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1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 结构之家 | 德国装配式建筑研究 目前，大力发展装配式建筑已经成为我国推动建筑业转型升级的重大战 略。鉴于目前我国装配式建筑还处于试点示范到全面推广的过渡阶段，发 展过程中还存在一些技术问题有待进一步研究解决；而德国装配式建筑标 准规范体系较完善，技术水平也较先进，可供我国装配式建筑研究和实施 提供借鉴。 1. 德国装配式建筑发展概况 1.1 德国装配式建筑的起源 德国以及其他欧洲发达国家建筑工业化起源于1920年代，其推动因 素主要有两方面 社会经济因素城市化发展需要以较低的造价、迅速建设大量住 宅、办公和厂房等建筑。 建筑审美因素建筑及设计界摒弃古典建筑形式及其复杂的装饰， 崇尚极简的新型建筑美学，尝试新建筑材料（混凝土、钢材、玻 璃）的表现力。在雅典宪章所推崇的城市功能分区思想指导下，建 2017-07-26 卢求 结构之家 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 设大规模居住区，促进了建筑工业化的应用。 在1920年代以前，欧洲建筑通常呈现为传统建筑形式，套用不同历 史时期形成的建筑样式，此类建筑的特点是大量应用装饰构件，需 要大量人工劳动和手工艺匠人的高水平技术。随着欧洲国家迈入工 业化和城市化进程，农村人口大量流向城市，需要在较短时间内建 造大量住宅办公和厂房等建筑。标准化、预制混凝土大板建造技术 能够缩短建造时间、降低造价因而首先应运而生。 德国最早的预制混凝土板式建筑是1926-1930年间在柏林利希藤伯 格-弗里德希菲尔德（Berlin-Lichtenberg, Friedrichsfelde）建造 的战争伤残军人住宅区。该项目共有138套住宅，为23层楼建筑。 如今该项目的名称是施普朗曼（Splanemann）居住区。该项目采 用现场预制混凝土多层复合板材构件，构件最大质量达到7t。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图01 德国最早的预制混凝土建筑- 柏林施普朗曼居住小区 1.2 二次大战后德国大规模装配式住宅建设 二次大战结束以后，由于战争破坏和大量战争难民回归本土，德国 住宅严重紧缺。德国用预制混凝土大板技术建造了大量住宅建筑。 这些大板建筑为解决当年住宅紧缺问题做出了巨大贡献，但今天这 些大板建筑不再受欢迎，不少缺少维护更新的大板居住区已成为社 会底层人群聚集地，导致犯罪率高等社会问题，深受人们的诟病， 成为城市更新首先要改造的对象，有些地区已经开始大面积拆除这 些大板建筑。 1.3德国目前装配式建筑发展概况 与常规现浇加砌体建造方式相比，预制混凝土大板技术造价高，建 筑缺少个性，难以满足今天的社会审美要求，1990年以后基本不再 使用。混凝土叠合墙板技术发展较快，应用较多。 目前，德国的公共建筑、商业建筑、集合住宅项目大都因地制宜、 根据项目特点，选择现浇与预制构件混合建造体系或钢混结构体系 建设实施，并不追求高装配率，而是通过策划、设计、施工各个环 节的精细化优化过程，寻求项目的个性化、经济性、功能性和生态 环保性能的综合平衡。随着工业化进程的不断发展，BIM技术的应 用，建筑业工业化水平不断提升，德国在建筑上采用工厂预制、现 场安装的建筑部品愈来愈多，占比也愈来愈大。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 各种建筑技术、建筑工具的精细化不断发展进步。小范围有钢结 构、混凝土结构、木结构装配式技术体系的研发和实践应用 小住宅建设方面，装配式建筑占比最高，2015年达到16。 2015 年17月开工建设的住宅中，预制装配式建筑为8934套。这一期间 独栋或双拼式住宅新开工建设总量较2014年同期增长1.8；而预制 装配式住宅同比增长7.5显示出在这一领域装配式建筑受到市场 的认可和欢迎。 图02 德国各州2015年预制装配式小住宅（独栋和双拼） 在新建建筑中所占比例，总体平均达到16左右 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 单层工业厂房采用预制钢结构或预制混凝土结构在造价和缩短施工 周期方面有明显优势，因而一直得到较多应用。 2. 德国装配式建筑的政策措施、发展建设研究 德国预制装配式建筑发展过程中，规模最大、最有影响力当属预制 混凝土大板建筑。 2.1原东德地区的预制混凝土大板建造技术应用 由于二战后需要在短期内建设大量住宅，东德地区1953年在柏林约 翰尼斯塔（Johannisthal）进行了预制混凝土大板建造技术的第一 次尝试。1957年在浩耶斯韦达市（Hoyerswerda）的建设中第一次 大规模采用预制混凝土构件施工。此后，东德用预制混凝土大板技 术，大量建造预制板式居住区（Plattenbausiedlungen）。预制混 凝土大板住宅的建筑风格深受包豪斯理论影响。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图03 哈勒新城 大板住宅 图04 哈勒新城大板住宅，左侧是改造更新后的建筑 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图05 哈勒新城 大板住宅 图06 柏林 亚历山大广场 大板住宅 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图07 柏林住宅 整体单元吊装施工 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图08 德累斯顿大板住宅 1972-1990年，东德地区开展大规模住宅建设，并完成300万套住 宅确定为重要政治目标，预制混凝土大板技术体系成为最重要的建 造方式。