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1、摘要建筑业作为国民经济的支柱产业，在社会发展中发挥了巨大的作用。然而，在建筑活动中，资源和能源的过度消耗引起了我们的高度重视。人类赖以生存的生存环境受到越来越严重的破坏。同时，随着社会的进步，人类的生活方式也在日新月异地变化。越来越多的人希望得到更好的生活质量和舒适的生活环境。然而，我国传统的粗放式施工方法已不能解决这些问题。建筑的设计和施工必须从理念和技术上进行创新。目前，我国建筑产业已进入转型升级的关键时期和必要时期，建筑产业化建设模式已成为新的发展方向。新型工业建设模式既是生产力和生产方式的进步，也是人类倡导的绿色建筑技术的体现。也是实现建筑产业可持续发展的重要手段1。本文采用文献资料整
2、理、网络调研的方法，梳理了国内建筑工业化发展的阶段历程，对比国内外在预制混凝土发展上存在的差距。再采用对比传统粗放式施工方式的方法，结合预制混凝土结构技术体系与结构连接技术体系的方法，探索今后国内预制混凝土发展策略，最终获得实现绿色营建技术与可持续发展的相关启示。关键词：预制混凝土；技术体系；发展现状；I第一章 绪论1.1研究背景及意义1.1.1 研究背景1) 建筑建设活动对资源能源的过度消耗和对生态环境的严重破坏我国幅员辽阔，资源总量丰富，但人均资源远远低于世界人均水平。建筑活动的大规模发展消耗了越来越多的不可再生资源，产生的废气等污染物对生态环境具有巨大的破坏作用。有资料显示，建筑在建筑施
3、工、使用、运行和维护中的建筑能耗占社会总能耗的46%，而住宅建设的主要建筑活动占社会总能耗的37%，建筑垃圾占社会垃圾总量的45%。如此一来，生态环境破坏问题愈演愈烈，资源枯竭、能源枯竭的问题越来越严重。在传统的建筑施工过程中，不合理的开发利用资源和能源消耗，造成水土流失、土地沙化、碳排放等环境问题，施工过程中产生的粉尘、噪声、工业废弃物和建筑垃圾等，将给建筑业带来前所未有的巨大考验生态环境的自我循环。因此，改变传统粗放式的建设模式，探索新的产业建设模式，发展集约化建设的新理念，已成为人们寻求解决建设与生态环境矛盾的有效途径。要依靠建筑业转型升级，走新型产业发展道路，实现生态环境的可持续发展。
4、2）现代化生活方式的转变对建筑建设质量与生活品质提出了更高的设计要求改革发展后，我国经济实现了快速发展，国内建设由数量需求向质量和生活质量需求转变。消费者对住房等产品舒适性的满意度。居住环境质量提出了越来越高的要求。然而长期以来，国内住宅建设模式一直采用粗放的人工操作模式，施工质量不高。性能不合标准，存在大量的房屋开裂、渗水漏水等质量问题。住宅产业化的引入，为住宅建设水平的提高带来了机遇。工业建筑模式融合了先进的科学技术和建筑理论，产品设计质量好，构件生产效率高，极大地提高了居住建筑的性能。同时，基于可持续发展的理念，住宅建设产业化在生产建设中大大降低了资源和能源的消耗，减少了垃圾的排放，是一
5、种真正意义上的现代化建设新方式3）国内建筑行业的发展到了产业转型，战略各型的必要阶段生产方式决定着生产质量、规模效益和资源消耗程度。从生产方式上看，我国建筑业的弊端主要体现在以下几个方面：一是施工方法落后，技术集成能力不足；二是以人工操作为主，产业技术含量低；三是，工程项目实行合同管理，管理水平不足；四是施工人员集中在农民工中，工人技能水平低；五是设计、生产、施工环节相互分离，综合效益难以提高。这些都是传统住宅生产方式存在的共性问题。要消除旧模式带来的问题，发展和推广新的产业建设模式，注重住宅全生命周期的设计质量，提高住宅产品的综合价值，促进住宅产业现代化。我国虽然对建筑工业化进行了长期的理论
