來(lái)源：裝配式建筑教學(xué)

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“ PC為precast concrete（混凝土預(yù)制件）的英文縮寫(xiě)，在住宅工業(yè)化領(lǐng)域稱作PC構(gòu)件。英語(yǔ)：Precast Concrete ，故又稱PC構(gòu)件，是指在工廠中通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化方式加工生產(chǎn)的混凝土制品。

與之相對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土需要工地現(xiàn)場(chǎng)制模、現(xiàn)場(chǎng)澆注和現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)。混凝土預(yù)制件 被廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水利等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中扮演重要的角色。

與現(xiàn)澆混凝土相比，工廠化生產(chǎn)的混凝土預(yù)制件有以下優(yōu)勢(shì):

安全

對(duì)于建筑工人來(lái)說(shuō)，工廠中相對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境比復(fù)雜的工地作業(yè)安全系數(shù)更高；

質(zhì)量

建筑構(gòu)件的質(zhì)量和工藝通過(guò)機(jī)械化生產(chǎn)能得到更好地控制；

速度

預(yù)制件尺寸及特性的標(biāo)準(zhǔn)化能顯著加快安裝速度和建筑工程進(jìn)度；

成本

與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)制模相比，工廠里的模具可以重復(fù)循環(huán)使用，綜合成本更低；機(jī)械化生產(chǎn)對(duì)人工的需求更少，隨著人工成本的不斷升高，規(guī)?；a(chǎn)的預(yù)制件成本優(yōu)勢(shì)會(huì)愈加明顯。

環(huán)境

采用預(yù)制件的建筑工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量明顯減少，粉塵污染、噪音污染顯著降低。

混凝土預(yù)制件最早起源于德國(guó)，混凝土預(yù)制件在德國(guó)的發(fā)展歷史和混凝土材料、預(yù)制件建筑的需求和混凝土材質(zhì)審美觀念三塊的發(fā)展密切相關(guān)。

混凝土材料的發(fā)展

約瑟夫·阿斯譜丁，英國(guó)人，泥水匠。1824年10月21日，他在利茲獲得英國(guó)第5022號(hào)的“波特蘭水泥”專利證書(shū)，從而一舉成為流芳百世的水泥發(fā)明人，但其發(fā)明的水泥的穩(wěn)定性無(wú)法保證，直到1844年，同為英國(guó)人艾薩克·查爾斯·約翰森進(jìn)行了本質(zhì)性的改良奠定了今天硅酸鹽水泥的發(fā)明。1年后，既1845年，德國(guó)生產(chǎn)出了人造石樓梯，即德國(guó)的第一個(gè)混凝土預(yù)制件，開(kāi)啟了德國(guó)混凝土預(yù)制件的歷史，以下以大事記的方式來(lái)說(shuō)明德國(guó)混凝土預(yù)制件的歷史：

▲PC裝配式建筑發(fā)展

★1845年，德國(guó)生產(chǎn)出了人造石樓梯，即德國(guó)的第一個(gè)混凝土預(yù)制件

★1849年，法國(guó)園丁約瑟夫·莫尼爾（en:Joseph Monier（英文）于1849年發(fā)明鋼筋混凝土并于1867年取得包括鋼筋混凝土花盆以及緊隨其后應(yīng)用于公路護(hù)欄的鋼筋混凝土梁柱的專利

★1850年到1870年，隨著1850年德國(guó)制造出第一批硅酸鹽水泥，之后的20年，被大量應(yīng)用到水泥管的制造中。

★1870年，隨著流動(dòng)砂漿的配方確定，房屋立面的裝飾線條，立柱，欄桿等裝飾構(gòu)件得到大量的生產(chǎn)；屋面的混凝土預(yù)制瓦也得到大量的生產(chǎn)

★1878年，普魯士州頒布硅酸鹽水泥的規(guī)范

★1890年，德國(guó)工程師C.F.W  Doehring 對(duì)自己發(fā)明預(yù)應(yīng)力混凝土申請(qǐng)專利

★1903年，德國(guó)漢堡建筑公司Juergen Hinrich Magens 建立世界上第一個(gè)商品混凝土攪拌站，第一次對(duì)可運(yùn)輸?shù)摹吧唐坊炷痢鄙暾?qǐng)專利。