这期间用混凝土大板建筑建造了大量大规模住区、城区， 如10万人口规模的哈勒新城（Halle-Neustadt）。在1972-1990年 大规模住宅建设期间，东德地区新建、改建共300万套住宅，其中 180-190万套用混凝土大板建造，占比达到60以上，如果每套建 筑按平均60平米计算，预制大板住宅面积在1.1亿平米以上。东柏林 地区1963-1990 年间共新建住宅27.3万套，其中大板式住宅占比达 到93（数据来源Die Lsung der Wohnungsfrage 作者 Dieter Hanauske）。 住宅建设工程耗费了东德大量财政收入。为节约建造成本和快速建 设，设计开发出不同系列厂品，如Q3A, QX, QP, P2系列。预制混 凝土大板住宅项目大量重复使用同样户型、类似的立面设计。大板 建筑规划形态僵硬、缺少变化，在老城区通常采用推倒重建模式， 破坏了原有城市肌理。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图09 东德预制装配式建筑构件运输 图10 1973年在新布兰登堡 伊斯特城原东德地区 首个应用WBS70预制大板体系建造的项目 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 大板建筑当时受到普遍欢迎。虽然大板建筑今天饱受诟病，但在当 时大板住宅符合东德的社会意识形态，人人平等，整齐划一。预制 混凝土大板技术建造的工业化住宅，功能基本合理，拥有现代化的 采暖和生活热水系统，独立卫生间，比未更新改造的20世纪初期建 造的老住宅舒适。由于得到东德政府的大量财政补贴，因而这种工 业化住宅租金并不很高，受到当地居民的欢迎。大量新建居住区采 用大板建筑，导致原有历史街区中的住宅吸引力下降，出租率低， 租金无法支持建筑的维护，历史街区中的建筑逐渐破败。这种现象 也导致政策制定者重新思考补贴政策，甚至开始尝试用预制技术进 行老城历史建筑的改造更新。 1980年代以后，东德政府开始在一些城市的重要地区，尝试从规划 和城市空间塑造方面，借鉴传统城市空间布局与建筑设计，打破单 调的大板建筑风格。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图11 柏林市中心根达曼市场（Gendarmenmarkt） 用复杂的预制大板技术建造具有传统风格的建筑 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图12 罗斯托克市中心 带有传统红砖哥特风格的预制大板式建筑 2.2 原西德地区的预制混凝土大板建造应用 二次大战之后，原西德地区也用混凝土预制大板技术建造了大量住 宅建筑，主要用于建设社会保障性住宅。1957年西德政府通过了 第二部住宅建设法II.WoBauG，将短期内建设满足大部分社会 阶层居民需求的、包括具有适当面积、设施、可承受租金的住宅， 作为住宅建设的首要任务。混凝土预制大板技术以其建设速度快、 造价相对低廉因而也在西德地区有大面积应用。 较著名的项目包括 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 格罗皮乌斯和科布希埃参与的著名的柏林汉莎街区的住宅项目，0.6 万居民； 慕尼黑纽帕拉赫居住区（Neuperlach），5.5万居民； 纽伦堡朗瓦萨居住区（Langwasser），3.6万居民； 柏林曼基仕居住区（Mrkisches Viertel），3.6万居民； 法兰克福西北新城（Nordweststadt），2.3万居民； 汉堡施戴斯胡珀（Steilshoop），2万居民； 曼海姆佛格斯唐居住区（Vogelstang），1.3万居民； 科隆克崴勒新城（Chorweiler），10万居民。 图13 柏林marzahn居住区 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图14 柏林marzahn居住区 图15 科隆 克崴勒新城 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图16 曼海姆佛格斯唐居住区 图17 慕尼黑奥林匹克村 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图18 慕尼黑奥林匹克村 西德地区有大量预制大板建筑，虽然在总建设量中占比不高，但总 量估计也有数千万平米。 西德地区居住使用面积1970年为人均22平米，1991年上升到人均 36平米。2007年人均超过40平米。 3. 德国装配式建筑的标准规范研究 德国建筑业标准规范体系完整全面。在标准编制方面，对于装配式 建筑首先要求满足通用建筑综合性技术要求，即无论采用何种装配 式技术，其产品必须满足其应具备的相关技术性能如结构安全 性、防火性能，以及防水、防潮、气密性、透气性、隔声、保温隔 热、耐久性、耐候性、耐腐蚀性、材料强度、环保无毒等。同时要 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 满足在生产、安装方面的要求。 企业的产品（装配式系统、部品等）需要出具满足相关规范要求的 检测报告或产品质量声明。 单纯结构体系，主要需满足结构安全、防火性能、允许误差等规范 要求；而有关建筑外围护体系的装配式体系与构件最复杂，牵涉的 标准最多。装配式建筑相关标准非常多，部分标准分列如下 3.1 混凝土及砌体预制构件、装配式体系标准规范 DIN 1045-3 混凝土，钢筋预应力混凝土机构。第3部分建筑施工 DIN13670的应用规则； DIN 18203-1 建筑误差。