1. 德國裝配式建筑發(fā)展概況

德國以及其他歐洲發(fā)達國家建筑工業(yè)化起源于1920年代，其推動因素主要有兩方面：

社會經濟因素：城市化發(fā)展需要以較低的造價、迅速建設大量住宅、辦公和廠房等建筑。

建筑審美因素：建筑及設計界摒棄古典建筑形式及其復雜的裝飾，崇尚極簡的新型建筑美學，嘗試新建筑材料（混凝土、鋼材、玻璃）的表現(xiàn)力。在雅典憲章所推崇的城市功能分區(qū)思想指導下，建設大規(guī)模居住區(qū)，促進了建筑工業(yè)化的應用。

在1920年代以前，歐洲建筑通常呈現(xiàn)為傳統(tǒng)建筑形式，套用不同歷史時期形成的建筑樣式，此類建筑的特點是大量應用裝飾構件，需要大量人工勞動和手工藝匠人的高水平技術。隨著歐洲國家邁入工業(yè)化和城市化進程，農村人口大量流向城市，需要在較短時間內建造大量住宅辦公和廠房等建筑。標準化、預制混凝土大板建造技術能夠縮短建造時間、降低造價因而首先應運而生。

德國最早的預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, Friedrichsfelde）建造的戰(zhàn)爭傷殘軍人住宅區(qū)。該項目共有138套住宅，為2~3層樓建筑。如今該項目的名稱是施普朗曼（Splanemann）居住區(qū)。該項目采用現(xiàn)場預制混凝土多層復合板材構件，構件最大質量達到7t。

圖01 德國最早的預制混凝土建筑-—

柏林施普朗曼居住小區(qū)

二次大戰(zhàn)結束以后，由于戰(zhàn)爭破壞和大量戰(zhàn)爭難民回歸本土，德國住宅嚴重緊缺。德國用預制混凝土大板技術建造了大量住宅建筑。這些大板建筑為解決當年住宅緊缺問題做出了巨大貢獻，但今天這些大板建筑不再受歡迎，不少缺少維護更新的大板居住區(qū)已成為社會底層人群聚集地，導致犯罪率高等社會問題，深受人們的詬病，成為城市更新首先要改造的對象，有些地區(qū)已經開始大面積拆除這些大板建筑。

與常規(guī)現(xiàn)澆加砌體建造方式相比，預制混凝土大板技術造價高，建筑缺少個性，難以滿足今天的社會審美要求，1990年以后基本不再使用?；炷怜B合墻板技術發(fā)展較快，應用較多。

目前，德國的公共建筑、商業(yè)建筑、集合住宅項目大都因地制宜、根據(jù)項目特點，選擇現(xiàn)澆與預制構件混合建造體系或鋼混結構體系建設實施，并不追求高裝配率，而是通過策劃、設計、施工各個環(huán)節(jié)的精細化優(yōu)化過程，尋求項目的個性化、經濟性、功能性和生態(tài)環(huán)保性能的綜合平衡。隨著工業(yè)化進程的不斷發(fā)展，BIM技術的應用，建筑業(yè)工業(yè)化水平不斷提升，德國在建筑上采用工廠預制、現(xiàn)場安裝的建筑部品愈來愈多，占比也愈來愈大。

各種建筑技術、建筑工具的精細化不斷發(fā)展進步。小范圍有鋼結構、混凝土結構、木結構裝配式技術體系的研發(fā)和實踐應用

小住宅建設方面，裝配式建筑占比最高，達到16%。 1~7月開工建設的住宅中，預制裝配式建筑為8934套。這一期間獨棟或雙拼式住宅新開工建設總量較2014年同期增長1.8%；而預制裝配式住宅同比增長7.5%！顯示出在這一領域裝配式建筑受到市場的認可和歡迎。

圖02  德國各州預制裝配式小住宅（獨棟和雙拼）

在新建建筑中所占比例，總體平均達到16%左右

單層工業(yè)廠房采用預制鋼結構或預制混凝土結構在造價和縮短施工周期方面有明顯優(yōu)勢，因而一直得到較多應用。

2. 德國裝配式建筑的政策措施、發(fā)展建設研究

德國預制裝配式建筑發(fā)展過程中，規(guī)模最大、最有影響力當屬預制混凝土大板建筑。

由于二戰(zhàn)后需要在短期內建設大量住宅，東德地區(qū)1953年在柏林約翰尼斯塔（Johannisthal）進行了預制混凝土大板建造技術的第一次嘗試。1957年在浩耶斯韋達市（Hoyerswerda）的建設中第一次大規(guī)模采用預制混凝土構件施工。此后，東德用預制混凝土大板技術，大量建造預制板式居住區(qū)（Plattenbausiedlungen）。預制混凝土大板住宅的建筑風格深受包豪斯理論影響。