6、研究和实践尝试，但工业化的发展水平还很难提高，建筑产业化发展已经有十年的时间，但工业化水平仍然较低。从目前建筑业现代化的发展来看，我国建筑设计仍停留在高能耗、高污染、低效率的粗放式发展模式。建筑业仍然是劳动密集型产业，与新型城镇化、工业化、信息化的可持续发展要求相去甚远。新的产业建设模式是对传统生产建设模式的一次重大变革和彻底变革。它是将工业生产标准化、组织化的运行管理模式应用于建筑设计和生产制造的全过程。改变国内建筑业的发展现状，摆脱对传统建筑模式的依赖，构建新型住宅工业建筑体系，生产低能耗、高标准、耐用的住宅产品。国内建筑业转型升级的时代正式到来，这将是一场深化改革的运动，是一场全行业、全
7、领域的建筑模式变革。这不仅是设计理念和建设模式的转变，更是产业发展和规划理念的创新，是建筑业从传统走上新型工业化发展道路的最佳时机。1.1.2研究意义工业化建筑的概念由来已久，为应对战后经济复苏，预制混凝土建筑属于建国后就在我国开始推行，但由于工业水平限制，最终被现浇体系建筑取代。随着近年我国工业化技术水平的提升，以及社会价值取向的改变，预制装配式混凝土建筑热潮将重新开始。1)绿色理念要求我国经过了一个短期的大规模建设时期。粗放的快捷建造已经不为社会所需要。快速的建设需求被高质量的建设所取代。社会价值取向和政策导向强调节能环保绿色理念 据统，每年建设用水量占城市总用水量的47%。建筑能耗占总能
8、耗的35%。只有住宅建筑用钢约占全国钢材消费量的30%，水泥约占全国水泥消费量的25%。现浇系统以其施工方法简单、结构特点强等优点，在满足我国上个世纪的施工需要的同时，也造成了大量的资源浪费，施工现场不可避免地产生了大量的污染，对环境造成了破坏，这与当前的绿色建筑理念背道而驰。在当今工业水平的支撑下，预制混凝土技术可以高精度、高效率地使用建筑材料。预制施工现场以干作业为主。它大大减少了对环境的破坏，完全符合绿色节能环保的理念，能够更好地服务于我国当前乃至未来的建设需要。2） 人力资本需求建筑建设是一个劳动密集型的活动，现浇体系下，几乎完全现场作业的方式更是需要大量的劳动力参与。随着社会发展，廉
9、价的劳动力越来越少，同样的建造过程所需要的人力资本增加，这也导致现浇建造体系不再适用于当下建筑建造过程。 预制装配式混凝土技术是高工业化程度的技术体系，预制的生产过程和装配的施过程，是对劳动力资源的全新利用模式，减少了对体力作业劳动者的需求，转向对技术工种的需求，整个生产建造流线分工更加明确、精细、合理。预制装配式混凝土技术对劳动力的需求结构符合了现阶段我国劳动力结构的变化趋势。 3）建筑工业化技术的提升预制装配式混凝土技术日前在住宅设计建造领域应用十分广泛，而这一应用更多的是一个标准化、模数化的过程，而在公建设计领域，兼顾标准化、模数化的同时，应是一种多元化的设计表现途径。国内建筑市场，预制
10、装配式混凝士技术几乎仅被狭隘的应用在工业化住宅领域，反观国外PC技术公建化实践，结合混凝土可塑性，建筑师利用PC手段，在建筑结构、空间、立面上做了大量设计尝试，对混凝士材质的表达进行了生动而丰富的演绎，本文通过国外的建筑工业化发展脉络进行梳理，以时间为线索整理出详尽的发达国家工业化历程，选取各阶段典型代表的工业化住宅，对其设计方法，技术特征进行分析，总结并得出发达国家的预制混凝土工业化发展现状及特征。同样以时间为依据，梳理国内自开展预制混凝土工业化的发展脉络，对比国外发展阶段与特征，分析国内发展尚且不足和差距，以期找到解决问题的途径。1.2 预制混凝土的概述预制混凝土结构是指在工厂中进行混凝土
11、构件的加工生产，再运输到施工现场进行吊装与拼接，形成相应的建筑结构形式，满足建筑的强度，刚度及稳定性的需求。在预制混凝土结构的施工过程中，对与预制混凝土的加工与制作必须进行精密的计算，尽量减少现场作业的环节，从而满足建筑的施工要求，提高施工技术水平。新型建筑产业化是指以标准化设计、工厂化生产、装配式施工、综合装修、信息管理为特征的生产方式，在设计、生产、施工、开发等环节形成完整、有机的产业链，实现产业化，在建筑施工全过程中进行集约化、社会化，从而提高建设项目的质量和效益，实现节能减排、节约资源。为了促进建筑产业化的发展，许多国家政策对建筑产业化提出了明确的要求。1.3 国内外预制混凝土的发展概