★1907年，用混凝土預(yù)制件建造柏林國(guó)家圖書(shū)館的穹頂

★1912年，John E. Cozelmann 用鋼筋混凝土預(yù)制了多層建筑的所有構(gòu)件，并為此申請(qǐng)了專利。

★1929年，第一條鋼筋混凝土馬路被修建。

★1930年，研發(fā)出用于地下工程的有緩凝要求的混凝土

★1940年前后，混凝土預(yù)制件也被大量用到軍工需要的場(chǎng)所。

★1948年，第一座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在西德被修建。

★1954年，新的商混攪拌運(yùn)輸車的發(fā)明代替了老的運(yùn)輸工具，全國(guó)50%的水泥產(chǎn)量由商混站來(lái)消耗。

★50年代和60年代，東德地區(qū)和西德工業(yè)區(qū)造了戰(zhàn)后大量的多層預(yù)制板式住宅樓。

★60年代末，德國(guó)Filigran公司發(fā)明了鋼筋桁架，同時(shí)也發(fā)明了鋼筋桁架疊合樓板

★1978年，鋼纖維混凝土得到大量的應(yīng)用。

★80年代中期，德國(guó)Filigran公司發(fā)明了預(yù)制鋼筋桁架疊合墻板

★90年代，板式預(yù)制構(gòu)件的流水線設(shè)備得到了大量的發(fā)展

預(yù)制建筑的需求促進(jìn)了混凝土預(yù)制件在該領(lǐng)域三個(gè)方面的發(fā)展 

預(yù)制房屋 

隨著80年代雙面疊合墻板的發(fā)明，很多房屋的地下室紛紛采用疊合板體系來(lái)建造，其建造速度加快。隨著復(fù)合功能的預(yù)制墻體紛紛開(kāi)發(fā)出來(lái)，以及對(duì)節(jié)能的要求，如今活躍在預(yù)制房屋市場(chǎng)上除了木結(jié)構(gòu)的高品質(zhì)House之外，還有大量全預(yù)制的混凝土預(yù)制排屋和別墅。

預(yù)制多層住宅 

預(yù)制多層住宅主要是二戰(zhàn)之后，隨著經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，戰(zhàn)后的重建，以及外國(guó)勞工的引入，需要大量的住房，而傳統(tǒng)的別墅式多樣化的住宅無(wú)法滿足發(fā)展的速度，因此單一標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制板式多層住宅樓被大量設(shè)計(jì)和建造，極大的促進(jìn)和擴(kuò)展了混凝土預(yù)制件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和施工的產(chǎn)業(yè)鏈。這也使得之后的產(chǎn)品升級(jí)換代以及生產(chǎn)設(shè)備升級(jí)換代成為可能和必然。

預(yù)制公共建筑及工業(yè)建筑

公共建筑隨著人們的生活及工作需求本身也是在不斷的發(fā)展過(guò)程中，隨著鋼筋桁架疊合樓板的發(fā)明和完善，大多辦公樓式的公共建筑采用無(wú)梁樓蓋式的板柱結(jié)構(gòu)體系，建筑師對(duì)這類建筑的立面特殊設(shè)計(jì)也彰顯出這類辦公樓的美觀大氣，大量的使用也促進(jìn)了桁架疊合樓板體系的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)和施工的研究提升。

而公共停車樓也是促進(jìn)了預(yù)制梁柱，以及大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板的大量應(yīng)用。而工業(yè)建筑方面，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的廠房也是一直延續(xù)下來(lái)，期間也出現(xiàn)了材料組合多樣化，比如預(yù)制柱與木結(jié)構(gòu)的預(yù)制梁結(jié)合，加上鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的結(jié)合。這類多樣性的組合也使得很多預(yù)制構(gòu)件的連接方式方面出現(xiàn)很多創(chuàng)新。

▲北美最新預(yù)測(cè)，裝配式建筑行業(yè)市場(chǎng)占有率。

起源：德國(guó)以及其他歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家建筑工業(yè)化起源于20世紀(jì)20年代，推動(dòng)因素主要有兩方面▼

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素

城市化發(fā)展需要以較低的造價(jià)、迅速建設(shè)大量住宅、辦公和廠房等建筑。

建筑審美因素

建筑及設(shè)計(jì)界摒棄古典建筑形式及其復(fù)雜的裝飾，崇尚極簡(jiǎn)主義的新型建筑美學(xué)，嘗試新建筑材料（混凝土、鋼材、玻璃） 的表現(xiàn)力。

在20世紀(jì)20年代以前，歐洲建筑通常呈現(xiàn)為傳統(tǒng)建筑形式，套用不同歷史時(shí)期形成的建筑樣式，此類建筑的特點(diǎn)是大量應(yīng)用裝飾構(gòu)件，需要大量人工勞動(dòng)和手工藝匠人的高水平技術(shù)。

隨著歐洲國(guó)家邁入工業(yè)化和城市化進(jìn)程， 農(nóng)村人口大量流向城市，需要在較短時(shí)間內(nèi)建造大量住宅、辦公和廠房等建筑。標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制混凝土大板建造技術(shù)能夠縮短建造時(shí)間、降低造價(jià)因而首先應(yīng)運(yùn)而生。