圖03  哈勒新城 大板住宅

圖04  哈勒新城大板住宅，左側是改造更新后的建筑

圖05  哈勒新城 大板住宅

圖06  柏林 亞歷山大廣場 大板住宅

圖07  柏林住宅 整體單元吊裝施工

圖08  德累斯頓大板住宅

1972-1990年，東德地區(qū)開展大規(guī)模住宅建設，并完成300萬套住宅確定為重要政治目標，預制混凝土大板技術體系成為最重要的建造方式。這期間用混凝土大板建筑建造了大量大規(guī)模住區(qū)、城區(qū)，如10萬人口規(guī)模的哈勒新城（Halle-Neustadt）。在1972-1990年大規(guī)模住宅建設期間，東德地區(qū)新建、改建共300萬套住宅，其中180-190萬套用混凝土大板建造，占比達到60%以上，如果每套建筑按平均60平米計算，預制大板住宅面積在1.1億平米以上。東柏林地區(qū)1963-1990 年間共新建住宅27.3萬套，其中大板式住宅占比達到93%（數(shù)據(jù)來源：Die ?L?sung der Wohnungsfrage? 作者Dieter Hanauske）。

住宅建設工程耗費了東德大量財政收入。為節(jié)約建造成本和快速建設，設計開發(fā)出不同系列廠品，如Q3A, QX, QP, P2系列。預制混凝土大板住宅項目大量重復使用同樣戶型、類似的立面設計。大板建筑規(guī)劃形態(tài)僵硬、缺少變化，在老城區(qū)通常采用推倒重建模式，破壞了原有城市肌理。

圖09  東德預制裝配式建筑構件運輸

圖10  1973年在新布蘭登堡 伊斯特城原東德地區(qū)

首個應用WBS70預制大板體系建造的項目

大板建筑當時受到普遍歡迎。雖然大板建筑今天飽受詬病，但在當時大板住宅符合東德的社會意識形態(tài)，人人平等，整齊劃一。預制混凝土大板技術建造的工業(yè)化住宅，功能基本合理，擁有現(xiàn)代化的采暖和生活熱水系統(tǒng)，獨立衛(wèi)生間，比未更新改造的20世紀初期建造的老住宅舒適。由于得到東德政府的大量財政補貼，因而這種工業(yè)化住宅租金并不很高，受到當?shù)鼐用竦臍g迎。大量新建居住區(qū)采用大板建筑，導致原有歷史街區(qū)中的住宅吸引力下降，出租率低，租金無法支持建筑的維護，歷史街區(qū)中的建筑逐漸破敗。這種現(xiàn)象也導致政策制定者重新思考補貼政策，甚至開始嘗試用預制技術進行老城歷史建筑的改造更新。

1980年代以后，東德政府開始在一些城市的重要地區(qū)，嘗試從規(guī)劃和城市空間塑造方面，借鑒傳統(tǒng)城市空間布局與建筑設計，打破單調的大板建筑風格。

圖11  柏林市中心根達曼市場（Gendarmenmarkt）

用復雜的預制大板技術建造具有傳統(tǒng)風格的建筑

圖12  羅斯托克市中心

帶有傳統(tǒng)紅磚哥特風格的預制大板式建筑

二次大戰(zhàn)之后，原西德地區(qū)也用混凝土預制大板技術建造了大量住宅建筑，主要用于建設社會保障性住宅。1957年西德政府通過了《第二部住宅建設法》(II.WoBauG)，將短期內建設滿足大部分社會階層居民需求的、包括具有適當面積、設施、可承受租金的住宅，作為住宅建設的首要任務?；炷令A制大板技術以其建設速度快、造價相對低廉因而也在西德地區(qū)有大面積應用。

較著名的項目包括：

格羅皮烏斯和科布希埃參與的著名的柏林漢莎街區(qū)的住宅項目，0.6萬居民；

慕尼黑紐帕拉赫居住區(qū)（Neuperlach），5.5萬居民；

紐倫堡朗瓦薩居住區(qū)（Langwasser），3.6萬居民；

柏林曼基仕居住區(qū)（M?rkisches Viertel），3.6萬居民；

法蘭克福西北新城（Nordweststadt），2.3萬居民；

漢堡施戴斯胡珀（Steilshoop），2萬居民；

曼海姆佛格斯唐居住區(qū)（Vogelstang），1.3萬居民；

科隆克崴勒新城（Chorweiler），10萬居民。

圖13  柏林marzahn居住區(qū)

