装配式建筑

装配式建筑，利用建筑构件和配件现场进行装配安装房屋，整个搭建过程就像搭积木一样。

定义

创新性的装配式建筑，是新型装配式建造技术与可持续技术交融的产物。以系统化设计为指导，模块化拆分、工厂制造、现场装配的方式进行房屋构建，将工厂作为加工厂，现场组装为工业化建筑。与传统建筑“粗放型建造”模式不同，装配式建筑更像是工业生产线的产物，采用流水线生产方式预先制作建筑构配件，然后像堆积积木一样，将它们运到现场进行组装。

发展沿革

起源时期

装配式建筑在中国源远流长。中国传统建筑基本都是木结构建筑，从奴隶社会开始中国就有了木结构建筑，而木结构建筑就是装配式建筑的原始起源建筑。中国木结构建筑建造时分为构件制作场地（工厂）、建筑装配场地（工地）。所有建筑构件都在工厂制作，制作的构件有柱、杭（梁）、雀枕（短梁和装饰梁）、斗拱（纵向梁连接件）、隔扇（门、窗、墙）、门槛（上门槛、中门槛、下门槛）、领子、檐和飞檐、栏杆、台基。当构件制作完成后，将构件运到施工现场进行装配。 中国国外装配式建筑的起源，可以追溯到古埃及的金字塔。古埃及的金字塔是用石料构成，先把原生石料进行人工加工，制成金字塔的石料构件（长、宽、高尺寸不同的构件），然后在选定供地方（场地）进行装配，最后形成完整的金字塔建筑。

中国装配式建筑构建

探索时期

17世纪向洲移民时期所用的木构架拼装房屋，就是一种装配式建筑。1851年，伦敦用铁骨架嵌玻璃建成的水晶宫是世界上第一座大型装配式建筑。第二次世界大战后，欧洲一些国家以及日本房荒严重，迫切要求解决住宅问题，促进了装配式建筑的发展。到1960年代，装配式建筑得到了大量的推广。

完善时期

西方国家的装配式住宅经过已经发展，已到了相对成熟、完善的阶段。日本、美国、澳大利亚、法国、瑞典、丹麦是最具典型性的国家。各国按照各自的经济、社会、工业化程度、自然条件等特点，选择了不同的道路和方式。日本是率先在工厂中批量生产住宅的国家；美国注重住宅的舒适性、多样性、个性化；法国是世界上推行工业化建筑最早的国家之一；瑞典是世界上住宅装配化应用最广泛的国家，其80%的住宅采用以通用部件为基础的住宅通用体系；丹麦发展住宅通用体系化的方向是“产品目录设计”，是世界上第一个将模数法制化的国家。

发展时期

随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样成批成套地制造。只要把预制好的房屋构件运到工地装配起来就可以了。装配式建筑在20世纪初就开始引起人们的兴趣，到20世纪50年代终于实现。英、法、苏联等国首先做了尝试。由于装配式建筑的建造速度快，而且生产成本较低，在世界各地推广开来。20世纪50年代，苏联大量营建的“赫鲁晓夫楼”。苏联领导人赫鲁晓夫在回忆录中提到，他和尼古拉·亚历山德罗维奇·布尔加宁早在20世纪30年代，即试图用大型装配式钢筋混凝土构件把大波利亚纳、莫斯科河南岸地区在建的一所中学装配出来。试验以失败告终，但自此以后，他一直关注这种建筑模式。1949年，赫鲁晓夫被调往莫斯科后，组建了两家大型装配式建筑工厂。随着这两家工厂投入生产，莫斯科开始了一场房屋建设技术革命，出现了普及型、价格适中的住宅工艺。1954年，装配式房屋建筑的主要技术问题已经解决。莫斯科的工厂分三班倒，为了降低施工成本和保证工期，住宅楼取消了的拱门和柱廊等装饰，并严格控制厨房、卫生间、门厅和过道的面积。不加任何装饰，但功能较到位，辅助设施也相对齐全。经过多年的探索，德国、美国、法国、新加坡等国家的装配式建筑也已经发展到相对成熟的阶段。有资料显示，德国是世界上住宅装配化发展最快的国家，住宅预制装配式构件比例达到94.5%。中华人民共和国成立之后，开始尝试采用装配式建筑。2015年开始，密集出台各类装配式建筑政策。2020年8月28日，住房和城乡建设部、教育部、科技部、工业和信息化部等九个部门联合印发《住房和城乡建设部等部门关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，倡导以新型建筑工业化带动建筑业全面转型升级，打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌。

