国内外装配式建筑发展与思考.pdf

2016‐11‐20 1 国内外装配式建筑发展与思考 岳清瑞 中冶建筑研究总院 岳清瑞 中冶建筑研究总院 2016-11-19 上海上海 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 2 汇 报 目 录汇 报 目 录 1 装配式建筑概念 2 国外装配式建筑发展和启示 3 我国建筑工业化发展现状思考 2016‐11‐20 2 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3 汇 报 目 录汇 报 目 录 1 装配式建筑的概念 1.1装配式建筑的定义和特征 1.2装配式建筑的主要结构体系 4 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 1. 1装配式建筑的定义和特征  装配式建筑是用预制部品部件在工地装配而成的建筑;  装配式建筑包括结构体系、围护体系、部品部件、水电暖、装饰装修;  部品部件、设备和装修对于不同结构体系有共性，但也有一定差异;  特征设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化 建筑物组成建筑物组成 结构体系结构体系 混凝土结构 钢结构 木结构 组合结构 混凝土结构 钢结构 木结构 组合结构 围护体系围护体系 外墙板 屋面板 隔墙板 门窗 外墙板 屋面板 隔墙板 门窗 （住宅）部品（住宅）部品 阳台 楼梯 整体厨房 整体卫浴 阳台 楼梯 整体厨房 整体卫浴 设备、精装设备、精装 给水 电气 装修 给水 电气 装修 关键和重点关键和重点 2016‐11‐20 3 5 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 1.2 装配式建筑的主要结构体系 装配式混凝土结构体系 -剪力墙、梁、柱、板构件工厂预制，现场节点拼接 钢结构体系 -工厂化加工构件，结构构件本就符合装配式建筑发展理念 木竹结构体系 其他结构体系等 装 配 式 结 构 体 系 装 配 式 结 构 体 系 装配式混凝土结构装配式混凝土结构 装配式剪力墙结构装配式剪力墙结构 装配式框架结构装配式框架结构 大板结构、箱式结构等大板结构、箱式结构等 钢结构体系钢结构体系 木木竹竹结构结构 框架框架‐支撑支撑‐剪力墙结构剪力墙结构 轻钢体系轻钢体系 新型模块式结构、板柱结构、交 错桁架结构等 新型模块式结构、板柱结构、交 错桁架结构等 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 6 汇 报 目 录汇 报 目 录 2 国外装配式建筑的发展与启示 2.1主要国家和地区发展状况 2.2总结与启示 2016‐11‐20 4 7 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 2.1主要国家和地区发展状况 建筑工业化起源于二战后欧洲建筑工业化起源于二战后欧洲  社会背景社会背景 - 战争损坏大量房屋，战后欧洲经济迅速发展, 人口向城市集中，房荒严重 - 劳动力不足, 传统技工特缺劳动力不足, 传统技工特缺 - 传统的建筑施工效率很低, 不能适应当时所面临的房屋增长的迫切需要传统的建筑施工效率很低, 不能适应当时所面临的房屋增长的迫切需要  技术基础技术基础 - 工业的底子厚，工业的底子厚，战后恢复和发展都迅速战后恢复和发展都迅速 - 充裕的充裕的水泥、钢材和施工机械等，为建筑工业化的推行提供了更为有利的条件、钢材和施工机械等，为建筑工业化的推行提供了更为有利的条件 - 英国英国莱茵建筑体系、瑞典的哥腾堡公寓建筑体系、法国的卡缪大板住宅建筑、 苏联的盒子结构建筑等  1970年代欧洲住宅建筑工业化水平1970年代欧洲住宅建筑工业化水平 - 东欧 东德、匈牙利、捷克、前苏联等工业化水平达到50--90东欧 东德、匈牙利、捷克、前苏联等工业化水平达到50--90 - 西欧 英国、丹麦、荷兰、挪威、法国等工业化水平达到20--40西欧 英国、丹麦、荷兰、挪威、法国等工业化水平达到20--40 8 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 