圖14  柏林marzahn居住區(qū)

圖15  科隆 克崴勒新城

圖16  曼海姆佛格斯唐居住區(qū)

圖17  慕尼黑奧林匹克村

圖18  慕尼黑奧林匹克村

西德地區(qū)有大量預制大板建筑，雖然在總建設量中占比不高，但總量估計也有數(shù)千萬平米。

西德地區(qū)居住使用面積1970年為人均22平米，1991年上升到人均36平米。2007年人均超過40平米。

3. 德國裝配式建筑的標準規(guī)范研究

德國建筑業(yè)標準規(guī)范體系完整全面。在標準編制方面，對于裝配式建筑首先要求滿足通用建筑綜合性技術要求，即無論采用何種裝配式技術，其產品必須滿足其應具備的相關技術性能：如結構安全性、防火性能，以及防水、防潮、氣密性、透氣性、隔聲、保溫隔熱、耐久性、耐候性、耐腐蝕性、材料強度、環(huán)保無毒等。同時要滿足在生產、安裝方面的要求。

企業(yè)的產品（裝配式系統(tǒng)、部品等）需要出具滿足相關規(guī)范要求的檢測報告或產品質量聲明。

單純結構體系，主要需滿足結構安全、防火性能、允許誤差等規(guī)范要求；而有關建筑外圍護體系的裝配式體系與構件最復雜，牽涉的標準最多。裝配式建筑相關標準非常多，部分標準分列如下:

DIN 1045-3 混凝土，鋼筋預應力混凝土機構。第3部分：建筑施工DIN13670的應用規(guī)則；

DIN 18203-1 建筑誤差。第1部分：混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土預制件；

DIN EN 13369 預制混凝土產品的一般性規(guī)定；

DIN 1045-4 混凝土，鋼筋預應力混凝土機構。第4部分：預制構件的生產及合規(guī)性的補充規(guī)定；

DIN EN 13670 混凝土結構的允許誤差根據(jù)DIN 18202及DIN18203；

DIN EN 14992 預制混凝土產品-墻體；

DIN EN 1520 帶開放結構的輕集料混凝土預制件；

DIN EN 13747 預制混凝土產品 樓板系統(tǒng)用板；

DIN 1053-4  砌體。第四部分：預制構件。

DIN EN 1993-1-1/NA 鋼結構設計。第 1-1 部分:建筑物一般性規(guī)定和設計規(guī)則，歐盟標準3國家參數(shù)；

DIN EN 1993-1-2/NA  鋼結構設計。第 1-2 部分:結構防火設計一般規(guī)則，歐盟標準3國家參數(shù)；

DIN 18800-1 鋼結構建筑。第一部分 設計和構造；

DIN 18800-7 鋼結構建筑。第 7 部分: 施工和生產資格；

DIN EN ISO 16276-1  鋼結構腐蝕防護涂層系統(tǒng)，涂層附著性(粘結強度)的評估及其驗收標準。第 1 部分: 撕裂測試；

DIN EN 10219-2 由非合金和細晶粒結構鋼制造的建筑用冷加工的焊接空心型鋼。第2 部分: 限制大小、 尺寸和靜態(tài)值；

DIN 18203-2: 建筑公差。第2部分，預制鋼構件；

BFS-RL 07-101 生產和加工建筑鋼結構。

DIN EN 1995-1-1/NA 木結構的設計和構造。1-1部分: 一般性規(guī)定-一般性規(guī)則和有關建筑物規(guī)定，歐洲規(guī)范 5 - 國家參數(shù)；
DIN EN 1995-1-2/NA 木結構的設計和構造。1-2部分: 一般性規(guī)定-承重構件的防火設計，歐洲法規(guī) 5 - 國家參數(shù):；
DIN EN 14250 木構建筑- 對采用釘片連接的預制承重構件產品的要求；

DIN EN 14509兩側帶有金屬覆層的承重復合板-工廠加工產品-技術要求；

DIN EN 408 木結構-承重木材和膠合木材-物理和力學性能的規(guī)定；

DIN EN 594 木結構-試驗方法- 板式構造墻體的承載能力和剛度；

DIN EN 595 木結構-試驗方法-檢測框架式梁 確定其承載能力和變形情況；
DIN EN 596 木結構-試驗方法-板式構造墻體柔性連接的檢測；
DIN EN 1075 木結構-試驗方法-釘板連接；
DIN 18203-3 建筑公差。第 3 部分: 木材和木基材料的建筑部品。

