日本：裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化批量化多樣化

文 / 張 辛 劉國維 張慶陽

日本裝配式建筑處于世界先進(jìn)水平。1968年，日本提出裝配式住宅的概念。1990年代，他們采用部件化、工廠化生產(chǎn)方式，以高生產(chǎn)效率、住宅內(nèi)部結(jié)構(gòu)可變、適應(yīng)住宅多樣化需求的策略加速發(fā)展。日本裝配式建筑有一個非常鮮明的特點，即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)，逐步形成了統(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，進(jìn)入良性循環(huán)的發(fā)展軌道。

推動裝配式建筑發(fā)展主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

大力推動住宅標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。早在1969年，日本政府就制定了《推動住宅產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化五年計劃》，開展材料、設(shè)備、制品標(biāo)準(zhǔn)、住宅性能標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)材料安全標(biāo)準(zhǔn)等方面的調(diào)查研究工作，并依靠各有關(guān)協(xié)會加強(qiáng)住宅產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作。據(jù)統(tǒng)計，1971年至1975年，僅制品業(yè)的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）就制定和修訂了115條，占標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)187條的61%。1971年2月通產(chǎn)省和建設(shè)省聯(lián)合提出“住宅生產(chǎn)和優(yōu)先尺寸的建議”，對房間、建筑部品、設(shè)備等優(yōu)先尺寸提出建議。建設(shè)省于1979年提出了住宅性能測定方法和住宅性能等級的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化工作是企業(yè)實現(xiàn)住宅產(chǎn)品大批量社會化商品化生產(chǎn)的前提，極大推動了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

建立優(yōu)良住宅部品（BL）認(rèn)定制度。該審定制度于1974年7月建立，所認(rèn)定的住宅部品由建設(shè)省以建設(shè)大臣的名義頒布。1987年5月以后，建設(shè)省授權(quán)住宅部品開發(fā)中心進(jìn)行審定工作。住宅部品認(rèn)定中心對部品的外觀、質(zhì)量、安全性、耐久性、使用性、易施工安裝性、價格等進(jìn)行綜合審查，公布合格的部品，粘貼“BL部品”標(biāo)簽，有效時間為五年。經(jīng)過認(rèn)定的住宅部品，政府強(qiáng)制要求在公營住宅中使用，同時也受到市場的認(rèn)可并普遍被采用。優(yōu)良住宅部品認(rèn)定制度建立，逐漸形成了住宅部品優(yōu)勝劣汰的機(jī)制。這是一項極具權(quán)威的制度，是推動住宅產(chǎn)業(yè)和住宅部品發(fā)展的一項重要措施。

建立住宅性能認(rèn)定制度。為了保證工業(yè)化住宅的性能質(zhì)量，使業(yè)主清楚工業(yè)化住宅質(zhì)量情況，保護(hù)購房者的利益，建設(shè)省于上世紀(jì)70年代中期開始實行工業(yè)化住宅性能認(rèn)定。目前已制定了《工業(yè)化住宅性能認(rèn)定規(guī)程》，其目的是為購房者選擇住宅提供參考，并保證他們獲得更大的利益。

實行住宅技術(shù)方案競賽制度。日本將實行住宅技術(shù)方案競賽制度作為促進(jìn)技術(shù)開發(fā)的一項重要措施和方式。從上世紀(jì)70年代初起，圍繞不同的技術(shù)目標(biāo)，多次開展技術(shù)方案競賽。通過一系列的技術(shù)方案設(shè)計比賽，不僅實現(xiàn)了住宅的大量生產(chǎn)和大量供給，而且調(diào)動了企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)的積極性，滿足了客戶對住宅的多樣化需求。

以批量化規(guī)模發(fā)展裝配式建筑

協(xié)會、社團(tuán)發(fā)揮重要作用推動批量化。日本預(yù)制建筑協(xié)會成立于1963年，由日本交通建設(shè)省和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省主管，為一般社團(tuán)法人，設(shè)有總會、理事會、項目管理委員會，下設(shè)6個分會和1個事務(wù)所：預(yù)制建筑分會、標(biāo)準(zhǔn)建筑分會、公共關(guān)系分會、教育分會、保險與擔(dān)保推進(jìn)分會和一級建筑師事務(wù)所協(xié)會。從1988年開始，對PC構(gòu)件生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)證。