分类

装配式建筑形式多样，可依据不同的标准进行分类。根据其结构体系，将装配式建筑分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑和升层建筑。根据其受力结构材料，可分为钢筋混凝土结构装配式、钢结构装配式和木制装配式。根据其装配化的程度，可分为半装配式建筑和全装配式建筑。

结构体系分

砌块建筑

砌块建筑砌块建筑是一种用预制的块状材料堆砌成墙体的装配式建筑。主要用于建造低层建筑，普遍用于3~5层，也可以通过配置高强度钢筋或者选取高强度的砌块来提高建筑的抗压能力和稳定性，从而增加楼层层数。用于建筑的砌块分为小型砌块、中型砌块和大型砌块。

砌块建筑

板材建筑

板材建筑又称为大板建筑，是住宅建筑中工业化程度较高的建筑体系。是由工厂生产的外墙板、楼板等板材组装而成，装配化程度高，减少了现场用工数量，装配速度快，受季节环境影响小。板材的种类多样，可根据其在建筑中的结构形式，合理地选取板材种类。根据其对承重的要求，内墙多选用钢筋混凝土实心板或空心板。根据其对承重、保温装饰的需求，外墙可选用具有保温效果的钢筋混凝土复合板，或是具有装饰性的大孔混凝土墙板、轻骨料混凝土墙板及泡沫混凝土板墙。

盒式建筑

盒式建筑是指采用盒式结构建造的建筑物。它的结构部分全部在工厂内完成，内部的装修和设备也全部配备齐全，甚至家具也可以配置，一应俱全。运送到现场后直接吊装、接线即可使用。

骨架板材

建筑骨架板材建筑是由骨架和板材组成的建筑。一般是由梁、柱为主要承重，楼板及内外墙板进行分隔的一种装配式结构体系。承重的骨架一般多为重型的钢筋混凝土结构，也有采用钢和木做成骨架和板材的组合，常用于轻型装配式建筑中。骨架板材结构合理，可以减轻建筑物的自重，内部分隔灵活，适用于多层和高层的建筑。钢筋混凝土框架结构体系的骨架板材建筑有全装配式、预制和现浇相结合的装配整体式两种。构件连接是保证这类建筑的结构具有足够的刚度和整体性的关键。

升层建筑

升层建筑是在升板建筑每层的楼板还在地面时先安装好内外预制墙体，再一起提升的建筑。这种建筑的结构体系是由板与柱联合承重的。它在底层混凝土地面上重复浇筑各层楼板和屋面板，竖立预制钢筋混凝土柱子，以柱为导杆，用放在柱子上的油压千斤顶把楼板和屋面板提升到设计高度，加以固定。外墙可用砖墙、砌块墙、预制外墙板、轻质组合墙板或幕墙等；也可以在提升楼板时提升滑动模板和浇筑外墙。

受力结构材料分

混凝土结构建筑

混凝土结构是指预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。现在的装配式混凝土结构由预制的混凝土构件，通过精密、稳定的方式在现场进行连接后进行浇筑密缝，从而形成具有一定强度的、拥有一定稳定性和抗震能力的建筑。装配式混凝土结构主要由框架和剪力墙来承受竖向及水平荷载。框架和剪力墙可以通过不同的组合形成不同的结构体系。

钢结构

建筑钢结构建筑主要是由钢制材料组成的，也是主要的建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢析架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或钏钉连接。由于其自重较轻且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层。钢结构建筑的常见结构形式种类繁多，主要有多高层钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、大跨度钢结构和低层冷弯薄壁型钢结构。