DIN EN 1999-1-1 承重鋁結構的設計和構造。第1-1部分: 一般設計規(guī)定；

DIN EN 1999-1-4/A1承重鋁結構的設計和構造。第1-4部分:冷彎壓型板；

DIN EN 14509  自承重式雙面金屬覆蓋夾芯板-工廠制造產品-規(guī)格；

DIN EN 14782 (Norm)  適合室內和室外工程使用的、自承重式金屬屋面板和墻面板 -產品規(guī)格和要求；

DIN EN 14783 適合室內和室外工程使用的、整面支撐的金屬屋面板和墻面板，-產品規(guī)格和要求；

DIN 18516-1 帶后側通風構造的外墻覆板，第一部分：要求，檢驗原理；
DIN 24041 穿孔板。

4.德國不同類型裝配式建筑技術體系研究

工業(yè)化預制建造的缺點：

成本高

在預制建筑出現(xiàn)的初期，工業(yè)化建筑產品成本低于傳統(tǒng)古典建筑。而今天 用預制混凝土大板形式建造的住宅和辦公大樓的成本通常高于常規(guī)建造技術建造的建筑物。

究其原因，鋼筋混凝土墻是比砌體墻成本更高。預制梁、板結構上大都是簡支梁而非連續(xù)梁，因而需要較大的用鋼量。此外，預制件的連接點通常復雜，有些須采用昂貴的不銹鋼材料連接。如果使用保溫夾芯板構造，節(jié)點更加復雜，大板縫隙的密封處理也會導致額外的費用。大體量的預制板的運輸導致更高的運輸成本。

缺少個性化

工業(yè)化預制建造技術的缺點是任何一個建設項目，包括建筑設備、管道、電氣安裝、預埋件都必須事先設計完成，并在工廠內預安裝到混凝土大板內，只適合大量重復建造的標準單元。而標準化的組件導致個性化設計降低。

德國現(xiàn)代建筑工業(yè)化建造技術主要可分為三大體系 ：

預制混凝土建造體系

預制鋼結構建造體系

預制木結構建造體系 

4.1  預制混凝土建造體系

4.1.1 預制混凝土大板體系

雖然20世紀中葉以后德國有大量混凝土預制大板建造的居住區(qū)項目，但這類項目今天看來大部分不太受歡迎，如今預制混凝土大板建造技術在德國已遭拋棄，從1990年代以后基本沒有新建項目應用。

取而代之的是追求個性化的設計，應用現(xiàn)代化的環(huán)保、美觀、實用、耐久的綜合技術解決方案，滿足使用者的需求。通過精細化的設計，模數(shù)化設計，使大量建筑部品可以在工廠內加工制作，并且不斷優(yōu)化技術體系，如可循環(huán)使用的模板技術，疊和樓板（免拆模板）技術、預制樓梯、多種復合預制外墻板。因地制宜，不追求高裝配率。

4.1.2 預制混凝土疊合板體系

德國大量的建筑是多層建筑。現(xiàn)澆混凝土支模、拆模，表面處理等工作需要人工量大，費用高，而混凝土預制疊合樓板、疊合墻體作為樓板、墻體的模板使用，結構整體性好，混凝土表面平整度高，節(jié)省抹灰、打磨工序，相比預制混凝土實體樓板疊合樓板質量輕，節(jié)約運輸和安裝成本，因而有一定市場。

有資料顯示混凝土疊合預制板體系在德國建筑中占比達到50%以上。 采用這種裝配結構體系，外立面形式比較靈活。由于德國強制要求的新保溫節(jié)能規(guī)范的實施，建筑保溫層厚度在20cm以上。從節(jié)約成本角度考慮，采用復合外墻外保溫系統(tǒng)配合涂料面層的建筑居多。

圖19  采用預制混凝土疊合樓板、墻體體系建造的住宅1

圖20  采用預制混凝土疊合樓板、墻體體系建造的住宅2

圖21 采用預制混凝土疊合樓板、墻體體系建造的住宅3

圖22  由德國國家建筑技術研究院審核批準的

一種混凝土疊合板建造體系的節(jié)點構造1

圖23  由德國國家建筑技術研究院審核批準的

一種混凝土疊合板建造體系的節(jié)點構造2

圖24  由德國國家建筑技術研究院審核批準的一種

混凝土疊合板建造體系的節(jié)點構造3

圖25  由德國國家建筑技術研究院審核批準的一種

混凝土疊合板建造體系的節(jié)點構造4

4.1.3 預制混凝土外墻體系

2012年在柏林落成的Tour Total大廈，代表了德國預制混凝土裝配式建筑的一個發(fā)展方向。

該項目建筑面積約2.8萬平米，高度68米。外墻面積約1萬平米，由1395個、200多個不同種類、三維方向變化的混凝土預制構件裝配而成。每個構件高度7.35米，構件誤差小于3mm，安裝縫誤差小于1.5mm。構件由白色混凝土加入石材粉末顆粒澆鑄而成， 精確、細致地構件、三維方向微妙變化富有雕塑感的預制件，使建筑顯得光影豐富、精致耐看。

