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中国为何一心想学德国PC装配式建筑产业链?详解"建筑界最黑科技"前世今生

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中国为何一心想学德国PC装配式建筑产业链?详解"建筑界最黑科技"前世今生

发布日期:2018-05-28 编辑:建筑模台 点击:

近几年,随着建筑工业化及建筑产业化的发展进程热度越来越高,混凝土预制件和预制装配式建筑越来越多的受到关注,这个看似很新的产业吸引了大量企业资金和资源投入,以求在未来的发展中占得先机。钢筋桁架楼承板德国是现代建筑工业化先驱,有完善的PC装配式建筑产业链,因此中国企业加强了和德国企业的合作交流,想将完整产业链模式引进到国内。这篇文章通过对国际先进国家的研究学习,希翼给现阶段国内PC装配式建筑领域的从业人员一些思考和启示。

 

  什么是PC构件?

 

  建筑模台“ PC为precast concrete(混凝土预制件)的英文缩写,在住宅工业化领域称作PC构件。英语:Precast Concrete ,故又称PC构件,是指在工厂中通过标准化、机械化方式加工生产的混凝土制品。

 

  与之相对应的传统现浇混凝土需要工地现场制模、现场浇注和现场养护。混凝土预制件 被广泛应用于建筑、交通、水利等领域,在国民经济中扮演重要的角色。

 

  与现浇混凝土相比,工厂化生产的混凝土预制件有以下优势:

 

  安全

 

  对于建筑工人来说,工厂中相对稳定的工作环境比复杂的工地作业安全系数更高;

 

  质量

 

  建筑构件的质量和工艺通过机械化生产能得到更好地控制;

 

  速度

 

  预制件尺寸及特性的标准化能显著加快安装速度和建筑工程进度;

 

  成本

 

  与传统现场制模相比,工厂里的模具可以重复循环使用,综合成本更低;机械化生产对人工的需求更少,随着人工成本的不断升高,规模化生产的预制件成本优势会愈加明显。

 

  环境

 

  采用预制件的建筑工地现场作业量明显减少,粉尘污染、噪音污染显著降低。PC建筑模台模具

 

  混凝土预制件的历史

 

  混凝土预制件最早起源于德国,混凝土预制件在德国的发展历史和混凝土材料、预制件建筑的需求和混凝土材质审美观念三块的发展密切相关。

 

  混凝土材料的发展

 

  约瑟夫·阿斯谱丁,英国人,泥水匠。1824年10月21日,他在利兹获得英国第5022号的“波特兰水泥”专利证书,从而一举成为流芳百世的水泥发明人,但其发明的水泥的稳定性无法保证,直到1844年,同为英国人艾萨克·查尔斯·约翰森进行了本质性的改良奠定了今天硅酸盐水泥的发明。1年后,既1845年,德国生产出了人造石楼梯,即德国的第一个混凝土预制件,开启了德国混凝土预制件的历史,以下以大事记的方式来说明德国混凝土预制件的历史:

★1845年,德国生产出了人造石楼梯,即德国的第一个混凝土预制件

 

  ★1849年,法国园丁约瑟夫·莫尼尔(en:Joseph Monier(英文)于1849年发明钢筋混凝土并于1867年取得包括钢筋混凝土花盆以及紧随其后应用于公路护栏的钢筋混凝土梁柱的专利

 

  ★1850年到1870年,随着1850年德国制造出第一批硅酸盐水泥,之后的20年,被大量应用到水泥管的制造中。

 

  ★1870年,随着流动砂浆的配方确定,房屋立面的装饰线条,立柱,栏杆等装饰构件得到大量的生产;屋面的混凝土预制瓦也得到大量的生产

 

  ★1878年,普鲁士州颁布硅酸盐水泥的规范

 

  ★1890年,德国工程师C.F.W Doehring 对自己发明预应力混凝土申请专利

 

  ★1903年,德国汉堡建筑企业Juergen Hinrich Magens 建立世界上第一个商品混凝土搅拌站,第一次对可运输的“商品混凝土”申请专利。

 

  ★1907年,用混凝土预制件建造柏林国家图书馆的穹顶

 