建筑钢结构建筑

多高层钢结构

主要结构形式有钢框架结构、钢框架-支撑结构、钢框架-剪力墙结构、钢筒体结构。由于钢结构具有一定的强度，抗压、抗挠，多用来抵抗侧应力，选用叠合楼板来承担楼盖的压力。

门式刚架轻型房屋钢结构

主要由钢门式刚架、屋盖体系、屋间支撑体系和柱间支撑体系等组成。门式刚架结构横向抗侧力体系为钢梁及钢柱组成的门式刚架，纵向抗侧力体系为柱间支撑体系。根据跨度、高度和荷载的不同，门式刚架的梁、柱均可采用变截面或等截面的实腹式焊接工字钢或轧制H型钢。屋面为轻型屋面，可采用双坡或单坡排水。工业化程度高，施工周期短；结构布置灵活，综合经济效益高；可回收再利用，符合可持续发展要求。门式刚架轻型房屋钢结构的主要应用是单层工业建筑厂房、民用建筑超级市场和展览馆、库房以及各种不同类型仓储式工业及民用建筑等。

大跨度钢结构

主要是指空间钢结构体系。空间钢结构常见的结构形式主要有网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、张弦梁结构等。

钢-混凝土混合结构建筑钢

混凝土混合结构建筑是指由钢、钢筋混凝土、钢与钢筋混凝土构件中任意两种或两种以上构件组成的建筑。多高层建筑中普遍采用的混合结构形式，如：混合框架结构由钢梁-型钢混凝土柱或型钢混凝土梁-型钢混凝土柱组成，或者包括型钢混凝土梁、柱截面；框架-剪力墙混合结构有钢框架-钢筋混凝土剪力墙或混合框架钢筋混凝土剪力墙结构；框架-核心筒混合结构有钢框架-钢筋混凝土核心筒或混合框架-钢筋混凝土核心简结构；简中筒混合结构包括钢框筒-钢筋混凝土核心筒或混合框筒-钢筋混凝土核心筒结构。

木结构

木结构建筑为用木材制成的建筑。木材是一种取材容易、加工简便的结构材料。木结构自重较轻，抗震性能好，木构件便于运输、装拆，能多次使用，在古代被广泛地用于房屋建筑，也是天然的装配式建筑形式，中国建筑历史上留下了大量的木结构建筑。我国形成了以精密的桦卯技术为特点的木结构框架体系，如悬臂梁结构、拱结构和悬索结构，上到皇家宫殿，下到宗教寺庙、民居民宅，形成了完整的建筑特点及结构技术体系。现代木结构建筑按结构构件采用的材料类型可分为轻型木结构、胶合木结构、方木原木结构和木结构组合建筑。轻型木结构主要采用规格材及木基结构板或石膏板制作的木构架墙、木楼盖和木屋盖系统构成的结构体系。胶合木结构主要采用层板胶合木制作的单层或多层建筑结构作为承重构件。方木原木结构主要采用方木或原木制作的单层或多层建筑结构做承重构件。木结构组合建筑主要是木结构建筑与其他材料的结构类型组合的建筑。

代表建筑

中国南极考察站

中国南极考察站秦岭站是第三代考察站。第一代考察站由传统的集装箱房拼接而成，第二代考察站引进了钢结构体系和外维护板。其中，罗斯海新站位于南极罗斯海海域的恩克斯堡岛，建筑面积5244平方米。罗斯海新站的建设充分考虑了南极特殊的自然环境条件，建筑采用了装配式、模块化的建造体系，体现了集约、绿色、智能的特点。在国内就已经量身定做了装配式钢结构件和功能模块，南极现场拼装后即可“拎包入住”。同时，采用轻质高强的建筑技术与材料，可以抵抗零下60摄氏度的超低温和海岸环境的强腐蚀。