圖26  德國Tour Total大廈建筑效果圖

圖27  德國Tour Total大廈細節(jié)1

圖28  德國Tour Total大廈細節(jié)2

圖29  德國Tour Total大廈預制構件示意

圖30  德國Tour Total大廈預制構件1

圖31 德國Tour Total大廈預制構件2

圖32  德國Tour Total大廈細節(jié)3

圖33  德國Tour Total大廈構件安裝節(jié)點

4.2  預制鋼結構建造體系

4.2.1預制高層鋼結構建造體系

高層、超高層鋼結構建筑在德國建造量有限，大規(guī)模批量生產的技術體系幾乎沒有應用市場。同時高層建筑多為商業(yè)或企業(yè)總部類建筑，業(yè)主對個性化和審美要求高，不接受同質化、批量化、缺少個性的裝配式建筑。另一方面，近年來高層、超高層鋼結構建筑的承重鋼結構、以及為每個項目專門設計的復雜精致的幕墻體系，都是采用工業(yè)化生產、到現(xiàn)場安裝的建造形式。因此可以歸納到個性定制化裝配式建筑。

法蘭克福德國商業(yè)銀行總部大樓是德國為數(shù)不多的高層鋼結構建筑。鋼制構件和金屬玻璃幕墻采用工業(yè)化加工、現(xiàn)場安裝方式建造。

圖34  法蘭克福商業(yè)銀行塔樓實景

圖35  法蘭克福商業(yè)銀行塔樓構件示意

圖36  法蘭克福商業(yè)銀行塔樓局部效果1

圖37  法蘭克福商業(yè)銀行塔樓局部效果2

獲得德國2012年鋼結構建筑獎的帝森克虜伯總部大樓，代表德國近年來鋼結構建筑的一個發(fā)展方向。由于混凝土結構優(yōu)異的防火、隔聲、耐久、經濟實用等性能，以及現(xiàn)代建筑技術能夠成熟地利用混凝土結構優(yōu)異的蓄熱性能，來滿足愈來愈高的建筑節(jié)能和室內舒適度要求，使混凝土或鋼混結構成為德國高層建筑最主要的結構形式。

建筑核心筒和樓板通常采用現(xiàn)澆混凝土形式、梁和柱采用鋼材、鋼混或混凝土形式，以滿足承載、防火、隔聲、熱惰性等綜合技術要求；建筑外墻、隔墻地面、天花等部品則大量采用預制裝配系統(tǒng)。

圖38  帝森克虜伯總部大樓建筑效果1

圖39  帝森克虜伯總部大樓局部1

圖40  帝森克虜伯總部大樓局部2

圖41  帝森克虜伯總部大樓局部3

圖42  帝森克虜伯總部大樓局部4

2014年落成的歐洲央行總部大樓，一定程度上代表了德國高層辦公建筑發(fā)展的特點。項目位于法蘭克福，建筑高度185米。采用雙塔形式，兩棟塔樓之間形成一個巨大的室內中庭，中間用鋼結構設置多層連接平臺，布置綠化和交往空間。建筑結構為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，以滿足承載、防火、隔聲、熱惰性等綜合技術要求；高性能的全玻璃幕墻、隔墻、樓面、天花等采用預制裝配系統(tǒng)。

圖43  法蘭克福歐洲央行總部大樓建筑效果

圖44  法蘭克福歐洲央行總部大樓施工

圖45  法蘭克福歐洲央行總部大樓連廊構件吊裝

圖46  法蘭克福歐洲央行總部大樓示意

4.2.2  預制多層鋼結構建造體系

漢諾威VGH保險大樓采用一種模塊化、多層鋼結構裝配式體系建造。由承重結構、外墻、內部結構和建筑設備組成?；緲嫾簶前?.00mx2.50m，厚度20cm（可加長到10.00m），墻板3.00mx1.25m，厚度15cm。樓板和墻板由U型鋼框架和梯形鋼板構成，表面防火板。樓面地面可采用架空雙層地面構造。 樓板和承重墻板之間采用螺栓固定，并用柔性材料隔絕固體傳聲。

