德国装配式建筑发展概况及与中国定义的区别

   日期:2024-06-30     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:291    评论:0    
核心提示:一、德国装配式建筑发展概况大厦,是德国预制混凝土装配式建筑非常有创意的一项工程。德国预制装配式建筑发展过程中,规模最大、最有影响力当属预制混凝土大板建筑。6.1德国装配式建筑发展中国在推广实践装配式建筑的过程中,应避免德国等欧洲国家在预制混凝土大板(PC)建造技术应用上所走的弯路。

德国对于装配式建筑定义与国内有所不同,业内人士需留意。2017年德国装配式建筑占住宅建筑总量的11.91%。钢筋混凝土及砌体结构占住宅建筑总量的87.63%,其中装配式建筑为2.93%;木结构占住宅建筑总量的11.24%,其中装配式建筑为77.08%;钢结构占住宅建筑总量的0.02%,其中装配式建筑为95.0%。

1.德国装配式建筑发展概况

1.1德国装配式建筑的起源

德国等欧洲发达国家的建筑工业化发源于20世纪20年代,其驱动因素主要有两方面:

社会经济因素:城市发展需要以低成本快速建造大量住宅、办公、工厂等建筑。

建筑美学因素:建筑界、设计界抛弃古典主义的建筑形式及其繁复的装饰,提倡简约的新建筑美学,尝试新建筑材料(混凝土、钢铁、玻璃)的表现力,在《雅典宪章》倡导的城市功能分区思想指导下,大规模的居住区建设二战德国钢材技术,推动了建筑工业化的应用。

1920年代以前,欧洲建筑通常为传统建筑形式,采用不同历史时期形成的建筑风格。此类建筑的特点是大量使用装饰构件,需要大量的手工劳动和工匠的高超技艺。随着欧洲国家进入工业化、城镇化进程,大量农村人口迁入城市,需要在较短的时间内建设大量的住宅、办公和厂房。标准化、预制化的混凝土板施工技术首先得到发展,以缩短施工时间,降低成本。

德国最早的预制混凝土板建筑是1926年至1930年间在柏林利希滕贝格-弗里德里希费尔德建造的战争伤残者住房综合体。该项目共有138个单元,2-3层建筑。今天该项目被称为住宅综合体。该项目采用现场预制的混凝土多层组合板组件,最大组件质量为7t。

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柏林斯普兰曼住宅

1.2 二战后德国大规模装配式住宅建设

二战结束后,由于战争破坏和大量战争难民返回祖国,德国陷入严重的住房短缺问题。德国采用预制混凝土大板技术建造了大量的住宅建筑。这些大板建筑对解决当时的住房短缺问题做出了很大的贡献,但今天这些大板建筑已经不再受欢迎。许多缺乏维护和更新的大板住宅区成为社会底层人群的聚集地,导致犯罪率高等社会问题,深受人们的诟病,成为城市更新的首批对象。一些地区开始大规模拆除这些大板建筑。

1.3德国装配式建筑发展现状概述

预制混凝土板技术与常规的现浇加砌筑施工方法相比,成本高,建筑缺乏个性,难以满足当今社会的审美要求,自1990年以来已基本不再使用。而混凝土复合墙板技术发展迅速,得到了广泛的应用。

目前,德国大部分公共建筑、商业建筑、集体住宅项目,均因地制宜、因地制宜,选择实施现浇与预制构件混合建造体系或钢-混凝土结构体系。它们并不追求较高的装配率,而是通过规划、设计、施工各环节精细化的优化过程,寻求项目个性化、经济性、功能性、生态环保性能的综合平衡。随着工业化进程的不断发展、BIM技术的应用以及建筑行业工业化水平的不断提高,德国在建筑施工中越来越多地采用工厂预制、现场安装的建筑构件,所占比例也越来越大。

各类建造技术和工具不断完善和发展,小规模的有钢结构、混凝土结构、木结构装配式技术体系的研发和实际应用。

在小规模住宅建设方面,装配式建筑占比最大,2015年达到16%。2015年1-7月新开工住宅中,装配式建筑8934栋。在此期间,新开工独栋或复式住宅总栋数与2014年同期相比增长了1.8%;而装配式住宅总栋数同比增长了7.5%!由此可见装配式建筑在该领域受到市场的认可和欢迎。