12、述1.3.1 国外预制混凝土的发展概述1875年，英国的发明专利w Improvement in the Construction of Buildings w的问世标志着预制混凝土的起源。1989年，国际建筑研究与文献委员会第十一届会议上，建筑产业化被视为建筑技术发展的趋势之一 。在20世纪末，预制装配式混凝土结构已广泛应用于工农业建筑、道路桥梁、水利工程等各个领域并发 挥着不可替代的作用3。(1) 西欧：17世纪开始，欧洲就启动了 “建筑的工业化”之路。20世纪50年代后，装配式大板结构 在法国成为了主要的施工技术，1960年法国的建设科学技术中心认准了大型板式PCa技，到90年代, 法国
13、创建了世构体系。2010年在葡萄牙举行的预制混凝土结构国际研讨会交流了预制装配式混 凝土的最新研究成果囹。欧洲一直积极推行装配式建筑，对后世预制混凝土结构的发展应用影响深远。(2) 日本：成功借鉴欧美的预制建筑成果- 1955成立的“日本住宅公团”代表了其建筑工业化技术的 开端，到70年代逐渐走向成熟，开发了 SI体系、盒子单元等多种建筑形式。总体来说，日本装配式混凝 土建筑体系完备，施工技术先进，施工管理制度严格，综合水平居世界前列。(3) 北美：1991的PCI (预制预应力混凝土协会)会议为预制混凝土结构的发展注入了强大推动力。北美预制构件的重要特点是大型化、大跨度，体现了和预应力技术的
14、完美结合，充分表现出建筑工业化、标准化、经济化等建筑未来发展的新特征。1.3.2 国内预制混凝土的发展概述我国从20世纪50年代末开始学习苏联的工业化建设模式，研发并推广预制装配式混凝土结构技术。至70年代末，基本建立了以标准预制构件为基础的施工技术体系但是由于出现了整体性差，使用过程中存在功能不足，装配式结构生产难以满足大规模的建设需求等问题以及唐山大地震的负面影响，预制混凝土结构的发展陷入困境。随着国家经济实力的增强，施工技术和各种新材料的应用，预制混凝土结构技术的发展有了长足的进步。1.4 预制混凝土研究目的及研究内容1.4.1 预制混凝土研究目的通过整理发达国家的预制混凝土发展历程，总
15、结其发展经验，整理预制混凝土技术体系。分析设计建设过程中存在的问题，指明前进发展的方向:结合混凝土目前所存在的优劣势，展望未来预制混凝土发展的方向。1.4.2 预制混凝土研究内容对国外的住宅建筑工业化发展脉络进行梳理，整理出发达国家预制混凝土发展历程。总结并得出发达国家的住宅工业化发展现状及其特征。梳理国内自开展工业化建设以来的发展历程，对比国外的发展阶段与发展特征，分析国内工业化发展存在的不是和差距，以期找到解决问题的方法。以预制混凝土结构技术体系为主要研究对象，深入分析预制混凝土结构技术体系的国内发展需求。以绿色发展可持续的思想本质，取得当代建筑设计方面的经验启示。第二章 预制混凝土的技术
16、体系2.1预制混凝土结构技术体系结合圈内外目前的体系分类，可将预制装配式混凝土结构大体分为剪力墙结构体系、框架结构体系及框架-剪力墙结构体系等等，具体工程的结构选型可根据其所需的高度、抗震等级、设防烈度和功能需求等来确定4。2.1.1 预制装配式剪力墙结构预制装配式剪力墙是指用预制混凝土楼板来代替结构中的梁和柱的结构体系。装配整体式剪力墙结构工业化程度较高，最大特点是整体性好，承载力高，侧向位移小，因此抗震性能良好。该体系不足之处是房间空间较小，平面布置不灵活，且构造复杂，施工难度高预制装配式剪力墙结构体系分类：全预制或部分预制装配式剪力墙结构、预制叠合式剪力墙结构、预制 装配式大板结构、后张拉预应力装配式剪力墙结构等。