  ★1912年,John E. Cozelmann 用钢筋混凝土预制了多层建筑的所有构件,并为此申请了专利。

 

  ★1929年,第一条钢筋混凝土马路被修建。

 

  ★1930年,研发出用于地下工程的有缓凝要求的混凝土

 

  ★1940年前后,混凝土预制件也被大量用到军工需要的场所。

 

  ★1948年,第一座预应力混凝土桥梁在西德被修建。

 

  ★1954年,新的商混搅拌运输车的发明代替了老的运输工具,全国50%的水泥产量由商混站来消耗。

 

  ★50年代和60年代,东德地区和西德工业区造了战后大量的多层预制板式住宅楼。

 

  ★60年代末,德国Filigran企业发明了钢筋桁架,同时也发明了钢筋桁架叠合楼板

 

  ★1978年,钢纤维混凝土得到大量的应用。

 

  ★80年代中期,德国Filigran企业发明了预制钢筋桁架叠合墙板

 

  ★90年代,板式预制构件的流水线设备得到了大量的发展

 

  预制建筑的需求促进了混凝土预制件在该领域三个方面的发展

 

  预制房屋

 

  随着80年代双面叠合墙板的发明,很多房屋的地下室纷纷采用叠合板体系来建造,其建造速度加快。随着复合功能的预制墙体纷纷开发出来,以及对节能的要求,如今活跃在预制房屋市场上除了木结构的高品质House之外,还有大量全预制的混凝土预制排屋和别墅。

 

  预制多层住宅

 

  预制多层住宅主要是二战之后,随着经济的复苏,战后的重建,以及外国劳工的引入,需要大量的住房,而传统的别墅式多样化的住宅无法满足发展的速度,因此单一标准化的预制板式多层住宅楼被大量设计和建造,极大的促进和扩展了混凝土预制件的设计生产和施工的产业链。这也使得之后的产品升级换代以及生产设备升级换代成为可能和必然。

 

  预制公共建筑及工业建筑

 

  公共建筑随着人们的生活及工作需求本身也是在不断的发展过程中,随着钢筋桁架叠合楼板的发明和完善,大多办公楼式的公共建筑采用无梁楼盖式的板柱结构体系,建筑师对这类建筑的立面特殊设计也彰显出这类办公楼的美观大气,大量的使用也促进了桁架叠合楼板体系的设计,生产和施工的研究提升。

 

  而公共停车楼也是促进了预制梁柱,以及大跨度预应力双T板的大量应用。而工业建筑方面,预制混凝土结构的厂房也是一直延续下来,期间也出现了材料组合多样化,比如预制柱与木结构的预制梁结合,加上钢结构与混凝土的结合。这类多样性的组合也使得很多预制构件的连接方式方面出现很多创新。

德国PC装配式建筑发展历程

 

  起源:德国以及其他欧洲发达国家建筑工业化起源于20世纪20年代,推动因素主要有两方面▼

 

  社会经济因素

 

  城市化发展需要以较低的造价、迅速建设大量住宅、办公和厂房等建筑。钢筋桁架楼承板

 

  建筑审美因素

 

  建筑及设计界摒弃古典建筑形式及其复杂的装饰,崇尚极简主义的新型建筑美学,尝试新建筑材料(混凝土、钢材、玻璃) 的表现力。

 

  在20世纪20年代以前,欧洲建筑通常呈现为传统建筑形式,套用不同历史时期形成的建筑样式,此类建筑的特点是大量应用装饰构件,需要大量人工劳动和手工艺匠人的高水平技术。

 

  随着欧洲国家迈入工业化和城市化进程, 农村人口大量流向城市,需要在较短时间内建造大量住宅、办公和厂房等建筑。标准化、预制混凝土大板建造技术能够缩短建造时间、降低造价因而首先应运而生。

 

  德国最早的预制混凝土板式建筑是1926 ?1930年间在柏林利希藤伯格-弗里德希菲尔德(Berlin-Lichtenberg,Friedrichsfelde)建造的战争伤残军人住宅区。该项目共有138套住宅,为2~3层建筑。如今该项目的名称是施普朗曼(Splanemann)居住区。该项目采用现场预制混凝土多层复合板材构件,构件最大质量达7t。

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