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October深度剖析日本裝配式技術變遷與技術演進，滿滿都是干貨！
發布者： 和能人居科技
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來源：建筑學報 | 2020年05期
日本住宅生產的預制化建筑
構法理論變遷與技術演進
松村秀一
東京大學大學院
伍止(zhi)超 譯
中國(guo)建(jian)筑標準設計研究院有限公(gong)司
01.
“建筑生產工業化”的概念及內涵
建筑生(sheng)產(chan)的技(ji)術，以及(ji)技(ji)術應用、生(sheng)產(chan)組織方(fang)式等方(fang)面，存在很(hen)大的地域性差異。就(jiu)技(ji)術本身而言，不可(ke)能將日(ri)本經驗照搬應用到中國(guo)，即使可(ke)以采用，在日(ri)本所取得的成果(guo)也不一定能夠在中國(guo)取得同樣效果(guo)。因此，當技(ji)術理論(lun)陷入(ru)各種各樣議論(lun)紛爭的時候，最好(hao)應該首先明確的是(shi)，如何思(si)考(kao)和定義“建筑生(sheng)產(chan)工業化”概(gai)念、內涵及(ji)其(qi)基(ji)本方(fang)法。
當筆(bi)者還是(shi)20來歲初出(chu)(chu)茅(mao)廬的(de)研(yan)究者時，為(wei)探索對事物判斷的(de)標準，深入研(yan)讀(du)了國內外各種對建(jian)筑工業化概(gai)念(nian)的(de)定(ding)義，其中對筆(bi)者影響最大(da)的(de)是(shi)原(yuan)武藏(zang)工業大(da)學江口(kou)禎教授對“建(jian)筑生(sheng)產工業化”概(gai)念(nian)的(de)定(ding)義。它具有完(wan)全超乎筆(bi)者想象的(de)完(wan)美，那時筆(bi)者的(de)人生(sheng)目(mu)標即(ji)是(shi)今后要成為(wei)能寫出(chu)(chu)這(zhe)種概(gai)念(nian)和(he)定(ding)義的(de)學者。
江(jiang)口禎教授是這樣定義“建筑(zhu)生產的(de)(de)工業化”的(de)(de)：“在建筑(zhu)生產中(zhong)促進先(xian)進的(de)(de)工業技術開發(fa)與應用，通過有效地發(fa)揮技術的(de)(de)合(he)理性來改革或(huo)重(zhong)組(zu)建筑(zhu)相關人員的(de)(de)社會系統。它是一種動態的(de)(de)過程(cheng)，其目標可以體(ti)現在以下3個方面(mian)：
首先，對建筑的開發建設者和使用者而言，相對更容易參與到建筑建設行業中來，這不僅可以降低建造成本和縮短建造周期，而且還可以預先把握產品質量并解決用戶擔心的問題等；
其次，對建筑的生產者而言，可以擺脫不穩定的勞動市場及傳統的組織結構，以高度的生產性改善企業利潤；
第(di)三，從更加廣泛的社會角度來看，在建設與國家發展、資源環境、城市建設和人民生活協調發展的優良建筑存量資產方面，不僅承擔著重要的角色，而且正在發揮著主導作用”。
02.
