关键词：装配式建筑； 装配率； 新材料； 住宅个性化； 农村住房建设；
Development Process of German Preabricated Buildings and Its Inspiration to China
Abstract:German prefabricated buildings have gone through three stages, large-scale buildings, modular buildings and light-duty small houses. The process gives the inspiration that the development of prefabricated buildings in China must not only increase the assembly rate, but also lay emphasis on the use of new materials, the demand for residential, personalization and the construction of rural housing to improve building quality.It can offer some references for the engineering in China.
Keyword:prefabricated buildings; assembly rate; new materials; residential personalization; rural housing construction;
0、引言
为加快建筑业的转型升级， 减少建筑的施工污染、实现环境友好可持续发展， 《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》明确提出要推进建筑产业现代化， 并从四个方面入手， 其中第一条就是推广智能和装配式建筑[1].四川省政府印发的《关于推进建筑产业现代化发展的指导意见》， 要求到2020年， 全省基本形成适应建筑产业现代化的市场机制和发展环境， 在房屋、桥梁、水利、铁路等建设中积极推进建筑产业现代化。装配率达到30%以上的建筑， 占新建建筑的比例达到30%[2].
装配式建筑这个概念来源于西方， 随西方工业革命而出现。工业革命让造船、汽车生产效率大幅提升， 实行工厂预制、现场机械装配， 逐步形成了装配式建筑的雏形。二战后， 随着居住房屋需求量骤然增大， 劳动力严重短缺， 使得装配式建筑得以快速发展。
本文作者曾于2017年8月赴德国考察装配式建筑发展， 通过对德国装配式建筑走过的几个历程进行梳理和分析， 提出在我国发展装配式建筑的几点建议。
1、德国装配式建筑的发展历程
1.1 大板建筑阶段
大板建筑指以钢筋混凝土为主要材料， 集中预制混凝土构件并进行现场安装的建筑， 一般尺寸和自重较大。
世界上最早的大板建筑是1926-1930年间在柏林建造的战争伤残军人住宅区。该项目采用预制混凝土多层复合板材构件， 构件最大重量达到7t.德国在二战期间建设的装配式建筑包括高层酒店、住宅、多层大跨度的教学楼等， 至今仍然发挥着重要的作用。在达姆施塔特工业大学一幢教学楼， 于1961年建成， 共5层， 全预制结构。节点主要采用干连接方式， 类似木结构的榫卯连接， 槽型梁与柱连接， 槽型板与梁连接。连接位置保持裸露， 很有后工业时代的风格。
但是， 目前德国已经很少采用这种大板建筑了。创建于1909年的MATTIG LINDNER公司， 主营混凝土预制构件， 拥有一条全自动的混凝土浇筑流水线， 年营业额3000万， 其工厂建在德国与波兰交界附近， 其预制构件产品主要销往东欧国家。
1.2 模块化建筑
模块化建筑采用木结构或钢结构作为骨架， 将卧室、客厅、厨房、卫生间等按照设计需求并结合相关模数尺寸订制为一系列功能性模块 （包括厨房和卫生间的水电） , 像一个个的集装箱直接运到工地现场， 通过预埋件的拼插焊接拼接成一栋建筑。
实例之一是欧洲银行下属幼儿园， 采用木结构， 纵向做墙横向做窗。将已安装好所有设施的整体化的厕所直接运到现场进行安装。17天时间完成搭建预制构件的工作， 另花一个多月将门窗及外墙铝合金装饰板安装完毕， 节约了20%的费用， 减少了碳排放。实例之二是Eichbuschallee学生宿舍， 整个建筑采用考登钢 （corten A） 钢材 （一种CU-P系抗大气腐蚀钢） 作为主材， 通过预留钢板焊接， 而走廊和楼梯采用普通钢结构。
这两个建筑通过采用整体的厨卫系统， 将设备、管线、功能有机地结合为一个整体。单位住宅的底盘一次性模压成型， 杜绝渗漏， 排水立管设置在公共部分， 在室内采用同层排水技术， 减少排水噪音， 检修方便。
1.3 轻型小住宅
目前， 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多的领域。这类轻型小住宅， 多以钢结构或木结构作为主体结构， 墙体和屋面采用玻璃、塑料、木材等轻型美观的材料， 轻型、舒适、环保、美观， 能满足住户的个性化需求。2015年， 小住宅在德国达到16%, 1月至7月独栋或双拼式住宅新开工建设总量较前一年同期增长1.8%, 而其中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[3].