新建建筑总体平均占比约为16%。

采用装配式钢结构或装配式混凝土结构的单层工业厂房在成本、缩短建设工期等方面具有明显的优势,因此得到了广泛的应用。

2. 德国最新装配式建筑统计数据及相关解读

德国联邦统计局公布的建筑业统计数据中,有一项是装配式建筑的统计项目。装配式建筑的统计数据分布在不同的统计范围和统计口径中。笔者将相关数据整理成表格(如表1、表2所示)。

▼表1 2017年德国新建住宅建筑审批总数及装配式建筑占比统计

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▼表2 2017年德国新建非住宅建筑审批总数及装配式建筑占比统计

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2.1 表1 统计数据描述及解释

(1)德国建筑业活动相对理性谨慎,前期通常进行系统性准备,一旦完成图纸设计、通过施工审批,项目基本可以按计划实施。德国建筑业统计中有关“年度批准建筑项目”的数据准确可靠,该指标的意义与中国年度建筑开工数据有些相似。

(2)在德国建筑业统计中,房屋建筑量是衡量建筑规模的重要数据,也是估算建筑成本的依据,因此很多统计数据都以房屋建筑量而非建筑面积作为重要因素,表1亦是如此。

(3)德国统计中的居住建筑是指主要用于居住目的的建筑,包括疗养院、养老院等。

(4)从表1可以看出,2017年德国批准的住宅建筑总量(按建筑体积计算)为m³,其中装配式建筑占比11.91%。

(5)2017年德国批准建造的住宅建筑总数中,钢筋混凝土+砌体结构占87.63%,其中仅有2.93%为预制装配式建筑方式。

(6)2017年,德国批准的住宅建筑总数中,11.24%为木结构,其中77.08%为预制建筑。

(7)2017年,德国批准的住宅建筑总数中只有0.02%是钢结构,但其中95.0%都是预制的。

2.2 表2 统计数据描述及解释

(1)德国非住宅建筑是指除住宅建筑以外的建筑,包括农业建筑、工业建筑、商业建筑、宾馆及饭店以及其他非住宅建筑。

(2)2017年德国共批准非住宅建筑2栋,其中钢筋混凝土+砖石结构占72.47%,钢结构占24.04%,木结构占5.54%。

(3)2017年批准的非住宅建筑中装配式建筑占50.0%。

3.德国装配式建筑方式案例分析

3.1 装配式钢结构房屋

斯图加特索贝克零能耗钢结构房屋的8个技术要点(见图2、3、4):

(1)全装配式钢结构;

(2)所有建筑部件均采用可回收材料制成;

(3)高效保温、防晒、节能双腔PET-Low-E玻璃幕墙;

(4)自然通风和热回收系统,效率大于70%;

(5)高效水源热泵及低温吊顶供冷供热系统;

(6)长期地下储热装置;

(7)太阳能光伏发电设施,无损耗接入电网;

(8)智能化自动传感控制系统,可在世界任何地方进行控制。

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▲图2 斯图加特索贝克钢结构房屋外景

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▲图3 斯图加特索贝克钢结构住宅夜景

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▲图4 斯图加特索贝克钢结构房屋内景

建筑空调及采暖能耗计算如下:

最大采暖负荷为7~12kw;最大制冷负荷为8kw;所需采暖热量:不设储热装置时,年为7600度电(23度电/m2·a);设储热装置(△T60K、30m2)后为0度电;热泵运行年需用电量约为。

3.2 德国工厂生产、配套齐全的木制别墅

在传统德国木桁架建筑()的基础上,20世纪60年代发展了新型木桁架建筑体系,继承了传统木结构建筑工艺,挖掘整理出大量优秀工艺和施工技术,逐步实现工厂化生产、现场装配,并不断融入最新的建筑科技成果,转化为优质的技术和产品(见图5、6、7)。这一过程经过几代人的努力和积累,形成了自己独特的技术体系,尤其在舒适性、健康性、环保性、生态节能性等方面都独树一帜。

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▲图5 德国工厂制造的全装修木质别墅外景

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▲图6 德国工厂生产的全装修木质别墅内景

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▲图7 德国工厂生产的全装修木质别墅内景

从木结构的材料处理到现代化的外围护结构、遮阳保温设备、先进的能源系统、生态节能技术系统、卫生间防水隔音系统等,设计师始终把建筑艺术美、舒适环境、人性化放在第一位,经过工业化的精密加工,形成高品质的整体住宅产品。