龐大市場需求推動日本住宅工業化發展
歐美發達國家先于日本，為了快速解決巨大的住房數量短缺，在第二次世界大戰后普遍采用了住宅生產的工業化方法。但在之后的住宅工業化發展中，日本是出類拔萃的，表現在住宅建設數量、尤其是可持續性方面。
要通過快速(su)、大規模建(jian)設(she)來解(jie)決住(zhu)房(fang)數量(liang)短(duan)(duan)缺的問(wen)題，就(jiu)要在(zai)相對較短(duan)(duan)的時間內(nei)(nei)實(shi)現建(jian)設(she)目標(biao)。當然，有時也(ye)會(hui)受到國(guo)(guo)家經(jing)濟(ji)和財政狀(zhuang)況(kuang)的影(ying)響而無法短(duan)(duan)期(qi)內(nei)(nei)實(shi)現預期(qi)目標(biao)。但無論如何只要在(zai)一(yi)定時期(qi)內(nei)(nei)努(nu)力(li)建(jian)設(she)，就(jiu)能夠解(jie)決住(zhu)宅數量(liang)不(bu)足的問(wen)題，發達(da)國(guo)(guo)家的經(jing)驗也(ye)可(ke)以充分地說明這個事實(shi)。從(cong)歷年的新開(kai)工住(zhu)宅數量(liang)看，住(zhu)房(fang)短(duan)(duan)缺問(wen)題在(zai)一(yi)定時間中得到緩解(jie)后，住(zhu)宅建(jian)設(she)數量(liang)就(jiu)開(kai)始迅速(su)下降(圖1)。
▲ 1 1950-2008年(nian)間日(ri)本和(he)歐美國家的新建住宅(zhai)開工戶數
然而日本卻并非如此。盡管隨著日本全國47個都道府縣的住宅數量都已超過家庭數量，且由于1973年第一次石油危機爆發，日本開工住宅戶數在此前的持續增長被畫上了句號，并在短期內大幅下降，但在那之后的30多年間，日本仍然保持了“每(mei)年每(mei)千人(ren)新(xin)(xin)增10戶以(yi)上新(xin)(xin)建住宅”的令世界震驚的增長速度。
如(ru)(ru)圖1所示，很少有國家能夠(gou)做到如(ru)(ru)此增速，即便能夠(gou)做到，也(ye)只(zhi)能在一兩年內保持(chi)這(zhe)樣的(de)增長(chang)。雖然對(dui)全世界來(lai)說(shuo)，這(zhe)個巨(ju)大的(de)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)市場(chang)(chang)短期(qi)內仍不會停滯，但像日(ri)本(ben)這(zhe)樣自石油(you)危機之前開始的(de)每(mei)(mei)年每(mei)(mei)千人(ren)新(xin)增10戶以(yi)上新(xin)建住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)的(de)高(gao)水(shui)平增長(chang)持(chi)續了(le)40年，也(ye)就(jiu)是說(shuo)這(zhe)樣自高(gao)速經濟成(cheng)(cheng)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)逐漸(jian)壯(zhuang)大的(de)日(ri)本(ben)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)建設市場(chang)(chang)，是人(ren)類史(shi)上前所未有的(de)。因此，要了(le)解(jie)這(zhe)期(qi)間(jian)日(ri)本(ben)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)市場(chang)(chang)的(de)成(cheng)(cheng)因，特(te)別(bie)是了(le)解(jie)日(ri)本(ben)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)產業的(de)成(cheng)(cheng)長(chang)歷程，必須首先認識到這(zhe)一點。
03.
歐洲式集合住宅、美國式商品住宅與日本式住宅的特點
二戰之后在發達國(guo)家也普遍出(chu)現了(le)巨大(da)的(de)住宅(zhai)建筑需求，然而(er)在住宅(zhai)市場中(zhong)起著(zhu)核心作用的(de)住宅(zhai)生產與(yu)供應方式(shi)上存在很大(da)的(de)地域性差異。
在蘇聯和東歐國家，戰后住宅是由政府機構直接運營管理的公共租賃住房，在法國等西歐國家則一般由非營利性住宅聯盟或住宅公社從政府獲得補貼，來代替政府機關經營公共租賃住房。歐洲國家的戰后(hou)(hou)住宅(zhai)形態通常(chang)都是集合住宅(zhai)。而在(zai)美(mei)國，戰后(hou)(hou)住宅(zhai)主要是自持住宅(zhai)，且(qie)為獨(du)戶式住宅(zhai)，公共集合住宅(zhai)在(zai)美(mei)國戰后(hou)(hou)住宅(zhai)建設中所占(zhan)份額很少。一個典(dian)型的(de)例子是(shi)萊維頓(Levit Town)住(zhu)宅(zhai)(zhai)區(qu)，在1940年代末至(zhi)1950年代初風靡世界，在住(zhu)宅(zhai)(zhai)用地上開發建設的(de)獨戶(hu)式商品住(zhu)宅(zhai)(zhai)是(shi)美國戰后(hou)住(zhu)宅(zhai)(zhai)建設與供給的(de)重點(dian)。
長期延續的(de)(de)巨(ju)大住宅市場需求是日本獨(du)有(you)的(de)(de)歷史(shi)現(xian)象。日本戰后住宅分為3種類型: 第一種是1951年后一直由地方政府直接經營、與蘇聯類似的公共住宅(形態上不僅有集合住宅，還有獨戶式住宅)；第二種是類似美國的獨戶出售的住宅金融公庫(現為金融支援機構)融資住宅；第三種是1955年后類似西歐模式的日本住宅公團(現為UR都市機構)住宅。3種類型都(dou)是因(yin)政(zheng)府住房政(zheng)策而出現的產物(wu)，且(qie)都(dou)一直持續到今天。
從建設數量來看，日(ri)本住宅(zhai)以獨戶式(shi)自持住宅(zhai)為主，且與美國式(shi)商品住宅(zhai)不同(tong)，是一種定制性住宅(zhai)，日(ri)本在這(zhe)個(ge)領域中的工業(ye)化發展在全世界范圍內都無可匹敵。但本文(wen)不對民營企業所主導的(de)(de)獨戶(hu)式定制住宅進行論述(shu)，而(er)是將(jiang)話題(ti)聚焦在中國(guo)當前正在關注的(de)(de)集合住宅的(de)(de)工業化(hua)領域上。
04.