墻板之間可作為窗、門、百葉等。非承重隔墻采用輕鋼龍骨石膏板墻體。

圖47  漢諾威VGH保險大樓效果

圖48  漢諾威VGH保險大樓模型

圖49  漢諾威VGH保險大樓剖面

圖50  漢諾威VGH保險大樓節(jié)點構造1

圖51  漢諾威VGH保險大樓節(jié)點構造2

圖52  漢諾威VGH保險大樓節(jié)點構造3

圖53  漢諾威VGH保險大樓節(jié)點構造4

圖54  漢諾威VGH保險大樓局部1

圖55  漢諾威VGH保險大樓局部2

有特殊要求的多層建筑項目亦有采用預制裝配形式建造。法蘭克福SQUAIRE商業(yè)綜合體內部功能包括商業(yè)零售、餐飲、酒店、辦公等。建筑位于法蘭克福機場高鐵站上方，因為需要橫跨鐵路線，因而建筑整體坐落在鋼絎架之上，為減輕重量，建筑結構進行了多方面優(yōu)化設計。鋼結構和幕墻體系采用工業(yè)化生產現(xiàn)場安裝形式建造。

圖56  德國法蘭克福機場高鐵站

SQUAIRE商業(yè)綜合體效果1

圖57  德國法蘭克福機場高鐵站

SQUAIRE商業(yè)綜合體效果2

圖58  德國法蘭克福機場高鐵站

SQUAIRE商業(yè)綜合體局部效果

圖59  德國法蘭克福機場高鐵站與

SQUAIRE商業(yè)綜合體示意

4.3  預制木結構建造體系     

德國小住宅領域（獨棟和雙拼）是采用預制裝配式建造形式最高的領域，而其中大量采用的是木結構體系。木結構體系之中又細分為木框板結構、木框架結構、層壓實木板材結構三種形式。

4.3.1木框板結構   

承重木框架與抗剪板體是木框板結構建筑的特點。      

框體采用實木，最好是構造用全實木（KVH）形式。板材主要由木材或石膏板材料構成。標準化的木截面和標準化的板材尺寸使加工生產和建造得到優(yōu)化。實木框架和板材有機組合，形成的墻壁、樓板和屋頂結構體系，能夠有效地吸收和承載所有垂直和水平荷載。木框板結構建筑自重輕，保溫層位于木框材料厚度之間，因而建筑顯得輕盈。  

要達到被動房的節(jié)能水平，需要增加外側或內側保溫材料，這一步可以在工廠預先完成。外墻部分可以選擇裝飾木材面板、面磚、或保溫層加涂料等形式。

圖60 現(xiàn)代高效保溫預制木框板墻體結構

圖61  預制木框板結構裝配體系構件生產過程

圖62  用預制木框板結構裝配體系建造的小住宅項目1

圖63  用預制木框板結構裝配體系建造的小住宅項目2

圖64  用預制木框板結構預制裝配體系建造的多層居住建筑

在工廠預制的墻體等板材中，已經預先安裝好建筑的保溫隔熱、隔蒸汽層和氣密層，以及建筑上下水、電氣設備管線、或預留穿線和接口空間。工廠預組裝的組件還包括建筑的外門和窗戶。工地上的工作包括: 建筑上下水管線和電氣線路的連接，瓷磚、地板、粉刷、室內門等。預制裝配建筑，可以保證質量、控制成本，大大縮短了施工周期: 通常在地下室或建筑地面板完成之后五個星期內可入住。  

計算機控制、自動化生產、現(xiàn)代化的生產組織優(yōu)化使工業(yè)化預制木構住宅不斷完善進步。 

預制木結構建筑質量有嚴格保證，每件預制產品在出廠時都有質量檢測合格標識。 

除了小住宅建筑之外，木框板結構在辦公建筑、幼兒園、多層住宅、商業(yè)建筑等領域也有應用。

4.3.2木框架結構

木框架結構體系是指垂直承載的木制柱和水平承載的木制梁組成的木結構體系。木材大多采用工程用高質量的復合膠合木（Brettschichtholz），跨度可達5米。這種工程用復合膠合木，也被用來建造大跨度體育館等建筑。輔助性木結構，如樓板次梁、檁條等則采用構造用實木。

用木框架結構體系建造的房屋，其外墻板也具有保溫隔熱層，隔蒸汽層和氣密層，但木框架結構體系中的內外墻板不承擔任何結構作用。建筑物的抗剪由木制、鋼制斜撐或剛性樓梯間承擔。由于墻體是填充性構件，因而墻體可隨意布置并在未來輕松更改，樓板也可方便設置挑空構造。建筑內部空間靈活流動，開窗位置與面積靈活，采光和景觀好。

