中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有限公司副總工程師 顧泰昌
預(yù)制裝配式建筑即集成房屋是將建筑的部分或全部構(gòu)件在工廠預(yù)制完成，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場將構(gòu)件通過可靠的連接方式組裝而建成的房屋。在歐美及日本被稱作產(chǎn)業(yè)化住宅或工業(yè)化住宅。
預(yù)制裝配式房屋主要分為三大開發(fā)模式
● 預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
● 輕鋼結(jié)構(gòu)
● 預(yù)制集裝箱房屋
具體來說：
（1）預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)
制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是以預(yù)制混凝土構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)裝配、連接，結(jié)合部分現(xiàn)澆而形成的混凝土結(jié)構(gòu)。PC構(gòu)件是以構(gòu)件加工企業(yè)工廠化制作而形成的成品混凝土構(gòu)件。PC 住宅具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、降低成本、提供住宅功能及性能等諸多優(yōu)勢。
（2）輕鋼結(jié)構(gòu)
輕鋼房屋具有自重輕、跨度大、抗風(fēng)抗震性能好、保溫隔熱、隔聲等各項指標(biāo)卓越的特點，是一種高效、節(jié)能、環(huán)保、符合可持續(xù)發(fā)展方針的綠色建筑體系。適用于別墅、多層住宅、度假村等民用建筑及建筑加層、屋頂平改坡等。可預(yù)拼裝墻體包括事先安裝好的外墻圍護、保溫和窗戶。
（3）預(yù)制集裝箱房屋
以集裝箱為基本模塊，采用制造模式，在工廠內(nèi)以流水線制造完成各模塊的結(jié)構(gòu)建造和內(nèi)部裝修后再運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場，按不同的用途與功能快速組合成風(fēng)格各異的房屋建筑。
國內(nèi)外裝配式建筑現(xiàn)狀
（1）美國裝配式建筑
美國在上世紀(jì) 70 年代能源危機期間開始實施配件化施工和機械化生產(chǎn)。美國城市發(fā)展部出臺了一系列嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一直沿用至今，并與后來的美國建筑體系逐步融合。美國城市住宅結(jié)構(gòu)基本上以工廠化、混凝土裝配式和鋼結(jié)構(gòu)裝配式為主，降低了建設(shè)成本，提高了工廠通用性，增加了施工的可操作性。
總部位于美國的預(yù)制與預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會 PCI 編制的《PCI 設(shè)計手冊》，其中就包括了裝配式結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分。該手冊不僅在美國，而且整個國際上也是具有非常廣泛的影響力的。從 1971 年的第一版開始，PCI 手冊已經(jīng)編制到了第 7 版，該版手冊與 IBC 2006、ACI 318-05、ASCE 7-05等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)。除了 PCI 手冊外，PCI 還編制了一系列的技術(shù)文件，包括設(shè)計方法、施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制等方面。
（2）歐洲裝配式建筑
法國 1891 年就已實施了裝配式混凝土的構(gòu)建，迄今已有 130 年的歷史。法國建筑工業(yè)化以混凝土體系為主，鋼、木結(jié)構(gòu)體系為輔，多采用框架或板柱體系，并逐步向大跨度發(fā)展。近年來，法國建筑工業(yè)化呈現(xiàn)的特點是：
(1) 焊接連接等干法作業(yè)流行 ;
(2) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與設(shè)備、裝修工程分開，減少預(yù)埋，使得生產(chǎn)和施工質(zhì)量提高 ;
(3) 主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式框架結(jié)構(gòu)體系，裝配率達到 80%，腳手架用量減少 50%，節(jié)能可達到 70%。
德國的裝配式住宅主要采取疊合板、混凝土、剪力墻結(jié)構(gòu)體系，剪力墻板、梁、柱、樓板、內(nèi)隔墻板、外掛板、陽臺板等構(gòu)件采用構(gòu)件裝配式與混凝土結(jié)構(gòu)，耐久性較好。眾所周知，德國是世界上建筑能耗降低幅度發(fā)展最快的國家，直至近幾年提出零能耗的被動式建筑。從大幅度的節(jié)能到被動式建筑，德國都采取了裝配式的住宅來實施，這就需要裝配式住宅與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)相互之間充分融合。
瑞典和丹麥早在 20 世紀(jì) 50 年代開始就已有大量企業(yè)開發(fā)了混凝土、板墻裝配的部件。目前，新建住宅之中通用部件占到了 80%，既滿足多樣性的需求，又達到了 50% 以上的節(jié)能率，這種新建建筑比傳統(tǒng)建筑的能耗有大幅度的下降。
丹麥?zhǔn)且粋€將模數(shù)法制化應(yīng)用在裝配式住宅的國家，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)即以丹麥的標(biāo)準(zhǔn)為藍本編制。故丹麥推行建筑工程化的途徑實際上是以產(chǎn)品目錄設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)的體系，使部件達到標(biāo)準(zhǔn)化，然后在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)多元化的需求，所以丹麥建筑實現(xiàn)了多元化與標(biāo)準(zhǔn)化的和諧統(tǒng)一。
1975 年，歐洲共同體委員會決定在土建領(lǐng)域?qū)嵤┮粋€聯(lián)合行動項目。項目的目的是消除對貿(mào)易的技術(shù)障礙，協(xié)調(diào)各國的技術(shù)規(guī)范。在該聯(lián)合行動項目中，委員會采取一系列措施來建立一套協(xié)調(diào)的用于土建工程設(shè)計的技術(shù)規(guī)范，最終將取代國家規(guī)范。1980 年產(chǎn)生了第一代歐洲規(guī)范，包括EN 1990—EN 1999（歐洲規(guī)范 0—歐洲規(guī)范 9）等。1989年，委員會將歐洲規(guī)范的出版交予歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會，使之與歐洲標(biāo)準(zhǔn)具有同等地位。其中 EN 1992-1-1（歐洲規(guī)范2）的第一部分為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)則和對建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則，是由代表處設(shè)在英國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會的《歐洲規(guī)范》技術(shù)委員會編制的，另外還有預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量控制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如《預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》EN 13369等。