國際上預制混凝土住宅建筑的兩種不同類型
中國和日本一般將鋼筋混凝土用于集合住宅的建筑結構骨架，在工業化生產中通常用預制混凝土代替現澆鋼筋混凝土。這種最初由歐美發明和開發的預制混凝土有兩種不同的類型：一種作為結構和基底，最終施工(gong)建設完成(cheng)的裝飾面(mian)會(hui)將(jiang)其隱藏(zang)起來(lai)；另一種則通過表面(mian)的材料和顏色(se)來(lai)裝飾建筑物外立面(mian)。美國(guo)建(jian)筑(zhu)技(ji)術相關人(ren)員稱前者(zhe)為“工作式混(hun)凝土”(job concrete)，后者(zhe)為 “建(jian)筑(zhu)式混(hun)凝土”(architectural concrete)，并解釋(shi)說，這兩種(zhong)預制混(hun)凝土類型(xing)的(de)價格和制造工廠完全(quan)不同。
比如在歐洲常見的預制成品——?預制混凝土空心樓板(圖2)，現場施工完成樓板的表面做法后是看不見混凝土本身的，即典型的“工作式混凝土”。圖3和圖4是1990年代在丹麥考察時拍攝的同一棟集合住宅施工現場照片，建(jian)(jian)筑墻體(ti)等主(zhu)要結(jie)構(gou)部(bu)件都使用了預制(zhi)混凝土(tu)，但建(jian)(jian)筑墻體(ti)構(gou)造的外側有(you)保溫材料(liao)，最外側采用了磚成(cheng)品砌塊，這也是(shi)一種(zhong)典型的“工作(zuo)式混凝土(tu)”。
▲ 2 歐洲建筑工地的預(yu)制混(hun)凝土樓板
▲ 3 1990年(nian)代丹(dan)麥集合住宅建筑工(gong)地，前面這棟(dong)樓正在施工(gong)過程中，后(hou)面那棟(dong)樓就是(shi)預制混凝土(tu)類型的“工(gong)作(zuo)式(shi)混凝土(tu)”，外側采用磚成品砌塊(kuai)
▲ 4 可(ke)以清(qing)楚地看(kan)到(dao)墻(qiang)內側到(dao)墻(qiang)外側的(de)(de)預制(zhi)混凝土類型的(de)(de)“工作式混凝土”、保溫(wen)材料和磚成品(pin)砌塊(kuai)構成
在1980年代巴黎郊區新城鎮建造的著名的Picasso Arena集合住宅，像天然石材質的具有裝飾性細節的成排立柱(圖5)和住戶外墻(圖6)全都是通過建(jian)筑(zhu)材料添加顏料的(de)預制混凝(ning)(ning)土，這就是典型的(de)“建(jian)筑(zhu)式混凝(ning)(ning)土”。
▲ 5 1980年(nian)代(dai)巴黎Picasso Arena住宅
▲ 6 Picasso Arena住宅的(de)預制外墻
兩種預制混凝土類型的區別在是否易于現場澆筑與制造。顯而易見的是，外部看(kan)不到的“工(gong)作式混(hun)凝土(tu)”非常易于(yu)澆筑與制作。而“建(jian)筑式(shi)混凝土(tu)”在現場澆筑和制作中(zhong)無法實現各種不同顏色的(de)表達(da)，一些部(bu)件剖面也并非簡單的(de)形狀，難以在現場澆筑和制作品質均一的(de)預制建(jian)筑部(bu)件。
通過各種顏色和建筑材料的處理、以及對混凝土表面進行一定材質化加工來表現混凝土本身質地的飾面做法，在日本建筑(zhu)中并不多見，大(da)多建筑(zhu)采用(yong)石(shi)材或瓷磚飾面做法，因(yin)此通常不使(shi)用“建(jian)(jian)筑式(shi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)”這(zhe)一用語。只是(shi)有(you)些(xie)現(xian)場澆(jiao)筑和(he)制(zhi)作難(nan)以完(wan)成(cheng)的地方才會采用預制(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)來實現(xian)，包括高層建(jian)(jian)筑外部幕墻、高強(qiang)度混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)超(chao)高層建(jian)(jian)筑的結(jie)構柱和(he)梁等部分。另(ling)外，雖(sui)然沒有(you)被稱為“工作式(shi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)”，外飾面隱藏下的樓板和(he)墻體(ti)也有(you)采用預制(zhi)的情況。
