建筑工业化

工业化建筑与住宅产业化孙南屏教授1目录一、建筑工业化-工业化建筑-住宅产业化二、工业化建筑与住宅产业化的起源与发展三、工业化建筑与住宅产业化的技术四、实例五、住宅产业化图片六、模块化建筑ModularArchitecture七、住宅产业化机构2一、建筑工业化-工业化建筑-住宅产业化建筑业生产活动固有的特点：•建筑产品固定，生产流动，露天作业；•建筑产品多样性、单件性，不定型；•逐一设计，逐一建造；•建筑产品体积庞大、材料零碎；•建造地点分散、施工流动；•费用大、建造时间长；•建筑生产管理一次性，等。（一）建筑工业化的导出3导致：•现代制造技术（例如柔性制造系统）无法在建筑产品生产中应用；•建筑产品生产基本处于手工制作阶段，未跨入现代工业大门；•设计、生产、管理低品质、低效率，高成本,高能耗，高污染;•传统现场施工建造方式受人为因素影响大,工程建设质量严重参差不齐，存在较大的安全和使用上的隐患.可能的发展方向：建筑工业化，住宅制造产业化？4国内混凝土砌块砌筑5一顺一丁砌法6柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(FlexibleManufacturingSystem)，英文缩写为FMS。7指用现代工业的生产方式来建造房屋。内容包括四个方面：1、设计标准化：统一构配件，尽量减少构配件类型，进而形成单元或整个房屋的标准设计。2、构配件生产工厂化：构配件生产集中在工厂进行，逐步做到商品化。3、施工机械化：用机械取代繁重的体力劳动，用机械在施工现场安装构件与配件。4、管理科学化：用科学的方法来进行工程项目管理，避免主观臆断或凭经验管理。设计标准化是实现建筑工业化目标的前提，构配件生产工厂化是建筑工业化的手段，施工机械化是建筑工业化的核心，管理科学化是建筑工业化的保证。（二）建筑工业化8建筑工业化的实质按照最终产品的需要，把与建筑相关的各个方面的工作，组成一个整体，形成不同的建筑体系，做到批量生产、商品经营，也就是用标准化、工厂化、机械化、科学化的成套技术来改造建筑业传统的生产方式，将其转移到现代大工业生产的轨道上来。91、建筑工业化建造技术是建筑业提高工业化水平、提高建造效率的必然趋势。与传统的以现场施工为主的建造方式相比，装配式工业化建造技术体现了工业化社会的建造方式和技术手段，是一种现代的高技术含量的建造方法，具有建造速度快、建设周期短的特点。根据欧洲的统计，传统建造方法每平方米建筑面积需2.25个工日，而预制装配式施工仅用1个工日，可节约人工25%-30%，降低造价约10%-15%，缩短工期30-50%左右。建筑工业化是一个国家建筑业技术和管理水平的综合体现，而装配式工业化建造技术可以降低现场手工操作的劳动量。因此，装配式工业化建造水平从一定程度上体现了一个国家建筑工业化水平的高低。建筑工业化的意义102、建筑工业化建造技术是提高建筑业建造质量的重要手段目前，国内建筑业发展迅速，但现有工程建设质量严重参差不齐，存在较大的安全和使用上的隐患，受人为因素影响较大的传统现场施工建造方式是造成这一问题的主要原因。采用装配式工业化建造技术，将绝大部分构件、部品甚至节点和连接件在工厂工业化预制，现场采用流程化、工法化的连接、安装技术，可以不受建造季节气候影响，大幅提高部品的制作质量，稳定结构的整体建造技术水平，保障结构的整体建造质量。113、发展建筑工业化建造技术是建筑业实现“四节一环保”、低碳发展的有效途径建筑业是国民经济的支柱产业，其就业容量大、产业关联度高，全社会50％以上固定资产投资都要通过建筑业才能形成新的生产能力或使用价值，建筑业增加值约占国内生产总值的7%。另一方面，中国的建筑能耗占到国家全部能耗的32%，已经成为国家最大的单项能耗行业。采用装配式工业化建造技术的建筑，可以节约资源和材料，减少现场施工对场地的需求，减少建筑垃圾、减少建筑施工对环境的不良影响。要实现国家和各地方政府目前既定的建筑节能减排目标，达到更高的节能减排水平、实现全寿命过程的低碳排放综合技术指标，发展装配式工业化建造建筑产业是一个有效途径。