德國(guó)最早的預(yù)制混凝土板式建筑是1926 ?1930年間在柏林利希藤伯格-弗里德希菲爾德（Berlin-Lichtenberg，F(xiàn)riedrichsfelde）建造的戰(zhàn)爭(zhēng)傷殘軍人住宅區(qū)。該項(xiàng)目共有138套住宅，為2~3層建筑。如今該項(xiàng)目的名稱是施普朗曼（Splanemann）居住區(qū)。該項(xiàng)目采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制混凝土多層復(fù)合板材構(gòu)件，構(gòu)件最大質(zhì)量達(dá)7t。

▲建筑結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)今德國(guó)PC構(gòu)件主要應(yīng)用方向可以概括如下：

1.工業(yè)建筑及設(shè)施；

這里大量的預(yù)制梁柱，圍護(hù)墻板，排水溝構(gòu)件，內(nèi)隔墻，預(yù)應(yīng)力樓板等PC構(gòu)件被使用。

▲工業(yè)建筑設(shè)施施工現(xiàn)場(chǎng)

2.住宅、酒店及辦公樓；

這里，疊合墻板，疊合樓板，三明治夾芯墻體，疊合保溫夾芯墻體，實(shí)心墻體，樓梯，平臺(tái)，陽(yáng)臺(tái)等構(gòu)件被使用。

▲住宅酒店項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)

3.風(fēng)力發(fā)電塔；

這里預(yù)制的發(fā)電塔機(jī)身是預(yù)制構(gòu)件組合的。

▲羊峰山裝配式大青山風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目施工

4.地下工程及隧道工程；

疊合板式地下車庫(kù)，地下管道，檢查井，隧道管片等

▲橫向跨度約6.5米、縱向高度近5米的衡水市武邑縣裝配式鋼制地下綜合管廊內(nèi)部情況

5.擋墻；

類似像柏林墻一樣的墻體，多用于監(jiān)獄，倉(cāng)庫(kù)。

▲多哈新港海岸警衛(wèi)隊(duì)碼頭預(yù)制胸腔安裝項(xiàng)目

6.鐵路建設(shè)；

軌道板，枕木，電路架等

▲預(yù)制件材料示意圖

7.道路及橋梁建設(shè)

排水設(shè)施，路牙，防撞護(hù)欄，消音墻，預(yù)制大型箱梁等

▲預(yù)制件材料示意圖

研發(fā)

德國(guó)在產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合方面一直是走在前沿的先進(jìn)國(guó)家之一，人們熟知的領(lǐng)域如機(jī)械制造、汽車以及化工等，已經(jīng)有很多著名的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的經(jīng)典案例。

然而，傳統(tǒng)的建筑行業(yè)，其實(shí)在德國(guó)也不例外，德國(guó)在PC裝配式建筑領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方面，很多大學(xué)和應(yīng)用技術(shù)大學(xué)都與相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)需求的企業(yè)或者企業(yè)的研發(fā)部門(mén)保持著緊密合作的關(guān)系，企業(yè)根據(jù)自身產(chǎn)品和技術(shù)革新所需的要求，向大學(xué)提出聯(lián)合或者委托研究，大學(xué)在理論和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方面具備完整的科研體系，能科學(xué)的完成相關(guān)科研設(shè)定目標(biāo)，理性的給企業(yè)相關(guān)的結(jié)果。

而其他專業(yè)的獨(dú)立于大學(xué)以及企業(yè)之外的研究機(jī)構(gòu)，則在材料，力學(xué)等方面有著深厚的實(shí)用性研究的積累，促進(jìn)了新技術(shù)新產(chǎn)品的發(fā)展。

關(guān)于這方面的一個(gè)經(jīng)典例子就是Filigran公司，F(xiàn)iligran是個(gè)小型家族企業(yè)，主要從事鋼結(jié)構(gòu)方面的產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，但也是這家小公司，發(fā)明了鋼筋桁架，聯(lián)合了漢堡，德雷斯頓大學(xué)等科研單位，對(duì)鋼筋桁架疊合樓板進(jìn)行了大量研究，形成成果，比如如何實(shí)現(xiàn)雙向疊合樓蓋等，疊合板裂縫分析及對(duì)策等，最終形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋼筋桁架疊合板的全球應(yīng)用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

▲鋼筋桁架疊合板示意圖

設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)是分工有序，是各事務(wù)所之間的緊密合作的。首先是建筑事務(wù)所牽頭與客戶對(duì)接，然后相關(guān)的機(jī)電專業(yè)如水、電和暖專業(yè)的專業(yè)事務(wù)所也會(huì)受委托進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，而預(yù)制構(gòu)件深化則是和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本結(jié)合在一起。

同時(shí)BIM的原理得到廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)成果不僅僅是圖紙還有大量的數(shù)據(jù)和清單，為了后面與生產(chǎn)系統(tǒng)以及各企業(yè)ERP管理系統(tǒng)方便對(duì)接。

▲BIM設(shè)計(jì)示意圖

生產(chǎn)