位于法兰克福巴特菲尔伯尔小镇的德国工业制造成品住房展览展示了69种不同面积、不同造型和材质的小住宅。就像一个小住宅的超市， 顾客可以一家一家地逛， 与设计师交流， 甚至住下来体验， 然后再决定购买。
2、德国装配式建筑发展历程分析
德国的建筑走过了批量生产到个性化定制、从钢筋混凝土森林到木结构的里程， 而德国的装配式建筑， 走过了从大板建筑到模块化建筑再到混合结构的小住宅这样一条道路。二战之后， 德国很多城市在废墟上重建， 工期紧张， 同时也存在成本控制的问题， 大板建筑正是在这样的背景下发展起来的。至今在德国还可以看到那个时代留下的建筑， 以钢筋混凝土的高层、大体量建筑为主。
在这一轮高速发展之后， 德国对于老旧建筑， 很少全面拆除重建， 而是重视翻新加固；新建建筑呈现出注重个性、注重功能和环保的特点， 较多地使用木材和金属， 其生产、连接的装配化程度高于大板结构；对于学生宿舍、难民营、廉租房等个性化需求较低的建筑， 采用模块化建筑， 其装配率也在大板结构之上。前文提到的欧洲银行幼儿园， 甚至是在匈牙利生产再运到法兰克福安装的。
3、发展装配式建筑应注重保障建筑品质
近年来， 在国家的多重政策推动下， 装配式建筑已成为大势所趋。装配式建筑在质量管理、成本控制、建筑工期等方面的优势较为明显， 各级主管部门都提出了装配化率的具体目标。但是， 提升装配率也不能盲目追求数字上的提升， 而应注意到建筑品质的保障。
3.1 装配式建筑发展历程中应注重新材料的运用
国内目前大体量、高层建筑较多， 采用构件预制、现场连接的大板建筑方式是有必要的， 但是装配式建筑采用的建筑材料面临革新的问题。一是装配式建筑涉及运输、吊装等诸多环节， 材料的轻质是关系到建筑成本、劳动者安全的非常重要的因素；二是国内土木工程连续多年的高速发展， 已经出现了砂石材料短缺的现象， 加上环保标准的提高， 很多江河沿岸禁止采砂， 预制大型混凝土构件会受到材料供给方面的制约。加强新型材料的研究和运用在装配式建筑发展过程中应引起重视。
3.2 装配式建筑发展历程中应注意住宅个性化需求
我国目前还处在城市化进程中， 住宅刚需还比较旺盛， 住房需求主要是立住脚、住得下的问题。但随着城乡居民生活水平的提高， 必然会像德国一样， 在住房上个性化需求上逐渐提高， 这种整齐划一的混凝土预制构件住宅经过一个高位发展后， 需求必然会降低。因此， 在提升装配率的同时， 应加快发展SI住宅， 将住宅实体分成结构、设备等不可改变的支撑体 （S） 和可以随住户需求变化而改变的填充体 （I） , 满足不同家庭、不同人群的个性化需求， 提高住宅的使用品质[4].
3.3 装配式建筑推广应重视农村住房建设
农村住房建设目前还是装配式建筑的一个处女地。借鉴德国经验， 在各地结合当地建筑材料特点和民风民俗， 以集中招标的方式， 为农民自建房提供若干风格和样式的设计方案， 集中生产各个部件。农民可以像挑选衣服、家具一样挑选自己未来的家， 选中之后， 公司将车间集中预制的构件运送到现场安装并交付使用。这样的措施不仅可以提升装配率， 还可以解决我国目前农村住房建设监管不到位， 建房靠经验、工人靠拼凑、安全靠运气和无资质、无专业、无监管现象[5].
4、结语
在目前大力发展装配式建筑的背景下， 我们应该保持冷静， 从德国大板建筑的退出， 轻型装配式结构、模块化建筑的发展趋势中看到装配式建筑的长远发展， 因地制宜选择合适的建造体系， 发挥装配式建筑的优势， 达到提升建筑品质和环保节能的目的， 而不是盲目追求预制率水平。
参考文献
[1]国务院办公厅。国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见[EB/OL].[2017-02-24].
[2]四川省人民政府关于推进建筑产业现代化发展的指导意见[Z].2016
[3]卢求。德国装配式建筑发展深度分析报告 （2017版） [EB/OL].[2017-10-09].
[4]柴成荣， 吕爱民。SI住宅体系下的建筑设计[J].住宅科技， 2011, 31 （1） :39-42.
[5]张勤彬， 邱冬梅， 阚罗， 等。新农村建筑施工安全现状及对策研究[J].城市住宅， 2016, 23 （7） :143-144.