“四节一环保”：节能、节地、节水、节材和环境保护12（三）工业化建筑适合用现代工业化方法生产的建筑（体系）。主要类型：①装配式建筑，包括砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑、升板建筑等。装配式建筑的构件（如墙板、楼板、屋面板和梁、柱以及盒子等），主要为混凝土制品，构件制作简单，适于大批量生产，受气候制约小，施工效率高,产品质量好。②工具式模板建筑,用模数制灵活模板、大模板、台模、隧道模和滑升模板等现场浇注的钢筋混凝土建筑。模板使用灵活，适应性强，结构整体性好，施工进度快。13（四）建筑工业化的最佳切入点-住宅工业化•各类建筑中，住宅建筑占绝大部分；•住宅建筑结构相对简单，功能统一，内部分隔有规律，易于统一构配件，减少构配件类型，形成标准化设计；•住宅建筑批量建造，易于构配件集中工厂化生产和现场机械化施工；•住宅建筑标准统一，易于科学化管理。各类建筑中，住宅建筑最宜、最易实现工业化建设14（五）住宅工业化-住宅产业化住宅产业化：•采用社会化大生产的方式进行住宅生产和经营的组织形式。•就是以住宅市场需求为导向，以建材、金属加工等行业为依托，以工厂化生产各种住宅构配件、半成品、成品，然后现场装配为基础，以人才科技为手段，通过将住宅生产全过程的设计、构配件生产、施工建造、销售和售后服务等诸环节结为一个完整的产业系统，从而实现住宅产供销一体化的生产经营组织方式。15住宅产业化特点住宅产业化体现在四个方面：1、住宅建筑标准化；2、住宅建筑工业化；3、住宅生产经营一体化；4、协作服务社会化。住宅产业化与传统的住宅投资、开发、设计、施工、售后服务分离的生产经营方式相比，住宅产业化以住宅这种最终产品为目标，采用一体化经营的方式使各生产要素完美地组合起来，减少中间环节，优化资源配置，通过工厂化生产提高构配件的质量和生产能力，从而减少现场湿作业，简化现场操作，改善工作条件，提高住宅质量和性能，降低劳动强度，提高劳动生产率。16产业化工厂化：主要结构构件、部品在工厂里进行生产工具化：施工现场的工厂化，不具备工厂化条件的时候就工具化工业化：发挥工厂生产的优势，对住宅生产全过程（采购、设计、工厂生产、物流、施工、售后服务）实施质量管理系统,进行合理化生产。产业化：全行业、产业链（整体）的现代化工业化工厂化工具化17二、工业化建筑与住宅产业化的起源与发展•工业革命导致城市化急速发展•二战后城市住宅需求量大•人民群众的生活环境加剧恶化大批生产的住宅。如果房子也像汽车底盘一样工业化地成批生产，……——现代建筑大师[法]勒•柯布西耶《走向新建筑》18在工业化革命最早发展的英国，1866年伦敦的居住调研显示：住10-12人的有7间房子，住13人和住16人的分别有3间房子，住17人和18人的分别有1间房子。1910年甚至还出现了夜店—在店里拉起一根绳子，大家坐成一排趴在绳子上睡觉。二战后，因为战争破坏房屋减少，加上军人复员，导致住宅需求激增。在这种背景下，现代建筑大师，像勒•柯布西耶等人提出大批生产住宅的方法。日本的丰田房屋更明确提出像造汽车一样造房子，日本丰田住宅生产的钢结构独栋住宅，安装起来只需要1天。中国停止福利分房以后，住宅需求一直持续膨胀。主要是因为：一、城市居民改善居住条件的需求巨大；二、中国的城市化进程在加速，越来越多的农民涌向城市。19伦敦的夜店（图片来源：《欧洲风化史：资产阶级时代》）20像造汽车一样造房子冲压车间焊接车间涂装车间总装车间卷钢型钢油漆设备+零部件汽车产品构件预制（工厂）现场装配住宅产品21（一）美国工业化住宅的发展1950年-1970年代在汽车房屋的基础上开始了以居住为主要目的的可移动房屋的开发。20世纪50年代后，人口大幅增长，军人复员，移民涌入，美国出现了严重的住房短缺，同时军队和建筑施工队也急需简易住宅。这种情况下，许多业主开始购买旅行拖车作为住宅使用。可以说旅行拖车是美国工业化住宅的雏形。