第1部分混凝土、钢筋混凝土和预应力 混凝土预制件； DIN EN 13369 预制混凝土产品的一般性规定； DIN 1045-4 混凝土，钢筋预应力混凝土机构。第4部分预制构件 的生产及合规性的补充规定； DIN EN 13670 混 凝 土 结 构 的 允 许 误 差 根 据 DIN 18202 及 DIN18203； DIN EN 14992 预制混凝土产品-墙体； DIN EN 1520 带开放结构的轻集料混凝土预制件； DIN EN 13747 预制混凝土产品 楼板系统用板； DIN 1053-4 砌体。第四部分预制构件。 3.2 钢结构、装配式体系标准规范 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 DIN EN 1993-1-1/NA 钢结构设计。第 1-1 部分建筑物一般性规 定和设计规则，欧盟标准3国家参数； DIN EN 1993-1-2/NA 钢结构设计。第 1-2 部分结构防火设计一 般规则，欧盟标准3国家参数； DIN 18800-1 钢结构建筑。第一部分 设计和构造； DIN 18800-7 钢结构建筑。第 7 部分 施工和生产资格； DIN EN ISO 16276-1 钢结构腐蚀防护涂层系统，涂层附着性粘结 强度的评估及其验收标准。第 1 部分 撕裂测试； DIN EN 10219-2 由非合金和细晶粒结构钢制造的建筑用冷加工的 焊接空心型钢。第2 部分 限制大小、 尺寸和静态值； DIN 18203-2 建筑公差。第2部分，预制钢构件； BFS-RL 07-101 生产和加工建筑钢结构。 3.3 预制木结构、装配式体系标准规范 DIN EN 1995-1-1/NA 木结构的设计和构造。1-1部分 一般性规 定-一般性规则和有关建筑物规定，欧洲规范 5 - 国家参数； DIN EN 1995-1-2/NA 木结构的设计和构造。1-2部分 一般性规 定-承重构件的防火设计，欧洲法规 5 - 国家参数； DIN EN 14250 木构建筑- 对采用钉片连接的预制承重构件产品的 要求； DIN EN 14509两侧带有金属覆层的承重复合板-工厂加工产品-技术 要求； DIN EN 408 木结构-承重木材和胶合木材-物理和力学性能的规 定； 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 DIN EN 594 木结构-试验方法- 板式构造墙体的承载能力和刚度； DIN EN 595 木结构-试验方法-检测框架式梁 确定其承载能力和变 形情况； DIN EN 596 木结构-试验方法-板式构造墙体柔性连接的检测； DIN EN 1075 木结构-试验方法-钉板连接； DIN 18203-3 建筑公差。第 3 部分 木材和木基材料的建筑部品。 3.4 预制金属幕墙、装配式体系标准规范 DIN EN 1999-1-1 承重铝结构的设计和构造。第1-1部分 一般设计 规定； DIN EN 1999-1-4/A1承重铝结构的设计和构造。第1-4部分冷弯 压型板； DIN EN 14509 自承重式双面金属覆盖夹芯板-工厂制造产品-规 格； DIN EN 14782 Norm 适合室内和室外工程使用的、自承重式金 属屋面板和墙面板 -产品规格和要求； DIN EN 14783 适合室内和室外工程使用的、整面支撑的金属屋面 板和墙面板，-产品规格和要求； DIN 18516-1 带后侧通风构造的外墙覆板，第一部分要求，检验 原理； DIN 24041 穿孔板。 4.德国不同类型装配式建筑技术体系研究 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 工业化预制建造的缺点 成本高 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。 缺少个性化 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。 德国现代建筑工业化建造技术主要可分为三大体系 预制混凝土建造体系 预制钢结构建造体系 预制木结构建造体系 4.1 预制混凝土建造体系 4.1.1 预制混凝土大板体系 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 虽然20世纪中叶以后德国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 建造技术在德国已遭抛弃，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。 4.1.2 预制混凝土叠合板体系 德国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德国建筑中占比达到50以 上。 采用这种装配结构体系，外立面形式比较灵活。由于德国强制 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。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图19 采用预制混凝土叠合楼板、墙体体系建造的住宅1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图20 采用预制混凝土叠合楼板、墙体体系建造的住宅2 图21 采用预制混凝土叠合楼板、墙体体系建造的住宅3 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图22 由德国国家建筑技术研究院审核批准的 一种混凝土叠合板建造体系的节点构造1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图23 由德国国家建筑技术研究院审核批准的 一种混凝土叠合板建造体系的节点构造2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图24 由德国国家建筑技术研究院审核批准的一种 混凝土叠合板建造体系的节点构造3 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图25 由德国国家建筑技术研究院审核批准的一种 混凝土叠合板建造体系的节点构造4 4.1.3 预制混凝土外墙体系 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 2012年在柏林落成的Tour Total大厦，代表了德国预制混凝土装配 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。