借助保障性住房大規(guī)模發(fā)展契機(jī)發(fā)展裝配式建筑。上世紀(jì)50年代以來，長期堅持多途徑多方式多措施推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，發(fā)展裝配式建筑。2015年日本國土交通省數(shù)據(jù)：在新建建筑中，按照結(jié)構(gòu)類型劃分，木結(jié)構(gòu)建筑占比41.4%，鋼結(jié)構(gòu)建筑占比37.9%，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑占比20.1%。在新建住宅中，木結(jié)構(gòu)住宅占比55.5%，鋼結(jié)構(gòu)住宅占比18.1%，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅占比26.3%。

裝配式建筑多樣化發(fā)展

日本建筑的層數(shù)越高，它的工廠化預(yù)制比例越高。9層以下的住宅，全部現(xiàn)澆，而不是用預(yù)制的方式來建造；層數(shù)在20層以下，會用半預(yù)制；如果超過20層的話，包括梁、柱在內(nèi)會全部預(yù)制。這樣做的主要原因有兩個：一是考慮模板的利用率和成本攤銷；二是建筑的層數(shù)越高，泵送商品混凝土的難度越大，高空養(yǎng)護(hù)的難度和工作量也越大，所以減少現(xiàn)澆量對施工效率的提升是有價值的。

日本預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)不是純粹的裝配式結(jié)構(gòu)，對關(guān)鍵的框架梁柱節(jié)點及樓板疊合層均采用現(xiàn)澆處理，既增加了結(jié)構(gòu)的整體性，達(dá)到了與現(xiàn)澆“同等型”；又解決了建筑部件、暖通空調(diào)、給排水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等建筑和設(shè)備專業(yè)的要求，做到了協(xié)調(diào)統(tǒng)一、優(yōu)化配置，在不降低結(jié)構(gòu)安全性的前提下，優(yōu)化了建筑性能和功能。

日本裝配式住宅建筑中框架結(jié)構(gòu)占有相當(dāng)大比例。通過系統(tǒng)的理論研究和試驗研究，基本解決了結(jié)構(gòu)可靠性問題，使裝配整體式框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用大幅提升；通過精裝修，使“露梁露柱”問題巧妙地得到處理，同時大大減少了二次裝修對結(jié)構(gòu)的不利影響以及對資源的浪費和環(huán)境的影響。

日本裝配式建筑典型案例

日本裝配式住宅體現(xiàn)在向更高的高度發(fā)展，已有部分預(yù)制裝配式住宅超過200m，2008年建造的塔高50多層?xùn)|京塔是日本最具有代表性的預(yù)制裝配式建筑案例。

圖1 日本五洋建設(shè)公司的50層裝配式建筑東京塔的施工工地，工地干凈整潔

圖2 預(yù)制構(gòu)件

梁的上排鋼筋隨預(yù)制構(gòu)件在工廠綁扎好，在現(xiàn)場樓板安裝完成后會有一層樓板鋼筋錨入后澆砼板。正式的樓梯是裝配式鋼結(jié)構(gòu)的，施工安裝比樓層結(jié)構(gòu)快兩層，以便于施工人員上下通行，既節(jié)省了臨時通道費用，又很安全。

圖3 預(yù)制柱安裝，現(xiàn)場安裝支撐的預(yù)埋件提前已在工廠留置好

圖4 外墻面磚已隨預(yù)制 構(gòu)件在工廠完成，直接粘貼在預(yù)制砼構(gòu)件上

圖5 預(yù)制梁柱構(gòu)件的節(jié)點采取現(xiàn)場后澆混凝土

圖6 一組部件由五名工人協(xié)作安裝

預(yù)制梁用于機(jī)電穿線的洞口是在工廠預(yù)制時在梁上預(yù)留好的。連塔吊連接的預(yù)埋件也都是在預(yù)制廠預(yù)埋的，每個埋件8個螺絲孔絲毫不差。保溫做在室內(nèi)，是噴涂的發(fā)泡膠，不用擔(dān)心外墻保溫脫落，并且使用幾十年后也很容易更新。梁下為墻體需要的預(yù)埋件在工廠埋好，施工深化設(shè)計仔細(xì)認(rèn)真。掛機(jī)電管線的掛鉤是直接粘在預(yù)制樓板上，不用套管或橋架，五顏六色的線區(qū)別不同的功能。地面管線的固定方式，使用鍍鋅定型支架，軟管遇到返梁處細(xì)心地設(shè)置了過渡墊塊，以防止以后長期使用時因重力導(dǎo)致變形影響通暢。