德国装配式住宅工业化发展态势_四_王志成

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(接上期)六、德国装配式住宅产业发展动向
本世纪以来,德国是装配式住宅(AH)工业化发展的成熟期,也是绿装配式住宅(GPH)与绿装配式建筑(GAB)的创新发展期。特别是2010年开始致力推动GPH 与GAB 发展的德国城市规划建设局新型建筑规划小组指出:GPH/GAB 不是一般的三次产业分类,而是系统化可持续产业的概念;因为它是社会化大生产的客观需要,是新产业经济的产物。
近年来,依托于GPH/GAB 创新发展的规模化,德国成片社区兴起开发GPH/GAB 热潮;越来越多的老牌公司和开发商开始将投资与建设向GPH/GAB 倾斜,由原来建筑界与房地产业快速周转、赚快钱的思路,转向具备持续造血机能及良好增值空间的GPH/GAB 产业转移。
德国领军涉足GPH/GAB 工业化发展的公司有Sommer 、Hilti、Hochtief、Noto Furlong、SAA 工程和ECS 建筑公司等,其项目形式主要是装配式住宅、装配式住宅区以及度假酒店、度假村和休闲别墅等绿装配式建筑。例如,现在德国的乡村别墅已经以GPH 为主,符合被动式房屋标准,不需设计施工装修公司,直接房屋公司,房屋的设计施工装修以及家具家电等一站搞定,像买汽车一样买房子。
随着全国可持续发展战略的深化发展,
有关GPH/GAB 新的生态价值观正在成为德国规范房地产业与建筑界行为的主要指导原则。现在德国,有超过39%的新建独立建筑是GAB;而新建的住房有超过63%是GPH 的。Hochtief 建筑施工公司总经理巴斯顿认为,“GPH/GAB 的可持续发展,不但具有工业化的科学性,
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理性地给企业相关的结果。而其他专业
的独立于大学以及企业之外的研究机
构,则在材料、力学等方面有着深厚的
实用性研究的积累,大大促进了新技术
新产品的发展。
经典范例:关于这方面的一个经典例子
就是Filigran公司。Filigran是个小型
家族企业,主要从事钢结构方面的产品
的研发和生产,但也是这家小公司,发
明了钢筋桁架,联合了汉堡、德雷斯顿
大学等科研单位,对钢筋桁架叠合楼板
进行了大量研究,形成成果,比如如何
实现双向叠合楼盖等,叠合板裂缝分析
及对策等,最终形成行业标准,对钢筋
桁架叠合板的全球应用产生了深远的影
响。
第二链节:设计
链节主体:①专业建筑结构事务所;②
专业水电冷暖设计事务所;③预制建筑
深化设计事务所;④大型构件集团内部
设计部门;⑤专业软件供应商。
产业流程:预制装配式建筑的设计在德
国也是分工有序,是各事务所之间的紧
密合作,首先是建筑事务所牵头与客户
对接,然后相关的机电专业如水、电和
暖专业的专业事务所也会受委托进行专而且还兼具创新产业的生态人文性。”
例如,德国Hilti预制装配集团与Noto
Furlong国际集团合作开发的南达姆施
塔特市城区Kranichstein项目;施瓦本
建筑集团和Hochtief建筑施工公司联
合新建的海德堡市BSC新城区项目,都
是德国GPH/GAB建筑的典范。例如BSC
新城区项目建成有1500多套GPH,还
有相应配套的商店、饭店、写字楼等
GAB建筑;该项目在2014/2015年度“国
际装配式建筑大奖赛”上,从来自20
个国家的百余个项目的竞争之中脱颖而
出,荣获“年度最佳装配式建筑区域”
的称号。
“我们对于GAB建筑技术和GPH材料
应用在多方面做了大量的实践,相应的
新技术开发与新学科规范也因此发生根
本性的改变。”柏林工业大学现代建筑
学教授丹尼斯·鲍曼博士认为,“GPH/