總部位于瑞士的國際結(jié)構(gòu)混凝土協(xié)會 FIB 于 2012 年發(fā)布了新版的《模式規(guī)范》MC 2010。模式規(guī)范 MC90 在國際上有非常大的影響，經(jīng)歷 20 年，匯集了 5 大洲 44 個國家和地區(qū)的專家的成果，修訂完成了 MC 2010。相較于MC 90，MC 2010 的體系更為完善和系統(tǒng)，反映了混凝土結(jié)構(gòu)材料的最新進展及性能優(yōu)化設(shè)計的新思路，將會起到引領(lǐng)的作用，為今后的混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范的修訂提供一個模式。MC 2010 建立了完整的混凝土結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計方法，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工、運行及拆除等階段。此外，F(xiàn)IB 還出版了大量的技術(shù)報告，為理解模式規(guī)范 MC 2010 提供了參考，其中與裝配式混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的技術(shù)報告，涉及了結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、連接節(jié)點等設(shè)計的內(nèi)容。
（3）日本裝配式建筑
日本1968 年提出裝配式住宅的概念。在1990 年的時候，他們采用部件化、工廠化生產(chǎn)方式，高生產(chǎn)效率，住宅內(nèi)部結(jié)構(gòu)可變，適應(yīng)多樣化的需求。而且日本有一個非常鮮明的特點，從一開始就追求中高層住宅的配件化生產(chǎn)體系。這種生產(chǎn)體系能滿足日本的人口比較密集的住宅市場的需求，更重要的是，日本通過立法來保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，在裝配式住宅方面制定了一系列的方針政策和標(biāo)準(zhǔn)，同時也形成了統(tǒng)一的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，解決了標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)和多樣化需求這三者之間的矛盾。
日本的標(biāo)準(zhǔn)包括建筑標(biāo)準(zhǔn)法、建筑標(biāo)準(zhǔn)法實施令、國土交通省告示及通令、協(xié)會（學(xué)會）標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，涵蓋了設(shè)計、施工等內(nèi)容，其中由日本建筑學(xué)會 AIJ 制定的裝配式結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指南。1963 年成立日本預(yù)制建筑協(xié)會在推進日本預(yù)制技術(shù)的發(fā)展方面做出了巨大貢獻，該協(xié)會先后建立 PC 工法焊接技術(shù)資格認(rèn)證制度、預(yù)制裝配住宅裝潢設(shè)計師資格認(rèn)證制度、PC 構(gòu)件質(zhì)量認(rèn)證制度、PC 結(jié)構(gòu)審查制度等，編寫了《預(yù)制建筑技術(shù)集成》叢書，包括剪力墻預(yù)制混凝土（W-PC）、剪力墻式框架預(yù)制鋼筋混凝土（WR-PC）及現(xiàn)澆同等型框架預(yù)制鋼筋混凝土（R-PC）等。
（4） 新加坡裝配式建筑
新加坡開發(fā)出 15 層到 30 層的單元化的裝配式住宅，占全國總住宅數(shù)量的 80% 以上。通過平面的布局，部件尺寸和安裝節(jié)點的重復(fù)性來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化以設(shè)計為核心設(shè)計和施工過程的工業(yè)化，相互之間配套融合，裝配率達到70%。
目前國內(nèi)裝配式建筑發(fā)展較好的城市
沈陽：標(biāo)準(zhǔn)配套齊全，引進的技術(shù)論證嚴(yán)謹(jǐn)， 結(jié)構(gòu)類型品種較多，構(gòu)件廠設(shè)備自動化程度高。完成了《預(yù)制混凝土構(gòu)件制作與驗收規(guī)程》等 9 部省級和市級地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
北京、上海：有政府出臺配套優(yōu)惠政策作保證，標(biāo)準(zhǔn)配套基本齊全，部分裝配的剪力墻結(jié)構(gòu)的技術(shù)成熟。北京出臺了混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化住宅的設(shè)計、質(zhì)量驗收等 11 項標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)管理文件；上海已出臺 5 項且正在編制 4 項地方標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)管理文件。
深圳：工作開展的較早，裝配式建筑面積較多，構(gòu)件質(zhì)量高，編制了產(chǎn)業(yè)化住宅模數(shù)協(xié)調(diào)等 11 項標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
江蘇：結(jié)構(gòu)體系品種齊全，部品的工業(yè)化工作同時開展。合肥：近年來政府推動力度較大。
裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)（部分）
工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50002-2013
工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50005-2003 及局部修訂
工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB/T50708-2012
工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50206-2012
工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB/T50772-2012
工程建設(shè)國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50329-2012
