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日本裝配式建筑的標準化、批量化、多樣化

日本裝配式建筑處于世界先進水平。


1968年,日本提出裝配式住宅的概念。


1990年代,他們采用部件化、工廠化生產方式,提高生產效率、住宅內部結構可變、適應住宅多樣化需求的策略加速發展。



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體系。


這種生產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件的質量,在裝配式住宅方面制定了一系列的方針政策和標準,逐步形成了統一的模數標準,解決了標準化、大批量生產和多樣化需求這三者之間的矛盾,進入良性循環的發展軌道。



1

推動裝配式建筑發展主要技術標準化


大力推動住宅標準化建設。早在1969年,日本政府就制定了《推動住宅產業標準化五年計劃》,開展材料、設備、制品標準、住宅性能標準、結構材料安全標準等方面的調查研究工作,并依靠各有關協會加強住宅產品標準化工作。


據統計,1971年至1975年,僅制品業的日本工業標準(JIS)就制定和修訂了115條,占標準總數187條的61%。


1971年2月通產省和建設省聯合提出“住宅生產和優先尺寸的建議”,對房間、建筑部品、設備等優先尺寸提出建議。


建設省于1979年提出了住宅性能測定方法和住宅性能等級的標準。


標準化工作是企業實現住宅產品大批量社會化商品化生產的前提,極大推動了住宅產業化的發展。


建立優良住宅部品(BL)認定制度。該審定制度于1974年7月建立,所認定的住宅部品由建設省以建設大臣的名義頒布。


1987年5月以后,建設省授權住宅部品開發中心進行審定工作。


住宅部品認定中心對部品的外觀、質量、安全性、耐久性、使用性、易施工安裝性、價格等進行綜合審查,公布合格的部品,粘貼“BL部品”標簽,有效時間為五年。


經過認定的住宅部品,政府強制要求在公營住宅中使用,同時也受到市場的認可并普遍被采用。優良住宅部品認定制度建立,逐漸形成了住宅部品優勝劣汰的機制。這是一項極具權威的制度,是推動住宅產業和住宅部品發展的一項重要措施。


建立住宅性能認定制度。為了保證工業化住宅的性能質量,使業主清楚工業化住宅質量情況,保護購房者的利益,建設省于上世紀70年代中期開始實行工業化住宅性能認定。


目前已制定了《工業化住宅性能認定規程》,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。


實行住宅技術方案競賽制度。日本將實行住宅技術方案競賽制度作為促進技術開發的一項重要措施和方式。


從上世紀70年代初起,圍繞不同的技術目標,多次開展技術方案競賽。通過一系列的技術方案設計比賽,不僅實現了住宅的大量生產和大量供給,而且調動了企業進行技術研發的積極性,滿足了客戶對住宅的多樣化需求。


2

以批量化規模發展裝配式建筑


協會、社團發揮重要作用推動批量化。日本預制建筑協會成立于1963年,由日本交通建設省和經濟產業省主管,為一般社團法人,設有總會、理事會、項目管理委員會,下設6個分會和1個事務所:預制建筑分會、標準建筑分會、公共關系分會、教育分會、保險與擔保推進分會和一級建筑師事務所協會。從1988年開始,對PC構件生產廠家的產品質量進行認證。


借助保障性住房大規模發展契機發展裝配式建筑。上世紀50年代以來,長期堅持多途徑多方式多措施推進建筑產業現代化,發展裝配式建筑。


2015年日本國土交通省數據:在新建建筑中,按照結構類型劃分,木結構建筑占比41.4%,鋼結構建筑占比37.9%,鋼筋混凝土結構建筑占比20.1%。


在新建住宅中,木結構住宅占比55.5%,鋼結構住宅占比18.1%,鋼筋混凝土結構住宅占比26.3%。


3

裝配式建筑多樣化發展


日本建筑的層數越高,它的工廠化預制比例越高。9層以下的住宅,全部現澆,而不是用預制的方式來建造;層數在20層以下,會用半預制;如果超過20層的話,包括梁、柱在內會全部預制。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;二是建筑的層數越高,泵送商品混凝土的難度越大,高空養護的難度和工作量也越大,所以減少現澆量對施工效率的提升是有價值的。


日本預制裝配式混凝土結構不是純粹的裝配式結構,對關鍵的框架梁柱節點及樓板疊合層均采用現澆處理,既增加了結構的整體性,達到了與現澆“同等型”;又解決了建筑部件、暖通空調、給排水系統、電氣系統等建筑和設備專業的要求,做到了協調統一、優化配置,在不降低結構安全性的前提下,優化了建筑性能和功能。


日本裝配式住宅建筑中框架結構占有相當大比例。通過系統的理論研究和試驗研究,基本解決了結構可靠性問題,使裝配整體式框架結構的應用大幅提升;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構的不利影響以及對資源的浪費和環境的影響。


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日本裝配式建筑典型案例


日本裝配式住宅體現在向更高的高度發展,已有部分預制裝配式住宅超過200m,2008年建造的塔高50多層東京塔是日本最具有代表性的預制裝配式建筑案例。


梁的上排鋼筋隨預制構件在工廠綁扎好,在現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構的,施工安裝比樓層結構快兩層,以便于施工人員上下通行,既節省了臨時通道費用,又很安全。


  • 預制梁用于機電穿線的洞口是在工廠預制時在梁上預留好的。


  • 連塔吊連接的預埋件也都是在預制廠預埋的,每個埋件8個螺絲孔絲毫不差。


  • 保溫做在室內,是噴涂的發泡膠,不用擔心外墻保溫脫落,并且使用幾十年后也很容易更新。


  • 梁下為墻體需要的預埋件在工廠埋好,施工深化設計仔細認真。


  • 掛機電管線的掛鉤是直接粘在預制樓板上,不用套管或橋架,五顏六色的線區別不同的功能。


  • 地面管線的固定方式,使用鍍鋅定型支架,軟管遇到返梁處細心地設置了過渡墊塊,以防止以后長期使用時因重力導致變形影響通暢。