德國(guó)強(qiáng)大的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)加工基礎(chǔ)也使得預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)形式得到了變革式的飛躍發(fā)展，板式構(gòu)件的加工，由于有了象Vollert, Avermann 這類專職于做設(shè)備加工的企業(yè)和Unitechnik, SAA 這樣的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的軟件供應(yīng)商的支持，流水作業(yè)變?yōu)榭赡?，而且擺脫了傳統(tǒng)板式構(gòu)件預(yù)制必須具備固定模數(shù)尺寸的限制，在不減效的情況下自由度提高，更加能滿足個(gè)性化的需求。

施工

德國(guó)大多數(shù)建筑施工企業(yè)都有著預(yù)制建筑的施工經(jīng)驗(yàn)，從Hochtief, Zueblin這些大集團(tuán)公司到地方上的小家族企業(yè)。旭普林的某總部辦公樓就是預(yù)制建筑在德國(guó)公共建筑中的經(jīng)典案例，完成了很多預(yù)制建筑領(lǐng)域的創(chuàng)新和施工技術(shù)的創(chuàng)新。

而象Peri, Doka這類公司則是對(duì)這些施工企業(yè)在工具和支撐，模板等方面給予了莫大的支持。Liebherr 這類公司則是在吊裝機(jī)械方面做著貢獻(xiàn)。同樣在施工領(lǐng)域，預(yù)制建筑方面也有專門(mén)的協(xié)會(huì)，促進(jìn)著交流與創(chuàng)新。

▲裝配建筑施工現(xiàn)場(chǎng)

運(yùn)營(yíng)及維護(hù)

戰(zhàn)后所建的多層板式住宅樓，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件和建造條件的限制，經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，面臨著大量的維修維護(hù)和改造。象西偉德建材集團(tuán)，他們?cè)诘聡?guó)提供大量改造類項(xiàng)目以及維修維護(hù)類項(xiàng)目所需的特殊建材。而新建的復(fù)合很多功能的預(yù)制建筑則也面臨著有效的能源管理，物業(yè)管理等，所以專業(yè)的物業(yè)公司在德國(guó)也是常常見(jiàn)到。

當(dāng)今德國(guó)PC裝配式建筑上下游產(chǎn)業(yè)鏈通過(guò)分析，我們可以看到清楚的看到以下的五大特征：

工業(yè)化

工業(yè)化是德國(guó)任何行業(yè)都可以看到的影子，從PC構(gòu)件的生產(chǎn)方式，從物流工具的形式以及施工方式，我們看到德國(guó)人在追求流程標(biāo)準(zhǔn)化，作業(yè)機(jī)械化，提高效率，這都是工業(yè)化的特質(zhì)。

社會(huì)化

整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的細(xì)分，其分支如此之多，參與的企業(yè)數(shù)量之多，而且社會(huì)化的最大的一個(gè)表現(xiàn)就是，幾乎大多產(chǎn)品供應(yīng)類企業(yè)，包括設(shè)備供應(yīng)商，配件供應(yīng)商，化學(xué)劑供應(yīng)商，甚至構(gòu)件供應(yīng)商，都不是單一做這類產(chǎn)品的企業(yè)，在PC領(lǐng)域的產(chǎn)品只是他們眾多產(chǎn)品中的一個(gè)分支。這種社會(huì)資源的高度整合，正是社會(huì)化的特質(zhì)。

節(jié)能減排

德國(guó)是個(gè)特別注重節(jié)能和環(huán)保的國(guó)家，對(duì)行業(yè)的發(fā)展甚至都有相關(guān)的法律來(lái)約束，這個(gè)大環(huán)境背景下，企業(yè)的技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都是朝著提高效率，提高質(zhì)量，減少人工，減少排放的方向發(fā)展，PC領(lǐng)域也是一樣。

信息化

自從德國(guó)去年提出工業(yè)化4.0的概念后，意味著第三次工業(yè)革命的到來(lái)，從現(xiàn)有的預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)（信息化設(shè)計(jì)）到構(gòu)件的生產(chǎn)（數(shù)控式的生產(chǎn)）到施工企業(yè)的管理（信息化的管理）可以看出，相比其他國(guó)家在這個(gè)領(lǐng)域，信息化無(wú)疑是德國(guó)的重量特征。而且以后還會(huì)面臨更進(jìn)一步的提升。

傳承與發(fā)揚(yáng)

在這個(gè)領(lǐng)域里，有很多家族企業(yè)都是百年企業(yè)，他們自從成立以來(lái)，一直精于某個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)積累和研發(fā)，一代代的產(chǎn)品創(chuàng)新出來(lái)，但他們沒(méi)有今天做這個(gè)成功了，明天改行。所以很多產(chǎn)品你可以看到傳承，也可以看到發(fā)揚(yáng)。