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图26 德国Tour Total大厦建筑效果图 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图27 德国Tour Total大厦细节1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图28 德国Tour Total大厦细节2 图29 德国Tour Total大厦预制构件示意 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图30 德国Tour Total大厦预制构件1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图31 德国Tour Total大厦预制构件2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图32 德国Tour Total大厦细节3 图33 德国Tour Total大厦构件安装节点 4.2 预制钢结构建造体系 4.2.1预制高层钢结构建造体系 高层、超高层钢结构建筑在德国建造量有限，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。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 法兰克福德国商业银行总部大楼是德国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。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图34 法兰克福商业银行塔楼实景 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图35 法兰克福商业银行塔楼构件示意 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图36 法兰克福商业银行塔楼局部效果1 图37 法兰克福商业银行塔楼局部效果2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 获得德国2012年钢结构建筑奖的帝森克虏伯总部大楼，代表德国近 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德国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。 图38 帝森克虏伯总部大楼建筑效果1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图39 帝森克虏伯总部大楼局部1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图40 帝森克虏伯总部大楼局部2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图41 帝森克虏伯总部大楼局部3 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图42 帝森克虏伯总部大楼局部4 2014年落成的欧洲央行总部大楼，一定程度上代表了德国高层办公 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。 图43 法兰克福欧洲央行总部大楼建筑效果 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图44 法兰克福欧洲央行总部大楼施工 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图45 法兰克福欧洲央行总部大楼连廊构件吊装 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图46 法兰克福欧洲央行总部大楼示意 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 4.2.2 预制多层钢结构建造体系 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，并用柔性材料隔绝固体传声。 墙板之间可作为窗、门、百叶等。非承重隔墙采用轻钢龙骨石膏板 墙体。 