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4.3預制木結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系。木結(jié)構(gòu)體系之中又細分為木框板結(jié)構(gòu)、木框架結(jié)構(gòu)、層壓實木板材結(jié)構(gòu)三種形式。
承重木框架與抗剪板體是木框板結(jié)構(gòu)建筑的特點。框體采用實木，最好是構(gòu)造用全實木（KVH）形式。板材主要由木材或石膏板材料構(gòu)成。標準化的木截面和標準化的板材尺寸使加工生產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(cè)或內(nèi)側(cè)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(jié)構(gòu) 圖61預制木框板結(jié)構(gòu)裝配體系構(gòu)件生產(chǎn)過程 圖62-63用預制木框板結(jié)構(gòu)裝配體系建造的小住宅項目 圖64用預制木框板結(jié)構(gòu)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(jīng)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(nèi)門等。預制裝配建筑，可以保證質(zhì)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(nèi)可入住。
計算機控制、自動化生產(chǎn)、現(xiàn)代化的生產(chǎn)組織優(yōu)化使工業(yè)化預制木構(gòu)住宅不斷完善進步。 預制木結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量有嚴格保證，每件預制產(chǎn)品在出廠時都有質(zhì)量檢測合格標識。
圖65典型木框架結(jié)構(gòu)體系建筑細部
木框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系。木材大多采用工程用高質(zhì)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(jié)構(gòu)，如樓板次梁、檁條等則采用構(gòu)造用實木。 用木框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系中的內(nèi)外墻板不承擔任何結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)造。建筑內(nèi)部空間靈活流動，開窗位置與面積靈活，采光和景觀好。 圖66預制木框架體系構(gòu)建加工
圖68-70用預制木框架結(jié)構(gòu)體系建造的獨立式小住宅項目
圖71用預制木框架結(jié)構(gòu)體系建造的多層居住建筑
圖72用預制木框架結(jié)構(gòu)體系建造的多層辦公建筑
圖73-74層壓實木板材結(jié)構(gòu)建筑
層壓實木板材結(jié)構(gòu)建筑近十年來得到快速發(fā)展。實木板材結(jié)構(gòu)采用交叉層壓木材（Brettsperrholz），有很好的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)工程師和業(yè)主的青睞。層壓實木板材結(jié)構(gòu)，同以上兩種木結(jié)構(gòu)形式一樣，可以在工廠加工預制，到現(xiàn)場組裝。
5．德國裝配式建筑相關(guān)統(tǒng)計數(shù)字
德國聯(lián)邦統(tǒng)計局（StatistischesBundesamt）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(gòu)件建筑”。德國統(tǒng)計局對裝配式建筑的定義為：一座建筑，當其外墻或內(nèi)墻、采用了樓層高度的或房間寬度的承重預制構(gòu)件，稱為裝配式建筑（EinBauwerk gilt alsFertigteilbau,wenngeschosshoheoderraumbreitetragendeFertigteilefürAu?en-oderInnenw?ndeverwendet）。但并沒有對采用裝配式預制構(gòu)件的比率做出限制。
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.
根據(jù)德國聯(lián)邦統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)字，德國居住建筑和非居住建筑裝配式占比分別見下表。 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
德國批準建造的裝配式非居住建筑的歷年統(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
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，德國從1999年到2014年之間，居住建筑中采用了裝配式建造技術(shù)的占比在9.5%--11%之間，平均值為10.29%；非居住建筑中采用了裝配式建造技術(shù)的占比在42.7—52.7%之間，平均值為 48.08%。2015年從事建筑預制裝配式構(gòu)件生產(chǎn)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(guān)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(gòu)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(shù)的建筑占比達到48.08%，但2015年從事建筑預制裝配式構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的營業(yè)額僅占建筑行業(yè)營業(yè)額的5.37%
6．德國裝配式建筑的發(fā)展對中國的借鑒 預制混凝土大板建筑的經(jīng)驗教訓 德國早期預制混凝土大板（PC）建造技術(shù)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(shù)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(diào)整齊劃一，建筑單元、戶型、建筑構(gòu)件大量重復使用，造成這類建筑過分單調(diào)、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(diào)、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76-77預制鋼結(jié)構(gòu)多層辦公建筑 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(shù)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(jīng)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(gòu)造技術(shù)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(diào)建筑的耐久性，但并不追求大規(guī)模工廠預制率。
其建筑產(chǎn)業(yè)化體現(xiàn)在 其建筑產(chǎn)業(yè)化體現(xiàn)在 工廠化：大量構(gòu)件、部品在工廠生產(chǎn)，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(chǎn)方式 產(chǎn)業(yè)化：BIM系統(tǒng)的全面應用，全行業(yè)，全產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)代化，工業(yè)4.0模式 辦公和商業(yè)建筑的建造技術(shù)以鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、配以各種工業(yè)化生產(chǎn)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(jié)構(gòu)和砌塊墻體結(jié)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(jié)構(gòu)、少量鋼結(jié)構(gòu)常規(guī)建造體系，以及工業(yè)化生產(chǎn)預制砌體、預制木結(jié)構(gòu)全精裝修產(chǎn)品。 工業(yè)廠房、倉儲建筑成本控制嚴格，以預制鋼結(jié)構(gòu)、混凝土框架結(jié)構(gòu)，配以預制金屬復合保溫板、預制混凝土復合板居多。
經(jīng)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(guān)鍵。 大部分裝配式建筑，由于重復大量使用相同構(gòu)件，容易出現(xiàn)單調(diào)、廉價的感覺。但通過精細化設計，利用預制裝配式構(gòu)件，也能夠建設個性鮮明、較高審美水平的建筑。
德國經(jīng)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(chǎn)品質(zhì)量、提高建筑的環(huán)保和可持續(xù)性。建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向應該是工廠化、工具化、工業(yè)化、產(chǎn)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(zhì)量標準要求，和生產(chǎn)、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(zhì)和環(huán)保性能的目的，而不是盲目追求預制率水平。
作者為洲聯(lián)集團-五合國際 副總 德國可持續(xù)建筑委員會（DGNB）國際部董事  |
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來自： 蘭狐貍 > 《建筑工業(yè)化》