英国选择发展钢结构的道路,新建项目钢结构占70  钢结构建筑、模块式建筑，新建占比70以上  设计、制作到供应的成套技术及有效的供应链管理  英钢联起到关键作用 德国70年代东德工业化90, 是工业化水平高的国家  二战后多层板式装配住宅，1970年代东德工业化水平90  新建别墅等建筑基本为全装配式钢（‐木）结构  强大的预制装配式建筑产业链  高校、研究机构和企业研发提供研发支持  建筑、结构、水暖电协作配套  施工企业与机械设备供应商合作密切  机械设备、材料和物流先进，摆脱了固定模数尺寸限制 英国钢结构建筑 德国钢‐木别墅 2.1主要国家和地区发展状况 2016‐11‐20 5 9 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司  法国预制混凝土结构的道路  1950‐1970开始,1980年代后成体系  绝大多数为预制混凝土  构造体系，尺寸模数化，构件标准化  少量钢结构和木结构  装配连接多采用焊接和螺栓连接  丹麦‐‐产业化发达,产业链完整  混凝土结构为主，受法国影响  强制要求设计模数化  预制构件产业发达  结构、门窗、厨卫等配件标准化  装配式大板结构、箱式模块结构等 法国混凝土模块建筑 丹麦装配式混凝土建筑 丹麦凝土模块建筑  瑞典木结构建筑为主  装配式木结构产业链及其完整和发达，发展历史上百年，涵盖低层、多层、甚至高层  90的房屋为木结构建筑 瑞典装配式木结构 2.1主要国家和地区发展状况 10 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 美国地域大，多元化发展,预 应力预制构件应用广  钢‐木结构别墅，钢结构公寓  建材产品和部品部件种类齐全  构件通用化水平高、商品化供应  BL质量认证制度  部品部件品质保证年限 加拿大剪力墙空心楼板,严寒地区 混凝土装配化率高  类似美国，构件通用性高  大城市多为装配式混凝土和钢结构  小镇多为钢或钢‐木结构  6度以下地区，全预制混凝土（含高层） 美国多层钢结构 美国高层钢结构 加拿大全装配 高层混凝土 美国多层钢结构 美国高层钢结构 加拿大全装配 高层混凝土 加拿大装配混凝土体育场加拿大装配混凝土体育场 2.1主要国家和地区发展状况 2016‐11‐20 6 11 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 2.1主要国家和地区发展状况 日本木结构最多, 框架为主, 抗震技术优先  木结构占比超过40,  多高层集合住宅主要为钢筋混凝土框架PCA技术  工厂化水平高，集成装修、保温、门窗等  立法来保证混凝土构件的质量  地震烈度高，装配混凝土减震隔震技术 日本木结构 日本装配式混凝土装配式混凝土集合住宅装配式混凝土减震技术 日本木结构 日本装配式混凝土装配式混凝土集合住宅装配式混凝土减震技术 12 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 2.1主要国家和地区发展状况 新加坡政府作用显著,无地震,剪力墙为主  新加坡80的住宅由政府建造,20年快速建设  组屋项目强制装配化，装配率70  大部分为塔式或板式混凝土多高层建筑  装配式施工技术主要应用于组屋建设 香港内浇外挂,尚有完善和提高空间  80‐90年代，在政府公屋中试行预制楼梯和内墙板  目前实现集成门窗、装饰的预制外墙板  装配式建筑体系仍不完善，运营管理一般 新加坡组屋 香港公屋 新加坡和香港\澳门环境类似，组屋和公屋制度类似，在住宅建设中 借鉴了新加坡的经验,但过程中需要注意水土不服问题 2016‐11‐20 7 13 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 2.2 总结与启示  装配式建筑的发展与社会经济、地理环境和科技水平相关 - 欧洲非地震区，低层和多层建筑为主，且工业化水平和科技水平较高，劳动力稀缺 ，因而德国、法国、丹麦等欧洲发达国家基本实现了高装配化建筑; - 日本地震烈度大，虽然集合住宅多数为混凝土，但减震隔震技术先进;  完备的装配式建筑产业链十分关键 - 英国和德国的全产业（供应）链管理 - 配套部品部件体系  