式、梁和柱采用钢材、钢混或混凝土形式，以满足承载、防火、隔声、热惰性等综合技术要求；建筑外墙、隔墙地面、天花等部品则大量采用预制装配系统。

　　2014年落成的欧洲央行总部大楼，一定程度上代表了高层办公建筑发展的特点。项目位于法兰克福，建筑高度185米。采用双塔形式，两栋塔楼之间形成一个巨大的室内中庭，中间用钢结构设置多层连接平台，布置绿化和交往空间。建筑结构为现浇钢筋混凝土，以满足承载、防火、隔声、热惰性等综合技术要求；高性能的全玻璃幕墙、隔墙、楼面、天花等采用预制装配系统。

　　汉诺威VGH保险大楼采用一种模块化、多层钢结构装配式体系建造。由承重结构、外墙、内部结构和建筑设备组成。基本构件：楼板5.00mx2.50m，厚度20cm（可加长到10.00m），墙板3.00mx1.25m，厚度15cm。楼板和墙板由U型钢框架和梯形钢板构成，表面防火板。楼面地面可采用架空双层地面构造。 楼板和承重墙板之间采用螺栓固定，并用柔性材料固体传声。

　　有特殊要求的多层建筑项目亦有采用预制装配形式建造。法兰克福SQUAIRE商业综合体内部功能包括商业零售、餐饮、酒店、办公等。建筑位于法兰克福机场高铁站上方，因为需要横跨铁线，因而建筑整体坐落在钢绗架之上，为减轻重量，建筑结构进行了多方面优化设计。钢结构和幕墙体系采用工业化生产现场安装形式建造。

　　小住宅领域（独栋和双拼）是采用预制装配式建造形式最高的领域，而其中大量采用的是木结构体系。木结构体系之中又细分为木框板结构、木框架结构、层压实木板材结构三种形式。

　　框体采用实木，最好是构造用全实木（KVH）形式。板材主要由木材或石膏板材料构成。标准化的木截面和标准化的板材尺寸使加工生产和建造得到优化。实木框架和板材有机组合，形成的墙壁、楼板和屋顶结构体系，能够有效地吸收和承载所有垂直和水平荷载。木框板结构建筑自重轻，保温层位于木框材料厚度之间，因而建筑显得轻盈。

　　要达到被动房的节能水平，需要增加外侧或内侧保温材料，这一步可以在工厂预先完成。外墙部分可以选择装饰木材面板、面砖、或保温层加涂料等形式。

　　在工厂预制的墙体等板材中，已经预先安装好建筑的保温隔热、隔蒸汽层和气密层，以及建筑上下水、电气设备管线、或预留穿线和接口空间。工厂预组装的组件还包括建筑的外门和窗户。工地上的工作包括: 建筑上下水管线和电气线的连接，瓷砖、地板、粉刷、室内门等。预制装配建筑，可以质量、控制成本，大大缩短了施工周期: 通常在地下室或建筑地面板完成之后五个星期内可入住。

　　木框架结构体系是指垂直承载的木制柱和水平承载的木制梁组成的木结构体系。木材大多采用工程用高质量的复合胶合木（Brettschichtholz），跨度可达5米。这种工程用复合胶合木，也被用来建造大跨度体育馆等建筑。辅助性木结构，如楼板次梁、檩条等则采用构造用实木。

　　用木框架结构体系建造的房屋，其外墙板也具有保温隔热层，隔蒸汽层和气密层，但木框架结构体系中的内外墙板不承担任何结构作用。建筑物的抗剪由木制、钢制斜撑或刚性楼梯间承担。由于墙体是填充性构件，因而墙体可随意布置并在未来轻松更改，楼板也可方便设置挑空构造。建筑内部空间灵活流动，开窗与面积灵活，采光和景观好。

　　层压实木板材结构建筑近十年来得到快速发展。实木板材结构采用交叉层压木材（Brettsperrholz），有很好的结构承载性能，可以加工制成楼板、墙体、屋面板。现代化的计算机控制切割机床，能够轻松切割出任何需要的洞口和形状。层压实木板材结构不受建筑模数，可以创造出独特的、的空间，受到建筑师、结构工程师和业主的青睐。

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