“建筑式混凝土”難以在現場澆筑、制造，通常價格較高。而“工作式混凝土”可以在現場制造(zao)，與現澆混凝土相比其造(zao)價并(bing)不太高(gao)。因此，當討論預制化(hua)(hua)(hua)、裝配(pei)化(hua)(hua)(hua)和工業化(hua)(hua)(hua)等技(ji)(ji)術在一(yi)個工程(cheng)中是否適用時，如(ru)果對工程(cheng)需(xu)要(yao)哪種技(ji)(ji)術沒有明(ming)確的判斷，就會對整個生產(chan)體系的發展(zhan)方(fang)向產(chan)生誤導(dao)。
05.
始于1960年代的日本預制混凝土建筑構法研究與技術開發
1950年代以來，歐洲集合住宅主要采用預制混凝土大型板的預制建筑構法，其建筑構法的起源之一是磚砌塊的組合砌筑結構方式。
磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊的(de)組(zu)合(he)砌(qi)(qi)(qi)筑方式非常耗時，亟需節(jie)省(sheng)勞(lao)動力的(de)歐洲技術人員發明了如圖7所示的(de)作(zuo)業方法(fa)：首先(xian)將磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊進行排(pai)列(lie)，通過在里面澆(jiao)筑混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)，使磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊一體化后(hou)形成(cheng)一定尺寸的(de)墻板，然后(hou)搬運到現(xian)場進行施工，之后(hou)將磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊省(sheng)去，僅采用鋼(gang)筋(jin)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)來澆(jiao)筑和制(zhi)作(zuo)大(da)型板，最終創(chuang)造了一種預(yu)制(zhi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)土(tu)的(de)大(da)板建筑構法(fa)。
▲ 7 磚砌塊組合大型板的制造(zao)與組裝
筆者(zhe)恩師日本學(xue)士院院士、東京大學(xue)名譽(yu)教授內田(tian)祥哉先生，是(shi)親身經歷并研究1960年代(dai)日本和歐(ou)(ou)美工業(ye)化(hua)建(jian)(jian)筑構法(fa)發展的學(xue)者(zhe)。據(ju)內田(tian)老師說，由于早期磚(zhuan)砌(qi)塊(kuai)結構只(zhi)是(shi)較(jiao)為簡(jian)單(dan)地敷設砂漿并將砌(qi)塊(kuai)砌(qi)筑起(qi)來，于是(shi)以此為源頭產(chan)生了預制(zhi)混凝土建(jian)(jian)筑構法(fa)類型，其(qi)連接節點相對比較(jiao)簡(jian)單(dan)，而像焊接鋼筋等較(jiao)為復雜且費工的節點在歐(ou)(ou)洲也很(hen)少見(圖8)。
▲ 8 磚砌塊組合大型板和(he)樓(lou)板與墻連接(jie)
但實(shi)際(ji)上，日本住(zhu)宅(zhai)幾乎沒有磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊(kuai)(kuai)結(jie)構。日本從1868年(nian)開始明(ming)治維新，積極學習(xi)與(yu)借(jie)鑒(jian)西方(fang)文明(ming)，從歐洲(zhou)引(yin)進了(le)磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊(kuai)(kuai)的(de)結(jie)構技術，當(dang)時(shi)許多建筑(zhu)都是用(yong)磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊(kuai)(kuai)結(jie)構建造(zao)的(de)。但是在1923年(nian)的(de)關東大地震中(zhong)，磚(zhuan)砌(qi)(qi)(qi)塊(kuai)(kuai)結(jie)構建筑(zhu)物大多遭到嚴(yan)重破壞，就此也銷聲匿跡了(le)。而通過一體化現澆(jiao)的(de)鋼筋(jin)混凝土結(jie)構，被認為是最(zui)適合日本這(zhe)個地震多發國(guo)家的(de)結(jie)構方(fang)式。