政府的作用十分明显，政府采购中强制采用 - 新加坡组屋中强制推行装配式混凝土建筑 - 强制要求建筑模数化  选择适合的装配式建筑发展技术路线 - 法国、丹麦以装配式混凝土建筑为主; 英国走了钢结构建筑道路; 瑞典木结构为主 - 更多的国家选择多元化发展的道路 14 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 2.2 总结与启示 完善法律法规可促进装配式建筑发展 - 美国工业化住宅建设和安全标准为建材产品和部品部件产业发展奠定了基础 - 日本立法来保证混凝土构件的质量 技术基础和进步十分关键 - 基本建筑体系和关键技术 - 产业化技术工人 - 工业化部品部件生产质量水平 - 部品部件物流体系 - 质量管理和评价体系等 认证和评价制度可提升质量水平 - 日本BL优良部品认证制度 - 美国“节能之星”评价制度 - 加拿大CPI认证 2016‐11‐20 8 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 15 汇 报 目 录汇 报 目 录 3 我国装配式建筑的问题和建议 3.1 现状和问题 3.2 思考和建议 16 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.1 现状和问题 装配式大板住宅建筑的经历和教训  以北京为例,70年代末80年初沿二环、三环建设2000万平米高层大板房住宅，可 以说轰轰烈烈，编制了装配式大板居住建筑JGJ等相关技术标准  受经济水平、基础材料、技术管理等多方限制，出现冬冷夏热、渗漏水、隔音 差、节能、维护费用高等缺陷。  90年代，福利房改革、商品混凝土、建筑业模式、技术问题等，大板体系一下 子被“判死刑”没有给提升发展的机会。20年断档期教训深刻  反观二战后欧州，持之以恒地改进、完善、提高，才有今天的硕果。  如今，社会经济发展，科技水平的提高，发展装配式建筑成为必然。 30年前经历 30年后的巨变 都是我们今天发展装配式建筑的经验和基础 2016‐11‐20 9 17 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.1 现状和问题 装配式混凝土结构建筑发展现状和问题 - 形成了外挂墙板、钢筋桁架叠合楼板、预制剪力墙和框架、套筒灌浆、机械连 接等不同产品和技术，建设了一批预制墙板和楼板生产线 - 装配式剪力墙结构、框架结构在多地试点，形成了装配式混凝土结构技术规 、钢筋套筒灌浆连接应用技术规程等相关技术标准 - 设计、生产、运输、施工产业链和配品供应链不完善 - 预制件按照产品计税，相对现浇体系没有成本优势 - 节点连接、装配施工质量和抗震性能存疑 - 产业工人缺乏，现场物流系统缺失 浆锚搭接剪力墙结构 现 状 问 题 18 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.1 现状和问题 钢结构建筑发展现状和问题 - 工业厂房、大跨度建筑、超高层建筑等应用较广。 - 不少企业自主开展了新型钢结构体系探索，但都不能称为成功，需要完善。 - 钢结构工程技术水平特别是施工技术处于国际先进水平 - 严重缺乏有经验的钢结构设计人员、以及熟悉钢结构建筑师和设备师等 - 与钢结构匹配的围护结构仍然没有成熟的解决方案 - 钢结构住宅防火防腐问题 装配体系钢管剪力墙体系 传统框架‐支撑体系 现 状 问 题 2016‐11‐20 10 19 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.1 现状和问题 木结构和竹结构建筑发展现状和问题 - 在农村自建房木（竹）结构屋盖应用较广，只是没有纳入统计系统 - 技术 研究层面最近发展较快 -轻型木结构、大跨木结构、多层木结构、模块式木结构等 -现代装配式竹结构、钢‐木组合结构 -基础规范 - 严重缺乏有经验的设计人员，还没有成熟的设计软件，缺乏村镇自建房标准 - 有部品部件产品，但未形成规模化的供应，市场尚未成熟 - 多层木（竹）结构消防和耐久性问题制约其发展 问 题 现 状 20 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 思考与建议思考与建议 