图47 汉诺威VGH保险大楼效果 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图48 汉诺威VGH保险大楼模型 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图49 汉诺威VGH保险大楼剖面 图50 汉诺威VGH保险大楼节点构造1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图51 汉诺威VGH保险大楼节点构造2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图52 汉诺威VGH保险大楼节点构造3 图53 汉诺威VGH保险大楼节点构造4 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图54 汉诺威VGH保险大楼局部1 图55 汉诺威VGH保险大楼局部2 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，因为需要横跨铁路线，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。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图56 德国法兰克福机场高铁站 SQUAIRE商业综合体效果1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图57 德国法兰克福机场高铁站 SQUAIRE商业综合体效果2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图58 德国法兰克福机场高铁站 SQUAIRE商业综合体局部效果 图59 德国法兰克福机场高铁站与 SQUAIRE商业综合体示意 4.3 预制木结构建造体系 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 德国小住宅领域（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。 4.3.1木框板结构 承重木框架与抗剪板体是木框板结构建筑的特点。 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。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图60 现代高效保温预制木框板墙体结构 图61 预制木框板结构装配体系构件生产过程 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图62 用预制木框板结构装配体系建造的小住宅项目1 图63 用预制木框板结构装配体系建造的小住宅项目2 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图64 用预制木框板结构预制装配体系建造的多层居住建筑 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路的连接，瓷砖、地板、粉刷、 室内门等。预制装配建筑，可以保证质量、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。 计算机控制、自动化生产、现代化的生产组织优化使工业化预制木 构住宅不断完善进步。 预制木结构建筑质量有严格保证，每件预制产品在出厂时都有质量 检测合格标识。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 除了小住宅建筑之外，木框板结构在办公建筑、幼儿园、多层住 宅、商业建筑等领域也有应用。 4.3.2木框架结构 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，开窗位置与面积灵 活，采光和景观好。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图65 典型木框架结构体系建筑细部 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图66 预制木框架体系构建加工 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图67 预制木框架体系建筑部品在工地进行安装 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图68 用预制木框架结构体系建造的独立式小住宅项目1 图69 用预制木框架结构体系建造的独立式小住宅项目2 图70 用预制木框架结构体系建造的独立式小住宅局部 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图71 用预制木框架结构体系建造的多层居住建筑 图72 用预制木框架结构体系建造的多层办公建筑 4.3.3 层压实木板材结构 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 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 模数限制，可以创造出独特的、纯净的空间，受到建筑师、结构工 程师和业主的青睐。 层压实木板材结构，同以上两种木结构形式一样，可以在工厂加工 预制，到现场组装。 图73 层压实木板材结构建筑 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图74 层压实木板材结构构件存放 5. 德国装配式建筑相关统计数字 5.1 德国装配式建筑的定义 德国联邦统计局（Statistisches Bundesamt）统计数据中有装配式 建筑（Fertigteilbau）一项，Fertigteilbau德文词字面直译为“预 制构件建筑”。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 德国联邦统计局对装配式建筑的定义为一座建筑，当其外墙或内 墙、采用了楼层高度的或房间宽度的承重预制构件，称为装配式建 筑 （ Ein Bauwerk gilt als Fertigteilbau, wenn geschosshohe oder raumbreite tragende Fertigteile fr Auen- oder Innenwnde verwendet）。