3.3 多层混凝土公寓楼

德国多层住宅多为钢筋混凝土、砌体结构,电梯核心筒多为现浇结构,墙体多为混凝土结构柱与人工石灰砂岩砖等大尺寸砌块组合,部分墙体采用复合墙板、现浇,楼板多为预制复合楼板、现浇。楼梯多为预制构件或现浇形式(见图8、9、10)。

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▲图8 德国法兰克福“欧陆街区”多层住宅楼

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▲图9:德国法兰克福“欧陆街区”多层住宅施工现场

电梯核心筒采用现浇结构

地下室墙体采用预制组合楼板加现浇

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▲图10 德国法兰克福“欧陆街区”多层住宅施工现场

墙体采用混凝土柱与人造石灰砂岩砖等大尺寸砌块结合而成。

3.4 德国超高层住宅项目

德国建造的高层和超高层住宅楼并不多,法兰克福大厦(-)是德国目前在建的最高住宅楼(见图11、12、13),楼高172米,共有412套公寓,建筑面积(​​不包括停车楼)4.4万平方米。

预计竣工时间为2019年8月。建筑采用钢筋混凝土核心筒,立面采用管状阳台,造型独特,采用工业化生产的部件现场组装而成,这种阳台设计可以提供开阔的视野、私密性和遮阳功能。

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▲图11 德国法兰克福超高层公寓“法兰克福塔”效果图

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▲图12 德国法兰克福超高层公寓大楼“法兰克福塔”近距离效果图

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▲图13 德国法兰克福超高层公寓“法兰克福大厦”施工现场

3.5 德国预制混凝土密柱结构办公楼

2012年落成的柏林图尔图塔大厦是德国预制混凝土装配式建筑极具创意的项目,建筑面积约2.8万平方米,建筑高度68米。建筑采用现浇混凝土核心筒+预制混凝土外墙密实柱+现浇混凝土楼板(30cm厚)的结构体系,楼板内部形成宽敞的无柱空间。预制混凝土装饰构件悬挂在结构柱上,结构柱与外装饰构件之间设有保温层和遮阳设施(见图14至图18)。

外墙面积约1万平方米,由200余个不同种类、立体变化的1395个混凝土预制构件组装而成。每个构件高7.35米,构件误差小于3mm,安装接缝误差小于1.5mm。构件采用白色混凝土中添加石粉颗粒浇铸而成。精密细致的构件与立体方向细微变化的雕塑感预制构件,使建筑呈现出丰富的光影感,精致而又经久耐用。

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▲图14 柏林Tour Total大楼外景

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▲图15 柏林Tour Total大厦特写

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▲图16 柏林Tour Total大厦外墙预制构件

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▲图17 柏林图尔道大厦外墙预制构件爆炸图

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▲图18 柏林Tour Total大厦标准层办公空间内景

4.德国装配式建筑政策措施、发展及建设情况研究

在德国装配式建筑的发展中,规模最大、影响最大的是预制混凝土板建筑。

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4.1 预制混凝土板施工技术在前东德的应用

第二次世界大战后,由于需要在短时间内建造大量房屋,东德地区于1953年在柏林约翰尼斯大厦首次尝试预制混凝土板建筑技术。1957年,霍耶斯韦达市的建设中首次大规模使用预制混凝土构件。此后,东德大量采用预制混凝土板技术建造预制板住宅区。预制混凝土板住宅的建筑风格深受包豪斯理论的影响。

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1972年至1990年,东德开展大规模住宅建设,并把完成300万套住宅作为重要政治目标,装配式混凝土大板技术体系成为最重要的施工方法。这一时期,大量大型居住区和城区采用混凝土大板建筑,如人口达10万的哈勒新城。1972年至1990年大规模住宅建设时期,东德共新建和改建300万套住宅,其中采用混凝土大板建造的有180万至190万套,占60%以上。若按平均每栋60平方米计算,装配式大板住宅面积则超过1.1亿平方米。 1963年至1990年,东柏林共建造了27.3万栋新建住宅,其中大板房占93%。