日本集合住宅最初采用預制混凝土的板式建筑構法(類似我國剪力墻結構)時，無法直接照搬歐洲已經采用的技術。因此，有必要獨(du)自開(kai)發一種預(yu)制混凝(ning)土板式建筑構法，其(qi)抗震性(xing)能也要保證等同于現澆一體的(de)(de)鋼筋混凝土結構(gou)建筑，特別是要解決如(ru)何在節點(dian)處通過鋼筋連接、澆筑混凝土來滿足(zu)良好的(de)(de)性(xing)能要求，以(yi)及如(ru)何保證施工(gong)省時省工(gong)的(de)(de)問題(圖9)。
▲ 9 1961年早期預(yu)制(zhi)混(hun)凝土板(ban)建筑構法(4層(ceng)集合(he)住宅施(shi)工現場(chang)(chang)，樓板(ban)在施(shi)工現場(chang)(chang)制(zhi)造(zao)，呈現出連(lian)接鋼筋和混(hun)凝土端部形狀的復雜外形)
始于1960年左右的這種建筑構法研發，為以提供城市中產階級大量住宅為目標而在1955年由政府推動成立的日本住宅公團發揮了重要的作用。1960年代中期以(yi)來(lai)，住(zhu)宅公團已經把預制混凝土(tu)的板式建筑(zhu)構法實用化，自行建設了預制混凝土(tu)板的標準化工廠，并激發與推(tui)動了民(min)間企(qi)業(ye)的開發和投(tou)資意愿(圖10)。
▲ 10 1965年左右日本(ben)住宅(zhai)公團(tuan)的樣板(ban)工(gong)廠
1970年，根據住(zhu)宅公(gong)團(tuan)當時研究開發的(de)(de)技術(shu)成果，日本創立(li)了(le)適用(yong)于公(gong)團(tuan)住(zhu)宅、公(gong)營住(zhu)宅等所有公(gong)共住(zhu)宅預(yu)制(zhi)混(hun)凝土板式建筑構(gou)法的(de)(de)住(zhu)戶(hu)與樓棟標(biao)(biao)準(zhun)設(she)(she)計體(ti)系，即公(gong)共住(zhu)宅標(biao)(biao)準(zhun)(SPH，Standard of Public Housing)，以(yi)(yi)推(tui)動基于這種(zhong)公(gong)共住(zhu)宅標(biao)(biao)準(zhun)設(she)(she)計的(de)(de)大(da)(da)量住(zhu)宅建設(she)(she)的(de)(de)工程(cheng)訂單。SPH的(de)(de)基本方(fang)法是，住(zhu)戶(hu)平面進深方(fang)向為固定尺(chi)(chi)寸，而開間方(fang)向以(yi)(yi)150mm為單位增(zeng)加，既(ji)可提供各種(zhong)類型的(de)(de)住(zhu)戶(hu)面積(ji)，住(zhu)戶(hu)間分戶(hu)墻也都能采用(yong)相(xiang)同尺(chi)(chi)寸的(de)(de)墻板(圖11)。期望得到大(da)(da)筆(bi)訂單的(de)(de)民間建筑企業對其預(yu)制(zhi)混(hun)凝土工廠進行了(le)設(she)(she)備方(fang)面的(de)(de)投(tou)資。
▲ 11 SPH標準設計平面(mian)布(bu)局(ju)系列(lie)示(shi)例(圖中數字為(wei)榻榻米單位(wei)，a為(wei)富余(yu)量)
確實，在根據SPH預訂預制混凝土產品的初期，由于使用同一套鋼模板可以反復澆筑100多枚預制混凝土板，似乎達到了預期批量生產的效果，然而這種預制混凝土板式構法并沒有持續很長時間。3年(nian)后的(de)(de)(de)1973年(nian)，受世界第一次石油危(wei)機的(de)(de)(de)影響(xiang)，日本經濟增長(chang)顯著放緩，同時由于(yu)住房(fang)數(shu)量(liang)短缺問題已(yi)得(de)到解決，公(gong)共(gong)住宅的(de)(de)(de)總體建設(she)數(shu)量(liang)也隨之下降。而且SPH雖(sui)然具有一定的(de)(de)(de)種類(lei)劃(hua)分，但還是很(hen)難維持標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)(de)(de)住房(fang)供(gong)應。