GAB已经呈现出新一轮德国制造的发展
趋势,以实现新产业与4.0工业化的协
同进化和可持续发展。”例如,Sommer
设备技术有限公司与SAA工程有限公司
共同开发了一种新型机器人系列化生产
线,基于CAD系统探制自动化生产三明
治墙、保温双面墙、多层实心墙及异形
楼板等复杂预制构件;其生产速度快,
产能效率高,智能灵敏度也高,打开了
复杂预制构件生产应用的新篇章。又如,
德国Sto集团公司的预制构件产品在装
配式建筑领域一直保持着技术和市场的
领先优势,并在此领域拥有150多种
专利,是欧洲专利局注册最多的厂商。
该公司新开发的StoAG系列新材料构件
产品,相继通过了ISO9001质量体系认
证和ISO14001环境管理认证,并在国
际上达到了ISO9002要求。这家创建于
1835家族企业目前在欧洲有23家子公
司和61家直销机构,而在全球其他地
区也拥有5家子公司和20家经销商。
每年为全球提供了近30亿平方米的装
配式建筑的构件产品;其外墙外保温市
场份额在欧洲达到40%。Sto集团公司
总裁费拉尔德介绍:“StoAG产品均有
一个系统思想的共性,那就是说只有系
统地使用Sto的成套产品,才能保证达
到最完美的质量。这一指导思想适用于
外墙外保温系统、外墙装饰系统以及立
面垂挂系统,并适用于GPH/GAB内墙装
饰到无裂缝隔音及隔热系统的整个构件
过程。”
“装配式建筑是一场建筑业的工业化科
学革命,体现在研发、设计、生产、施
工、运营及维护等各方面链节主体的集
约一体化,才能形成全产业链体系的现
代工业化。”德国GDSPR首席顾问恩里
克·贝克霍教授认为,“全产业链体系
表现一种需求与供应的关系,而与每个
链节主体相应的产业流程,则是装配式
建筑工业上下游产业链的基础和支柱;
只有这条产业链上的所有企业达到运行
同步、协调发展,每个企业才能受益。”
下面介绍当今德国装配式建筑工业上下
游产业链的链节主体与产业流程概况:
第一链节:研发
链节主体:①专科大学与应用技术大学;
②专业研究机构;③企业内部研发部门
和实验室。
产业流程:德国在产学研的结合方面一
直是走在前沿的先进国家,在装配式
建筑领域的技术和产品研发方面,德国
有很多大学和应用技术大学都与相关产
品和技术研发需求的企业或者企业的研
发部门保持着紧密合作的关系,企业根
据自身产品和技术革新所需的要求,向
大学提出联合或者委托研究,大学在理
论和验证性实验方面具备完整的科研体
系,能科学地完成相关科研设定目标,
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项设计,而预制构件深化则是和结构设计基本结合在一起,也有分开的情况。经典范例:但是大型构件集团的设计部门则会单独完成构件的深化,如FDU 公司。而各事务所所用的软件,经常会是像Nemetschek,Tekla 等公司开发的基于类似于Allplan 平台的设计软件,而相关的产品企业,涉及各个专业的,则会积极开发数字系统,融入到软件数据库中,方便设计师们进行设计。同时BIM 的原理得到广泛的应用,设计成果不仅仅是图纸还有大量的数据和清单,为了后面与生产系统以及各企业ERP 管理系统方便对接。第三链节:生产
链节主体:①各类预制构件生产厂商;②流水线系统控制软件供应商;③各类预制构件所需埋件与耗件供应商;④各类生产设备供应商;⑤特殊物流工具及车辆供应商;⑥各类工人培训机构及协会。
产业流程:德国强大的机械设备设计加工基础也使得预制构件的生产形式得到了变革式的飞跃发展。因此,随着装配式建筑的发展,大批预制构件生产企业也纷纷成立,经历了繁荣,也面临着市
场需求减少所带来的困境。而对于构件的运输,特殊的运输车辆也是在这个发展的过程中被车辆供应商结合需求不断地开发出来。最后值得一提的还有在这个生产系统下面的各个厂家的协会。协会在产品标准、研发、协调等方面起着重要的作用。