住宅建设项目耗费了东德大量的财政收入,为了节省建设成本、加快建设速度,设计开发了Q3A、QX、QP、P2等不同系列的产品。预制混凝土大板住宅项目沿用了相同的户型、相似的立面设计,大板建筑的规划形式呆板、缺乏变化,在老城区通常采用拆除重建的模式,破坏了原有的城市肌理。

虽然大板建筑在今天被诟病,但在当时,大板住宅是符合东德社会意识形态的,人人平等、统一。采用预制混凝土大板技术建造的工业化住宅,功能基本合理,有现代化的供暖和生活热水系统,有独立的卫生间,比20世纪初没有更新改造的老房子要舒适得多。由于东德政府给予大量财政补贴,这类工业化住宅的租金并不高,受到当地居民的欢迎。大量新建住宅区采用大板建筑,导致原有历史街区住宅吸引力下降,租金低廉,租金无法支撑建筑的维护,历史街区的建筑逐渐破旧不堪。这一现象也让政策制定者重新考虑补贴政策,甚至开始尝试用预制技术对老城区的历史建筑进行改造和翻新。

20世纪80年代以后,东德政府在一些城市的重要地段的规划和城市空间塑造方面开始尝试借鉴传统城市空间布局和建筑设计,打破单调的大板建筑风格。

4.2 预制混凝土板在前西德的应用

第二次世界大战后,前西德也大量采用预制混凝土板技术建造住宅建筑,主要用于社会保障住房建设。1957年,西德政府通过了第二次住房建设法(II.),将短期内建造满足大多数社会阶层需求的住房,包括面积适当、设施齐全、租金可承受的住房作为住房建设的首要任务。预制混凝土板技术由于施工速度快、成本相对较低,在西德也得到广泛应用。

值得关注的项目包括:

格罗皮乌斯和勒·柯布西耶参与设计的柏林汉莎区著名住宅项目,有6000名居民;

慕尼黑的 (),居民 55,000 人;

纽伦堡朗瓦瑟定居点(),有 36,000 名居民;

柏林的 Mä 居住区,有 36,000 名居民;

法兰克福西北新城(),23,000 名居民;

汉堡市政厅 (),20,000 名居民;

曼海姆-福斯特登 (),13,000 名居民;

科隆-克魏勒新城 (),人口100,000。

西德境内有大量的装配式大板建筑,虽然占总建筑量的比例不大,但总量估计也有几千万平方米。

西德人均居住面积1970年为22平方米,1991年上升到36平方米,2007年则超过40平方米。

5. 全装饰的德国建筑

5.1 德国房地产开发项目基本都是全装修建筑产品

在室内装饰方面,德国并不刻意追求高比例的预制化,建筑采用何种装饰技术和产品主要取决于房屋产品的功能质量要求和经济性因素。在办公室等公共建筑中,吊顶、隔墙、架空楼板等部位大量采用工厂化产品,现场进行干施工安装。在经济型酒店、养老院等建筑单元重复率较高的建筑中,则采用一体化卫生间、一体化装饰墙板等技术。在质量要求较高的酒店和主流住宅产品中,更多地采用现场施工,包括必要的瓷砖、地砖湿作业。轻质隔墙多采用轻钢龙骨石膏板隔墙系统。德国室内装饰使用的给排水系统、电气系统的产品质量相当高,室内装饰整体施工质量良好。

5.2 德国商品住宅个性化装修

德国商品房出售提供高度个性化的装修选择,对于独栋或半独立式别墅二战德国钢材技术,业主通常购买建设用地,委托建筑师设计或选择不同类型的工厂化预制别墅建筑体系,房屋室内装修的所有内容均可定制。

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多层、高层公寓型商品房还提供高度个性化的室内装修,非承重墙位置(房间划分方式)、内门位置、卫生间布局、室内灯具位置、电器开关、插头数量及位置等都可以根据购房者的需求进行调整和改变。当然,以上设计修改价格不菲。德国商品房室内装修风格基本为现代简约,室内装修材料可从菜单中选择,包括不同品牌、不同价位的瓷砖、地板、墙面装饰、内门、玻璃门、洁具、卫浴五金、玻璃淋浴隔断等。一切个性化装修必须在设计阶段进行,避免工地拆除、改造产生的垃圾,价格透明。