技术层面的主要瓶颈和解决思路 完善技术标准的主要思路 选择因地制宜的发展装配式建筑之路 条件具备，任务已定，重在落实 技术层面的主要瓶颈和解决思路 完善技术标准的主要思路 选择因地制宜的发展装配式建筑之路 条件具备，任务已定，重在落实 2016‐11‐20 11 21 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.2 思考和建议 技术层面的主要瓶颈和解决思路  缺乏与产业化生产方式相适应的装配式结构体系和建筑体系 - 创新结构体系，走高性能结构之路，解决结构构件及节点标准化、通用化问题 - 提高性价比，走绿色建筑之路，解决各方不同的需求和关切问题  缺乏系统集成和一体化技术体系 - 培育装配式建筑全产业链和全供应链，发展系统集成建造技术和平台 - 推广EPC总承包模式，发展全过程、全专业一体化技术  关键共性技术瓶颈问题需要重点突破 ‐高烈度地区高层装配式混凝土结构连接可靠性与抗震性能 ‐与钢结构匹配的围护结构体系产业化解决方案 ‐木（竹）结构设计、部品、施工一体化应用解决方案  生产和管理模式、商业模式需要改变和创新 - 现场物流管理和配套产品配送体系，走工业化和信息化融合之路 22 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.2 思考和建议 完善技术标准的主要思路  工程建设技术标准为发展装配式建筑打下了坚实基础 - 基础标准、通用性标准、综合性标准、专项技术标准、产品标准 - 国家标准、行业标准、地方标准、团体标准、企业标准  装配式建筑相关的技术标准整体上是较全的，但系统梳理有必要 - 短期内可以梳理出三种体系的技术标准，满足基本需求 - 以导则、指南、解释、暂行规定等方式查遗补缺  用标准改革的思路，重新构建装配式建筑技术标准体系 ‐设计装配式建筑技术标准体系框架 ‐形成强制性建设规范、强制性技术规范、推荐性技术标准系列 ‐补充部品部件、配套产品标准  补充完善装配式建筑及其部品部件认证标准 - 体系认证、产品质量认证、人员认证 2016‐11‐20 12 23 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 3.2 思考和建议 选择因地制宜的发展装配式建筑之路  培育多元化发展的装配式建筑市场 - 装配式混凝土结构、钢结构、木结构体系不搞零和游戏，齐头并进 - 高性能钢‐混凝土组合结构、钢‐木（竹）组合结构、复材结构是发展方向  走因地制宜、差异化发展的技术路线 - 在高烈度地区和大城市高层建筑，积极推进钢结构建筑产业发展 - 在低烈度区和经济欠发达地区，重点发展装配式混凝土结构建筑 - 在村镇和低层建筑，利用林木资源，推广木（竹）结构建筑  政府推动，发挥产业政策作用 ‐政府项目带头示范，强制性要求，考核指标等 ‐法律法规，财税政策，重点科技专项支持等  补人才、产业链、供应链短板 - 培训设计人员、产业工人等 - 扶持全产业链龙头企业，打通全产业链和全供应链 24 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 从全球范围看，绿色化、信息化和工业化是建筑产业发展的三大趋 势，装配式建筑正是顺应了这一趋势，同时也是气候变化巴黎协定和 中美联合声明的重要内容。 从全球范围看，绿色化、信息化和工业化是建筑产业发展的三大趋 势，装配式建筑正是顺应了这一趋势，同时也是气候变化巴黎协定和 中美联合声明的重要内容。 我国已经成为世界第二大经济体，拥有世界上规模最大建筑市场， 在社会发展、经济基础、科技水平等具备了发展装配式建筑的条件。 我国已经成为世界第二大经济体，拥有世界上规模最大建筑市场， 在社会发展、经济基础、科技水平等具备了发展装配式建筑的条件。 一分部署 九分落实 一分部署 九分落实 ‐习近平习近平 国务院关于大力发展装配式建筑的指导意见（国办发〔国务院关于大力发展装配式建筑的指导意见（国办发〔2016〕〕71号） 提出八大任务，是中国政府落实五大发展理念，大力发展装配式建筑 发出的最强声也是对世界的庄严承诺。 号） 提出八大任务，是中国政府落实五大发展理念，大力发展装配式建筑 发出的最强声也是对世界的庄严承诺。 2016‐11‐20 13 敬请批评指正 谢 谢