221970年代-至70年代中期，人们对这类住宅的要求不断提高——面积更大、功能更全、外形更为美观，最重要的是更为安全、耐用、节能。•1976年，美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案，（NationalManufacturedHousingConstructionandSafetyAct），同年开始由HUD（Departmentof）HousingandUrbanDevelopment美住房和城市发展部负责出台一系列严格的行业规范标准，一直沿用到今天。•除了注重质量,现在的工业化住宅更加注重提升美观、舒适性及个性化，许多工业化住宅的外观与非工业化住宅外观差别无几。•新的技术不断出台，节能方面也是新的关注点。•美国的工业化住宅经历了从追求数量到追求质量的阶段性转变。23美国工业化住宅现状木结构住宅钢结构住宅24美国1997年新建住宅147.6万套，其中低层住宅为113万套，而木结构低层住宅数量为99万套，其他的为钢结构低层住宅。据美国工业化住宅协会2001年度估计，2200万的美国人居住在1000多万套工业化住房里。2001年,工业化住宅在美国占现有住宅总量的7%。2007年美国工业化住宅产业预计为118亿美元。目前在美国，每16个人中就有1个人居住的是工业化住宅。在美国，工业化住宅已成为非政府补贴的经济适用房的主要形式——因为其成本还不到非工业化住宅的一半。在低收入人群、无福利的购房者中，工业化住宅是一个住房主要来源。美国的工业化住宅类型选择了木结构和钢结构是取决于他们的传统居住习惯的。25（二）日本PC技术的发展1955-1965年：开发期1956年：２层建筑壁式PCa住宅。在高度经济成长期、中层壁式PCa住宅（５层以下）大量建设。另外民营建设业者也开发了中层壁式PCa住宅。1965-1975年：最盛期1970年：公团HPC工法所使用的１４层建高层住宅工业化工法的开发。开始建造１４层的高层工业化住宅。但是,1973年的第一次石油危机以后,由于土地不足使住宅小区小型化,同时由于需求的多样化、高级化，中层壁式PCa造住宅急速减少。预制混凝土（PrecastConcrete)表记为PC；在日本表记为PCa；原因：为与预应力混凝土（PrestressedConcrete）的缩写区别。26壁式PCA造住宅27HPC工法概要281970年：住宅公团HPC(预制混凝土高层结构)工法被应用到14层的高层住宅开发。开始建造１４层的高层工業化住宅。1975~：展开期1975年开始实施钢筋混凝土构造的PCA化,RPC(预制混凝土框架结构)施工法被开发实施。预制大板式工法也向RPC工法转化，而且RPC工法也逐渐从多层向高层、超高层的应用发展。为了解决超高层建筑预制柱断面过大的问题，高强混凝土及高强钢筋开始被应用到实际工程。29高强度柱PCA构法30日本住宅产业发展趋势独立住宅的比例趋向减小，高层集合住宅逐渐增加新設住宅戸数（構造別）0204060801001201401601802001966196819701972197419761978198019821984198619881990199219941996199820002002万戸その他コンクリートブロック造鉄骨造鉄筋コンクリート造鉄骨鉄筋コンクリート造木造新設住宅（たて方別）0204060801001201401601802001960196219641966196819701972197419761978198019821984198619881990199219941996199820002002万戸0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%総計一戸建一戸建比率58.40%41.60%集合住宅独户住宅2002年日本全国预制独户和集合住宅的比例31土地价格的上涨和家族化、面积狭窄的独立住宅逐渐增加等原因，导致共同住宅的占有比例逐渐增加。以房地产投资为目的的集