德国全装修住宅一般不包含橱柜。由于德国很多户型采用开放式厨房,厨房与客厅连成一体,橱柜成为客厅家具的重要组成部分。橱柜的色彩、材质对室内整体家居风格影响很大,橱柜的档次和价格差别很大。因此开发商很难挑选几款橱柜做成菜单满足大部分客户的需求。一般开发商根据购房者确定的橱柜进行设计,预留水电点,铺瓷砖,客户自己从橱柜厂家定制。

5.3 德国商品住宅装修质量及室内空气质量控制

德国全装修商品房的质量控制(见图19)主要通过以下四个方面来实现。

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▲图19 德国商品住宅内景

5.3.1 行业标准高

德国对建筑装饰的各个环节都有详细的技术质量标准,施工合同中的工程质量、验收办法等均以此标准为依据,对施工方有很强的约束力,若达不到标准,赔偿责任严重,从而有效保证了工程质量。

德国室内装修工程相关标准非常全面细致,各种建材、产品、分项工程都有详细标准。比如德国木地板种类分的就更细,单是实木地板就分为条状实木地板()、拼花地板()、薄实木地板()、立面贴合实木地板(ett)、霍尔实木复合地板()、霍尔实木地板()、高端大面积拼花实木地板()等,木地板相关标准就有近百种。

德国石材/陶瓷地板标准也很详细,特别是材料的各种性能(物理、化学、机械、抗老化、耐久性等)、胶粘剂的性能、质量要求、有害物质释放、检测方法等相关标准多达几十项。其他建筑材料及部件如地毯、涂料、墙面漆等也有详细的标准。

5.3.2 产品质量高

德国建筑装饰使用的材料和产品普遍质量优良、有害物质含量低,通过建筑产品质量市场准入限制、产品质量认证制度、产品环境性能认证、产品环境性能声明、协同监管体系以及对违法行为的高额处罚措施,使得市场上流通的建筑产品普遍具有较高的质量和环保性能。

5.3.3 施工质量高

建筑室内装饰需要专业、熟练的工人,这样才能保证装饰工程的质量。德国建筑业有着悠久的手工艺传统,自进入工业社会以来,德国就建立了与现代工业相适应的职业培训教育和管理体系,使工匠精神得以传承和发扬。职业工匠收入较高,具有一定的社会地位,各专业工种的工匠后继有人。

5.3.4 高级简约自然设计

德国新建住宅室内装修多为现代简约风格,较少采用复杂装饰,个性化的室内风格主要通过家具、软装和配饰来实现。新建住宅很少使用复合板装饰墙面、吊顶等部位,现场也几乎没有家具制作、喷漆等施工,有效减少了因大量使用各种复合板、胶粘剂等产品而产生的污染排放。因此,新建住宅室内空气中有害物质超标的情况很少出现。

六、结论

6.1 德国装配式建筑发展情况

从德国建设工业化的发展,我们可以看到,在20世纪初期,由于人口流向城市,战争后的生活空间严重缺乏,人们试图迅速解决通过预制的混凝土板(PC)构建技术的限制,从而使建筑物的局限性构成了经济和技术的局限性,并且在构建局限性方面,构建了限制,并强调了构建的局限性,并强调了构建的局限性,并强调了构建的局限性,并强调了构建的局限性,并强调了构建的局限性,并强调了整个构建,并强调了构建的局限性。导致这种建筑物过于僵化,缺乏人类,并缺乏人类的一些城市领域。预制混凝土板(PC)建筑技术。

自1990年代以来,它基本上并没有在德国进行预制的混凝土建筑技术。预制楼梯,等等。

德国的预制建筑与中国的定义不同,行业内部人士在2017年需要注意,预制建筑物的11.91%占德国的总建筑物的总建筑。预制了77.08%的建筑物;钢结构占住宅总建筑的0.02%,其中95.0%被预制。

2017年,德国的非住宅建筑总建筑的72.47%是钢筋混凝土 +砌体结构,24.04%是钢结构,5.54%是木结构,其中预制建筑物占50.0%。

6.2德国建筑完全装饰

德国的开发项目基本上是装饰品,同时提供了高度个性化的服务,而他们的室内装饰有意进行高度的预制技术。和自然设计。

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