经典范例:板式构件的加工,由于有了像Vollert、Avermann 这类专职于做设备加工的企业和Uni technik 集团以及SAA 工程有限公司这样的生产控制系统的软件供应商的支持,流水作业变为可能,而
且摆脱了传统板式构件预制必须具备固定模数尺寸的限制,在不减效的情况下自由度提高,更加能满足个性化的需求。非板式构件的加工,同样受益于机械设备和模具制造厂家的发明创造;长线台的灵活性,预制楼梯和梁柱的多尺寸的适应性,固定方式的科学性等,后面站了一大堆的家族企业,孜孜不倦地开发新产品,完善技术。第四链节:施工
链节主体:①专业建筑施工企业;②施工所需支撑体模板及其它辅材供应商;③专业吊装设备供应商;④建筑施工机械临时办公室租赁公司。
产业流程:装配式建筑的工业化施工,是指采用构配件定型生产的装配施工方式,按照统一标准定型设计,在工厂内成批生产各种构件,然后运到工地,在现场以机械化的方法装配而成的建筑。经典范例:德国大多数建筑施工企业都有着预制建筑的施工经验,从Hochtief, Zueblin 这些大集团公司到地方上的小家族企业。旭普林的某总部办公楼就是预制建筑在德国公共建筑中的经典案例,完成了很多预制建筑领域的创新和施工技术的创新。而像Peri、Doka 这类公司则是对这些施工企业在工具和支撑、模板等方面给予了莫大的支持。Liebherr 这类公司则是在吊装机械方面做着贡献。同样在施工领域,预制建筑方面也有专门的协会,促进着交流与创新。
第五链节:运营及维护
链节主体:①专业FM 物业管理公司;②既有建筑改造专业公司;③检测公司;④维护所需材料供应商。
产业流程:指对于新建的装配式房屋及配套的设施设备在入住运营中的日常维护和管理:包括房屋管理、设施设备管理、房屋及设施设备管理、房屋管理和
维护等。而德国战后所建的多层板式住宅楼,由于当时的技术条件和建造条件的限制,经历了半个世纪,面临着大量的维修维护和改造。
经典范例:像西伟德建材集团,他们在德国提供大量改造类项目以及维修维护类项目所需的特殊建材。而新建的复合很多功能的预制建筑则也面临着有效的能源管理、物业管理等,所以专业的物业公司在德国也是常常见到。
七、德国装配式住宅发展趋势
发展中的工业4.0德国制造给德国建筑业带来了新的变革和重大影响,各种新概念和新模式不断涌现,诸如产业链有机集成、并行装配工程、低能耗预制、绿化装配、机器人敏捷建造、大规模定制、网络化建造和虚拟选购装配等;未来德国的装配式住宅与建筑的建造系统必将超越现有企业模式与工业形式的范畴。其行业转型和产业变革的发展趋势有:
一是从LS 向OS 发展。目前德国装配式住宅的技术发展趋势是从闭锁体系(LS)向开放体系(OS)转变,原来的LS 的生产重点为标准化构件,并配合标准设计、快速施工;但缺点是结构形式有限、设计缺乏灵活性,也没有推广模数化。向OS 转变发展,可致力于发展标准化的功能块、设计上统一模数;这样易于统一又富于变化,方便了生产和施工,也给设计者与建造者带来更多更大的装配性自由。
二是连接装配UFCS 化。德国建筑大师华根·菲尔德曾提出:“运用最先进的技术方法开发一种连结点,已变成一项基本任务,这将在很大程度上决定一个结构的最终特征。”现在德国装配建筑界,有关连结装配的施工作业方式主要是湿体系与干体系。但是湿体系作业的标准较低,所需劳力较多;而干体系就是螺丝螺帽的结合,其缺点是抗震性能较差,没有湿体系防渗性能好。德国建筑界正在创新发展采用现浇和预制装