达士岭组屋

新加坡达士岭组屋总共有7座住宅大楼，共1848个单位。其中，四房式有1232个单位，五房式有616个单位。组屋总高度为145米。建造时，先由加工厂预制剪力墙、楼板、梁、柱、卫生间、楼梯、垃圾槽等各个部件，再进行组装。整栋建筑的预制装配率高达94%。

达士岭组屋

达士岭组屋是新加坡至今最高、最优秀的公共住房，它的建筑成本比普通组屋高出三成左右，但也因其绿色、节能、环保、智能的建筑特点，从而保证它达到全生命周期价值最大化。

瓦格宁根大学图书馆

荷兰高等学府瓦格宁根大学的图书馆也是一栋装配式建筑，它是该校区内最具视觉特征的建筑之一。建筑外立面极具辨识度的混凝土网格便是全预制结构。每一个菱形造型的混凝土为一个预制单元，构件之间拼缝通过锚孔灌浆连接，每个连接部位均设有企口，方便构件安装到位。

南十字火车站

澳大利亚墨尔本南十字火车站的办公楼也是一栋设计巧妙的装配式建筑。由于坐落在铁轨旁，为了保证铁路正常运行，建筑采用了场外预制、场内快速组装的方法。预制板的尺寸方便生产、运输和组装，同时节省了费用。

海牙第二市政厅

荷兰海牙，2011年5月建成的第二市政厅是当地最出名的装配式建筑。建筑外形像一艘船，以白色不规则四边形斜插向地面，成为区域地标的同时，尽情地表现着结构之美。建成后，该市政厅就被列入海牙现代建筑的代表。大楼总建筑面积约33000平方米，功能多样，其中包含会议大厅、市政办公、音乐厅及图书馆，甚至还有公寓。

海牙第二市政厅

特点

装配式建筑有施工周期短、建设成本低等优点。也有外形呆板、功能单一缺点。装配式建筑设计包括规划、建筑、结构、给排水、电气、设备和装饰。从设计流程上分为方案设计、初步设计和施工图设计。装配式建筑设计的原理和传统设计是相同的，但由于装配式建筑的构件是在工厂生产，厂生产必须有一定的规模，所以构件要标准化亶因此，装配式建筑设计实际上和传统的建筑设计有很大的区别。传统建筑设计是按建筑工种分别设计后再作工种设计之间的协调，而装配式建筑设计是把工种设计进行集成，进行统一的集成化设计，从而为装配式建筑的构件集成化生产奠定基础。

建筑组装

装配式建筑施工是将建筑物预制构件加工完毕后，运输至施工现场，结合构件安装知识，进行装配。与传统现浇建筑相比，装配式建筑施工具有优越性和局限性。

装配式建筑施工

优越性

①构件可在工厂内进行产业化生产，施工现场可直接安装，方便快捷，可缩短施工工期。②构件在工厂采用机械化生产，产品质量更易得到有效控制。③周转料具投入量减少，料具租赁费用降低。④减少施工现场湿作业量，有利于环保。⑤因施工现场作业量减少，可在一定程度上降低材料浪费。⑥构件机械化程度高，可较大减少现场施工人员配备。

局限性

①因目前国内相关设计、验收规范等滞后施工技术的发展需要，装配式建筑在建筑物总高度及层高上均有较大的限制。②建筑物内预埋件、螺栓等使用量有较大增加。③构件工厂化生产因模具限制及运输（水平、垂直）限制，构件尺寸不能过大。④对现场垂直运输机械要求较高，需使用较大型的吊装机械。⑤构件采用工厂预制，预制厂距离施工现场不能过远。