但并没有对采用装配式预制构件的比 率做出限制。 5.2 装配式建筑企业及从业人员和营业额情况 根据德国国家统计局统计数字，2015.01-11月期间，德国建筑企业 （Bau von Gebaeude,）共2817家，从业人数145335，营业收 入 25770百万欧元。其中装配式建筑企业 74家，从业人数7078， 营业收入1384百万欧元。 5.3 德国装配式建筑占建筑总量的比例 根据德国联邦统计局统计数据，德国居住建筑和非居住建筑装配式 占比如表1所示。 表1 德国批准建造的装配式居住建筑的历年统计数据* 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 *统计数字为新建建筑，值为占新建建筑总量 资料来源德国联邦统计局 表2 德国批准建造的装配式非居住建筑历年统计数据* 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 *统计数字为新建建筑，值为占新建建筑总量 资料来源德国联邦统计局 由统计数据可见，德国从1999年到2014年，居住建筑中采用了装配 式建造技术的占比在9.5--11，平均值为10.29； 非居住建筑 中 采 用 了 装 配 式 建 造 技 术 的 占 比 在 42.752.7 ， 平 均 值 为 48.08。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 2015年从事建筑预制装配式构件生产的就业人数及其营业额分别占 建筑行业相应指标的份额为5.12和5.37。 综合分析数据和资料可以看出，德国建筑行业相关数据统计中有装 配式建筑（Fertigteilbau）统计一项，装配式建筑是指建造中采用 了大型预制构件的建筑，但对装配率没有硬性规定。虽然近年来非 居住建筑中采用装配式技术的建筑占比达到48.08，但2015年从 事建筑预制装配式构件生产企业的营业额仅占建筑行业营业额的 5.37。 6．德国装配式建筑发展对中国的借鉴 6.1 预制混凝土大板建筑的经验教训 德国早期预制混凝土大板（PC）建造技术的出现和大规模应用，主 要是为解决战后时期城市住宅大量缺乏的社会矛盾。用预制混凝土 大板建造的卫星城、城市新区深受20世纪初以雅典宪章为代表 的理想主义现代主义城市规划思潮的影响。 雅典宪章试图克服工业城市带来的弊病，摒弃建筑装饰，用工 业化的技术手段，快速解决社会问题，创造一个健康、平等的社 会。但人类社会是非常复杂的，城市发展更是复杂的，由于当时的 规划指导思想的局限性，建筑过分强调整齐划一，建筑单元、户 型、建筑构件大量重复使用，造成这类建筑过分单调、僵化、死 板，缺乏特色，缺少人性化。有些城区成为失业者、外来移民等低 收入、社会下层人士集中的地区，带来严重的社会问题，近年来部 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 分项目被迫大规模拆除。 图75 预制混凝土大板建筑单调、死板，缺乏人性化尺度， 带来严重的社会问题，近年来部分项目被迫大规模拆除 图76 预制钢结构多层办公建筑1 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 图77 预制钢结构多层办公建筑2 6.2 德国的教训对中国的借鉴与思考 中国城市建设的高潮已过去，大量城市建筑需求量接近饱和，没有 依靠混凝土大板技术快速大规模建设住宅的需求；推动德国混凝土 大板建筑大规模应用的另一个因素是以雅典宪章为代表的早期现代 城市规划与现代建筑指导思想，发达国家对此经过深度反省、已基 本放弃。因此推动德国当年混凝土大板建设的两大动因在当今的中 国社会都不存在。 混凝土大板建造体系在人性化城市空间塑造、个性化建筑表现、建 筑成本控制、建筑构造技术问题解决等方面都存在严重不足，这是 混凝土大板体系今天在德国被抛弃的根本原因，这点值得我们深 思。中国不应盲目推广混凝土大板建设体系。特别不应为了追求预 制率水平而推广混凝土大板建设体系。 德国建筑工业化发展趋势 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 今天德国的建筑业突出追求绿色可持续发展，注重环保建筑材料和 建造体系的应用。追求建筑的个性化。设计精细化。由于人工成本 较高，建筑业领域不断优化施工工艺，完善建筑施工机械、包括小 型机械，减少手工操作。建筑上使用的建筑部品大量实行标准化、 模数化。强调建筑的耐久性，但并不追求大规模工厂预制率。 其建筑产业化体现在如下方面 工厂化大量构件、部品在工厂生产，减少现场人工作业、减少湿 作业 工具化施工现场减少手工操作，工具专业化、精细化 工业化现代化制造、 运输、安装管理，大工业生产方式 产业化BIM系统的全面应用，全行业，全产业链的现代化，工业 4.0模式 建造技术方面 办公和商业建筑的建造技术以钢筋混凝土现浇结构、配以各种工业 化生产的幕墙（玻璃、石材、陶版、复合材料）为主。 多层住宅建筑以钢筋混凝土现浇结构和砌块墙体结合，复合外保温 系统、外装以涂料局部辅以石材、陶板等为主。 联排及独立住宅则有砌体、木结构、少量钢结构常规建造体系，以 及工业化生产预制砌体、预制木结构全精装修产品。 工业厂房、仓储建筑成本控制严格，以预制钢结构、混凝土框架结 构，配以预制金属复合保温板、预制混凝土复合板居多。 1/24/2018结构之家 | 德国装配式建筑研究 建造体系的选择 经济性、审美要求、施工周期、功能性（防火、隔声、维护、使用 改造的灵活性、热工舒适性）、环保与可持续性等方面的综合考 量是选择何种建造体系的关键。 大部分