圖65  典型木框架結構體系建筑細部

圖66  預制木框架體系構建加工

圖67  預制木框架體系建筑部品在工地進行安裝

圖68  用預制木框架結構體系建造的獨立式小住宅項目1

圖69  用預制木框架結構體系建造的獨立式小住宅項目2

圖70  用預制木框架結構體系建造的獨立式小住宅局部

圖71 用預制木框架結構體系建造的多層居住建筑

圖72  用預制木框架結構體系建造的多層辦公建筑

4.3.3  層壓實木板材結構

層壓實木板材結構建筑近十年來得到快速發(fā)展。實木板材結構采用交叉層壓木材（Brettsperrholz），有很好的結構承載性能，可以加工制成樓板、墻體、屋面板?，F(xiàn)代化的計算機控制切割機床，能夠輕松切割出任何需要的洞口和形狀。層壓實木板材結構不受建筑模數(shù)限制，可以創(chuàng)造出獨特的、純凈的空間，受到建筑師、結構工程師和業(yè)主的青睞。 

層壓實木板材結構，同以上兩種木結構形式一樣，可以在工廠加工預制，到現(xiàn)場組裝。

圖73  層壓實木板材結構建筑

圖74  層壓實木板材結構構件存放

5.  德國裝配式建筑相關統(tǒng)計數(shù)字

5.1  德國裝配式建筑的定義

德國聯(lián)邦統(tǒng)計局（Statistisches Bundesamt）統(tǒng)計數(shù)據(jù)中有裝配式建筑（Fertigteilbau）一項，F(xiàn)ertigteilbau德文詞字面直譯為“預制構件建筑”。

德國聯(lián)邦統(tǒng)計局對裝配式建筑的定義為：一座建筑，當其外墻或內墻、采用了樓層高度的或房間寬度的承重預制構件，稱為裝配式建筑（Ein Bauwerk gilt als Fertigteilbau, wenn geschosshohe oder raumbreite tragende Fertigteile für Au?en- oder Innenw?nde verwendet）。但并沒有對采用裝配式預制構件的比率做出限制。

5.2  裝配式建筑企業(yè)及從業(yè)人員和營業(yè)額情況

根據(jù)德國國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)字，2015.01-11月期間，德國建筑企業(yè)（Bau von Gebaeude,）共2817家，從業(yè)人數(shù)145335，營業(yè)收入 25770百萬歐元。其中裝配式建筑企業(yè) 74家，從業(yè)人數(shù)7078，營業(yè)收入1384百萬歐元。

5.3  德國裝配式建筑占建筑總量的比例  

根據(jù)德國聯(lián)邦統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，德國居住建筑和非居住建筑裝配式占比如表1所示。

表1  德國批準建造的裝配式居住建筑的歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)*

*統(tǒng)計數(shù)字為新建建筑，%值為占新建建筑總量 

資料來源：德國聯(lián)邦統(tǒng)計局

表2  德國批準建造的裝配式非居住建筑歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)*

*統(tǒng)計數(shù)字為新建建筑，%值為占新建建筑總量

資料來源：德國聯(lián)邦統(tǒng)計局

由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可見，德國從1999年到2014年，居住建筑中采用了裝配式建造技術的占比在9.5%--11%，平均值為10.29%； 非居住建筑中采用了裝配式建造技術的占比在42.7—52.7%，平均值為 48.08%。

從事建筑預制裝配式構件生產的就業(yè)人數(shù)及其營業(yè)額分別占建筑行業(yè)相應指標的份額為5.12%和5.37%。

綜合分析數(shù)據(jù)和資料可以看出，德國建筑行業(yè)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計中有裝配式建筑（Fertigteilbau）統(tǒng)計一項，裝配式建筑是指建造中采用了大型預制構件的建筑，但對裝配率沒有硬性規(guī)定。雖然近年來非居住建筑中采用裝配式技術的建筑占比達到48.08%，但從事建筑預制裝配式構件生產企業(yè)的營業(yè)額僅占建筑行業(yè)營業(yè)額的5.37%。

6．德國裝配式建筑發(fā)展對中國的借鑒

6.1  預制混凝土大板建筑的經驗教訓

德國早期預制混凝土大板（PC）建造技術的出現(xiàn)和大規(guī)模應用，主要是為解決戰(zhàn)后時期城市住宅大量缺乏的社會矛盾。用預制混凝土大板建造的衛(wèi)星城、城市新區(qū)深受20世紀初以《雅典憲章》為代表的理想主義現(xiàn)代主義城市規(guī)劃思潮的影響。