1973年以來基于SPH的(de)(de)住宅的(de)(de)訂(ding)購(gou)數量急(ji)劇下降，到1979年幾(ji)乎沒有(you)任何訂(ding)單(圖(tu)12)。在此期間，希望獲(huo)得大量訂(ding)單而投資的(de)(de)預(yu)制(zhi)混凝(ning)土(tu)工廠(chang)被(bei)迫關(guan)閉(bi)或(huo)轉產，日本的(de)(de)預(yu)制(zhi)混凝(ning)土(tu)板式建筑(zhu)構法(fa)沒能得以普(pu)及推廣。
▲ 12 ;1970-1979 年間采(cai)用SPH住宅標準設計體(ti)系(xi)的住宅戶數
06.
日本集合住宅的預制復合式建筑構法與技術普及
1970年代(dai)之后，雖然(ran)日本在集(ji)合住宅領域(yu)預(yu)制(zhi)混凝(ning)土(tu)的(de)方法和應用上并沒有實現(xian)新的(de)跨越式(shi)發展，但是以長(chang)期(qi)專(zhuan)注于預(yu)制(zhi)混凝(ning)土(tu)板式(shi)構法的(de)大型建筑企業為(wei)龍(long)頭，采用現(xian)澆混凝(ning)土(tu)與預(yu)制(zhi)混凝(ning)土(tu)相結合且發揮兩種方法所長(chang)的(de)預(yu)制(zhi)復合式(shi)建筑構法在不斷增加。
圖13為具有代表性的基于預制復合式建筑構法的(de)集合住宅施(shi)工(gong)現場，其構法與預制混(hun)凝(ning)土(tu)板(ban)式建筑構法明顯不同(tong)，集合住宅建筑哪個(ge)部(bu)分(fen)需(xu)要使用哪種技術，要基于每個(ge)項目的不同(tong)特(te)點進行獨(du)立判斷(duan)和選用。
▲ 13 采用預制復合式構法的集合住宅施(shi)工(gong)現(xian)場
在集合住宅項目現場，為了保證住宅的隔(ge)音性能，通常會采用(yong)現澆鋼筋混凝土來建造住戶(hu)之間的分戶(hu)墻(qiang)。同(tong)時由于(yu)項目現(xian)(xian)場有施工(gong)空地條(tiao)件，采(cai)(cai)用(yong)(yong)了在(zai)空地上預先組(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)模(mo)(mo)板(ban)(ban)和鋼筋、然后(hou)(hou)(hou)起重機吊裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)整體(ti)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)部(bu)(bu)件到位的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，即所(suo)謂的(de)(de)(de)預制(zhi)(zhi)(zhi)大型模(mo)(mo)板(ban)(ban)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)技術和裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)配式(shi)鋼筋組(zu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)技術。集(ji)合(he)住(zhu)宅(zhai)樓(lou)(lou)(lou)(lou)板(ban)(ban)最重視其隔(ge)音(yin)性能，在(zai)日本并不采(cai)(cai)用(yong)(yong)預制(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)板(ban)(ban)式(shi)構法(fa)(fa)(fa)，而(er)是(shi)現(xian)(xian)澆鋼筋混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)構法(fa)(fa)(fa)，但澆筑后(hou)(hou)(hou)模(mo)(mo)板(ban)(ban)不需要(yao)脫模(mo)(mo)，其模(mo)(mo)板(ban)(ban)變成(cheng)樓(lou)(lou)(lou)(lou)板(ban)(ban)結構的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)部(bu)(bu)分，并且減少(shao)了施工(gong)現(xian)(xian)場的(de)(de)(de)支撐(cheng)工(gong)程(cheng)，這種構法(fa)(fa)(fa)叫半預制(zhi)(zhi)(zhi)式(shi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)(疊合(he)預制(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu))構法(fa)(fa)(fa)(圖14)。