配相结合的万能柔性连结体系(UFCS)。采用UFCS 可利用虚拟激励等方法分析并确定连结构件的频率比、阻尼比和质量比等参数,其显著效果是:能按装配作业配套需要,及时安排所需零件的加工;及时实现预制生产,从而减少毛坯和在制品的库存量,缩短生产周期;提高装配构件的利用率,减少设备数量和厂房面积;减少直接劳动力,提高装配构件与建筑质量的一致性;因而经济效果显著。
三是向“SPM&IDS”集成发展。装配式住宅与建筑的结构设计是多模式的,一是填充式,二是结构式,三是模块式,目前模块式在德国的发展相对比较快。德国建筑界今后将从只强调结构的装配式,向结构预制式(SPM)和内装修系统化(IDS)的“SPM&IDS”集成方向发展。因为装配式住宅既是主体结构的工业化也是内装修部品的产业化,两者相辅相成,互为依托,片面强调其中任何一个方面均是错误的。
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四是实现WIC 信息平台支持。今后德国装配式建筑界将会更加强调信息化的管理与应用,通过LAE、CAE、BIM 等信息化技术搭建装配式建筑工业化的咨询、规划、设计、建造和管理各个环节中的信息交换平台,实现全产业链(WIC)的信息平台支持,以“现代信息化”促进“可持续装配工业化”,是实现装配式住宅全生命周期和质量责任可追溯管理的重要手段。
五是发展智能化装配模式。目前建筑业对劳动力资源的需求越来越紧缺,特别是装配建筑的施工现场,需要吊装、搬运、装配和连接等大量工人。德国建筑界正在致力发展智能化装配模式,以大量减少施工现场的劳动力资源;其出路是不断发明推广机器人、自动装置和智能装配线等,同时创新采用附加值高的装配式构件与部品,使施工现场不再需要更多大量脏而笨重的体力劳动。这种智能化装配模式比以往建造模式大大节约了人力资源,同时可以提高施工效率,进而又缩短了工期。
六是发展新一代装配工程技术。随着经
济与生活的发展,各种多样化、多变化、个性化与人性化的住宅与建筑开始在城市中不断出现,这些住宅与建筑由于功能和形式的需求,无法用传统的建造方法实现,这一发展趋势的装配住宅与建筑追求的美感不再是比例或顺序,而是充分地表现活力和动态。而顺应这一发展趋势的装配建筑企业必须发展新一代装配工程技术,不断创新装配工艺与发展构件技术,以推出必须适应的异形构件与功能部品,采用
特殊相应的装配技术和施工方法。
七是装配模式定制网络化。随着网络技术的迅速发展,将给德国建筑界带来装配模式定制网络化的新变革。“未来基于网络定制的住宅装配模式主要包括:定制环境内部的网络化,实现定制过程的住宅装配;定制环境与整个装配企业的网络化,实现定制环境与企业产业链信息系统等各子系统的装配交易;企业与企业间的产业链网络化,实现企业间的装配式住宅与建筑资源的共享、组合与优化利用;通过网络,实现异地定制装配式住宅。”德国达姆斯达特装配式住宅研究所(GDSPR)所长弗兰茨·兰
帕德指出,“未来德国装配模式定制网络化,其影响的深度、广度和发展速度往往远超过其他国家人们的预测。”八是装配构建体系绿化。绿化建筑结构体系是标志一个国家经济以及工业化、现代化的发展水平,新型的绿化建筑结构体系必然在未来装配式住宅与建筑中广泛应用。当前德国正在重视发展以复合轻钢结构、钢/塑结构、生物质/木结构等为主的新型绿化装配构件体系,其目标是使装配式住宅与建筑从设计、预制、运输、装配到报废处理的整个住宅生命周期中,对环境的影响最小,资源效率最高,使得住宅与建筑的构件体系朝着安全、环保、节能和可持续发展方向发展。■(全文完)(译据美国佛瑞斯特研究院的院刊《佛瑞斯特经济》杂志2015年9月号~10月号,原文作者:德国建筑技术学院教授、德国达姆斯达特装配式住宅研究所顾问安得烈·R·杰姆斯)

本文发布于:2024-09-21 16:35:02,感谢您对本站的认可!

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