《雅典憲章》試圖克服工業(yè)城市帶來的弊病，摒棄建筑裝飾，用工業(yè)化的技術手段，快速解決社會問題，創(chuàng)造一個健康、平等的社會。但人類社會是非常復雜的，城市發(fā)展更是復雜的，由于當時的規(guī)劃指導思想的局限性，建筑過分強調整齊劃一，建筑單元、戶型、建筑構件大量重復使用，造成這類建筑過分單調、僵化、死板，缺乏特色，缺少人性化。有些城區(qū)成為失業(yè)者、外來移民等低收入、社會下層人士集中的地區(qū)，帶來嚴重的社會問題，近年來部分項目被迫大規(guī)模拆除。

圖75  預制混凝土大板建筑單調、死板，缺乏人性化尺度，

帶來嚴重的社會問題，近年來部分項目被迫大規(guī)模拆除

圖76  預制鋼結構多層辦公建筑1

圖77  預制鋼結構多層辦公建筑2

6.2  德國的教訓對中國的借鑒與思考 

中國城市建設的高潮已過去，大量城市建筑需求量接近飽和，沒有依靠混凝土大板技術快速大規(guī)模建設住宅的需求；推動德國混凝土大板建筑大規(guī)模應用的另一個因素是以雅典憲章為代表的早期現(xiàn)代城市規(guī)劃與現(xiàn)代建筑指導思想，發(fā)達國家對此經過深度反省、已基本放棄。因此推動德國當年混凝土大板建設的兩大動因在當今的中國社會都不存在。  

混凝土大板建造體系在人性化城市空間塑造、個性化建筑表現(xiàn)、建筑成本控制、建筑構造技術問題解決等方面都存在嚴重不足，這是混凝土大板體系今天在德國被拋棄的根本原因，這點值得我們深思。中國不應盲目推廣混凝土大板建設體系。特別不應為了追求預制率水平而推廣混凝土大板建設體系。

德國建筑工業(yè)化發(fā)展趨勢

今天德國的建筑業(yè)突出追求綠色可持續(xù)發(fā)展，注重環(huán)保建筑材料和建造體系的應用。追求建筑的個性化。設計精細化。由于人工成本較高，建筑業(yè)領域不斷優(yōu)化施工工藝，完善建筑施工機械、包括小型機械，減少手工操作。建筑上使用的建筑部品大量實行標準化、模數(shù)化。強調建筑的耐久性，但并不追求大規(guī)模工廠預制率。

其建筑產業(yè)化體現(xiàn)在如下方面：  

工廠化：大量構件、部品在工廠生產，減少現(xiàn)場人工作業(yè)、減少濕作業(yè)

工具化：施工現(xiàn)場減少手工操作，工具專業(yè)化、精細化 

工業(yè)化：現(xiàn)代化制造、 運輸、安裝管理，大工業(yè)生產方式   

產業(yè)化：BIM系統(tǒng)的全面應用，全行業(yè)，全產業(yè)鏈的現(xiàn)代化，工業(yè)4.0模式

建造技術方面： 

辦公和商業(yè)建筑的建造技術以鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構、配以各種工業(yè)化生產的幕墻（玻璃、石材、陶版、復合材料）為主。

多層住宅建筑以鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構和砌塊墻體結合，復合外保溫系統(tǒng)、外裝以涂料局部輔以石材、陶板等為主。

聯(lián)排及獨立住宅則有砌體、木結構、少量鋼結構常規(guī)建造體系，以及工業(yè)化生產預制砌體、預制木結構全精裝修產品。

工業(yè)廠房、倉儲建筑成本控制嚴格，以預制鋼結構、混凝土框架結構，配以預制金屬復合保溫板、預制混凝土復合板居多。

建造體系的選擇：

經濟性、審美要求、施工周期、功能性（防火、隔聲、維護、使用改造的靈活性、熱工舒適性…）、環(huán)保與可持續(xù)性等方面的綜合考量是選擇何種建造體系的關鍵。

大部分裝配式建筑，由于重復大量使用相同構件，容易出現(xiàn)單調、廉價的感覺。但通過精細化設計，利用預制裝配式構件，也能夠建設個性鮮明、較高審美水平的建筑。

德國經驗對中國的借鑒與思考：

中國推廣裝配式建筑最主要的目的應是提高建筑產品質量、提高建筑的環(huán)保和可持續(xù)性。建筑產業(yè)化的發(fā)展方向應該是工廠化、工具化、工業(yè)化、產業(yè)化的全面推進。特別應該大幅提高建筑材料、部品、成品的質量標準要求，和生產、建造、安裝過程中的環(huán)保要求。應因地制宜選擇合適的建造體系，發(fā)揮建筑工業(yè)化的優(yōu)勢，達到提升建筑品質和環(huán)保性能的目的。