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑物的性能標(biāo)準(zhǔn) 預(yù)制混凝土樓板的性能試驗 在集中荷載下的工況》 GB/T 24497-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土肋形屋面板》 GB/T16728-2007
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《疊合板用預(yù)應(yīng)力混凝土底板》 GB/T16727-2007
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土空心板》 GB/T 14040-2007
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《鄉(xiāng)村建設(shè)用混凝土圓孔板和配套構(gòu)件》GB 12987-2008
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《灰渣混凝土空心隔墻板》 GB/T23449-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑隔墻用保溫條板》 GB/T 23450-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑用輕質(zhì)隔墻條板》 GB/T 23451-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑用金屬面絕熱夾芯板》 GB/T23932-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土大板間有連接筋并用混凝土澆灌的鍵槽式豎向接縫 實驗室力學(xué)試驗 平面內(nèi)切向荷載的影響》 GB/T 24496-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《承重墻與混凝土樓板間的水平接縫 實驗室力學(xué)試驗 由樓板傳來的垂直荷載和彎矩的影響》 GB/T 24495-2009
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑墻板試驗方法》 GB/T 30100-2013
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《建筑門窗洞口尺寸協(xié)調(diào)要求》 GB/T30591-2014
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅衛(wèi)生間功能及尺寸系列》 GB/T11977-2008
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅廚房及相關(guān)設(shè)備基本參數(shù)》 GB/T11228-2008
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅部品術(shù)語》 GB/T 22633-20082.
現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《住宅廚房模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T262-2012
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《住宅衛(wèi)生間模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T263-2012
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)制帶肋底板混凝土疊合樓板技術(shù)規(guī)程》JGJ/T258-2011
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術(shù)規(guī)程》JGJ227-2011
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ224-2010
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土預(yù)制拼裝塔機基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》JGJ/T197-2010
工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)程》JGJ209-2010
行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅輕鋼裝配式構(gòu)件》JG/T182-2008
行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅內(nèi)用成品樓梯》JG/T405-2013
行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅整體衛(wèi)浴間》JG/T183-2011
行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《住宅整體廚房》JG/T184-2011
裝配式建筑存在的問題
（1）技術(shù)體系仍不完備
目前行業(yè)發(fā)展熱點主要集中在裝配式混凝土剪力墻住宅，框架結(jié)構(gòu)及其他房屋類型的裝配式結(jié)構(gòu)發(fā)展并不均衡，無法支撐整個預(yù)制混凝土行業(yè)的健康發(fā)展。目前國內(nèi)裝配式剪力墻住宅大多采用底部豎向鋼筋套筒灌漿或漿錨搭接連接，邊緣構(gòu)件現(xiàn)澆的技術(shù)處理，其他技術(shù)體系研究尚少，應(yīng)進一步加強研究。
（2）裝配式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)性研究不足
國內(nèi)裝配式剪力墻，鋼筋豎向連接、夾心墻板連接件兩個核心應(yīng)用技術(shù)仍不完善。作為主流的裝配剪力墻豎向鋼筋連接方式，套筒灌漿連接相當(dāng)長一段時間內(nèi)作為一種機械連接形式應(yīng)用，但在接頭受力機理與性能指標(biāo)要求、施工控制、質(zhì)量驗收等方面對三種材料（鋼筋、灌漿套筒、灌漿料）共同作用考慮不周全。夾心墻板連接件是保證“三明治”夾心保溫墻板內(nèi)外層共同受力的關(guān)鍵配件。連接件產(chǎn)品設(shè)計不僅要考慮單向抗拉力，還要承受夾心墻板在重力、風(fēng)力、地震力、溫度等作用下傳來的復(fù)雜受力，且長期老化、熱漲收縮等性能要求很高，還需進一步加強研究。
（3）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐不夠
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在建筑預(yù)制裝配化發(fā)展的初期階段其重要性已被全行業(yè)所認(rèn)同。但由于建筑預(yù)制裝配化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏基礎(chǔ)性研究與足夠的工程實踐，使得很多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍處于空白，亟需補充完善。