发展现状

中国

2020年7月3日，住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、交通运输部、水利部等十三个部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》。意见提出：要围绕建筑业高质量发展总体目标，以大力发展建筑工业化为载体，以数字化、智能化升级为动力，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。2020年8月28日，住房和城乡建设部、教育部、科技部、工业和信息化部等九部门联合印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》。意见提出：一、要大力培养新型建筑工业化专业人才，壮大设计、生产、施工、管理等方面人才队伍，加强新型建筑工业化专业技术人员继续教育，鼓励企业建立首席信息官（CIO）制度；二、培育技能型产业工人。深化建筑用工制度改革，完善建筑业从业人员技能水平评价体系，促进学历证书与职业技能等级证书融通衔接。打通建筑工人职业化发展道路，弘扬工匠精神，加强职业技能培训，大力培育产业工人队伍；全面贯彻新发展理念，推动城乡建设绿色发展和高质量发展，以新型建筑工业化带动建筑业全面转型升级，打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌。2022年，中国住房和城乡建设部日前印发《“十四五”建筑业发展规划》，提出到2025年，装配式建筑占新建建筑的比例达30%以上；新建建筑施工现场建筑垃圾排放量控制在每万平方米300吨以下，建筑废弃物处理和再利用的市场机制初步形成，建设一批绿色建造示范工程。

日本

日本于1968年就提出了装配式住宅的概念。1990年推出采用部件化、工业化生产方式、高生产效率、住宅内部结构可变、适应居民多种不同需求的中高层住宅生产体系。通过立法来确保预制混凝土结构的质量；坚持技术创新，制定了一系列住宅建设工业化的方针、政策，建立统一的模数标准，解决了标准化、大批量生产和住宅多样化之间的矛盾。

美国

美国的装配式住宅盛行于20世纪70年代的能源危机期间。1976年，美国国会通过了国家工业化住宅建造及安全法案，同年出台一系列严格的行业规范标准。这些规范和标准一直沿用至今，并且与后来的美国建筑体系逐步融合。据美国工业化住宅协会统计，2001年美国的装配式住宅已经达到了1000万套，占美国住宅总量的7%。在美国和加拿大，大城市住宅的结构类型以混凝土装配式和钢结构装配式为主，在小城镇多以轻钢结构、木结构住宅体系为主。住宅建筑构件的工厂化生成，降低了建设成本，提高了构件的通用性，增加了施工的可操作性。除了注重质量，现在的装配式住宅更加注重美观、舒适性及个性化。

德国

德国的装配式住宅主要采取叠合板、混凝土、剪力墙结构体系，采用构件装配式与混凝土左构，耐久性较好。德国是世界上建筑能耗降低幅度最快的国家，近几年更是提出发展被动式正能量建筑。从大幅度的节能到被动式建筑，德国都采取了装配式住宅来实施，装配式住宅与节能标准相互之间融合。

澳大利亚

澳大利亚以冷弯薄壁轻钢结构建筑体系为主，发展于20世纪60年代，这种体系主要由博思格公司开发成功并制定相关企业标准。该体系以其环保和施工速度快、抗震性能好等被澳大利亚、美国、加拿大、日本等国广泛应用。以澳大利亚为例，其钢结构建筑建造量大终占全部新建住宅的50%。

相关法规

1969年，日本制定了《推动住宅产业标准化五年计划》，随后开展对材料、设备、制品标准、住宅性能标准、结构材料安全标准等方面的调查研究，并加强住宅产品的标准化。2015年08月27日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《工业化建筑评价标准》国家标准，编号为GB/T51129-2015，自2016年5月1日起实施。本标准由中国建筑科学研究院、住房和城乡建设部住宅产业化促进中心主编，由住房和城乡建设部部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。2017年12月12日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《装配式建筑评价标准》国家标准，编号为GB/T51129-2017，自2018年2月1日起实施。本标准由中国建筑科学研究院参编，由住房和城乡建设部部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。2023年10月，四川省住房和城乡建设厅印发《关于加强装配式建筑全过程工程质量管控的通知》，加强装配式建筑质量安全管理，提升装配式建筑发展效能，推动智能建造与建筑工业化协同发展。2024年1月1日起，《重庆市装配式建筑装配率计算细则（2023版）》施行。《细则（2023版）》的装配率计算架构，装配式建筑主要按建筑特征划分为三类：居住建筑、公共建筑和工业建筑。每种类型均设置标准化设计、主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线4个基本项，智能建造作为加分项，4个基本项总分值保持100分不变。

参考资料

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