而(er)且，支撐(cheng)樓(lou)(lou)(lou)(lou)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)梁也(ye)采(cai)(cai)用(yong)(yong)半預制(zhi)(zhi)(zhi)式(shi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)構法(fa)(fa)(fa)，梁的(de)(de)(de)下半部(bu)(bu)分采(cai)(cai)用(yong)(yong)預制(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)，上半部(bu)(bu)分在(zai)配筋之后(hou)(hou)(hou)與樓(lou)(lou)(lou)(lou)板(ban)(ban)進行一體(ti)化(hua)澆筑。但是(shi)，集(ji)合(he)住(zhu)宅(zhai)陽臺和外走廊部(bu)(bu)分的(de)(de)(de)樓(lou)(lou)(lou)(lou)板(ban)(ban)，由于(yu)存在(zai)坡度或排水(shui)溝的(de)(de)(de)設(she)計要(yao)求，預制(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)板(ban)(ban)在(zai)保證其形狀及精(jing)度要(yao)求方(fang)面(mian)優勢(shi)更加突出，所(suo)以通(tong)常采(cai)(cai)用(yong)(yong)全預制(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。而(er)集(ji)合(he)住(zhu)宅(zhai)在(zai)入戶門位置的(de)(de)(de)墻體(ti)部(bu)(bu)分，也(ye)因同(tong)樣理(li)由而(er)采(cai)(cai)用(yong)(yong)全預制(zhi)(zhi)(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)土(tu)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(圖15)。
▲ 14 集合住宅樓(lou)板部分(fen)的半預制(zhi)混凝土板(疊合樓(lou)板)
▲ 15 集合(he)住宅入(ru)戶門位置的預制混凝土(tu)墻體
當(dang)前，特(te)別(bie)是在(zai)高(gao)層集合(he)住宅(zhai)的施工中(zhong)，這種(zhong)預制復合(he)式建(jian)筑構法非常(chang)普遍。根據建(jian)設企業、尤其是建(jian)筑技術人員(yuan)的經驗與反(fan)饋，在(zai)每個具體(ti)項目中(zhong)采取最為(wei)適(shi)宜與合(he)理的多樣化組合(he)技術。
07.
日本集合住宅內裝及設備的部品化與體系化技術
日本集(ji)合(he)住(zhu)宅內(nei)裝與設備領域的工(gong)業化(hua)與預制混凝(ning)土板式構(gou)法(fa)一樣，也是(shi)在1960年(nian)左右開始(shi)進(jin)行(xing)(xing)研究(jiu)(jiu)與技術開發，到1970年(nian)代(dai)末(mo)，多數(shu)種類的部(bu)品(pin)都步(bu)入了實(shi)用化(hua)階段。實(shi)際上在1970年(nian)中(zhong)期以(yi)后，為實(shi)現零散性(xing)部(bu)品(pin)合(he)理化(hua)整體組裝的目標，日本開始(shi)著(zhu)手進(jin)行(xing)(xing)部(bu)品(pin)的系(xi)統(tong)化(hua)研究(jiu)(jiu)，在研究(jiu)(jiu)過(guo)程中(zhong)對傳統(tong)的木結構(gou)住(zhu)宅體系(xi)也進(jin)行(xing)(xing)了反思。
日本(ben)傳統(tong)木結(jie)構住宅體系的(de)(de)基礎是(shi)(shi)地(di)板鋪設榻榻米(mi)(mi)。榻榻米(mi)(mi)作為(wei)日本(ben)特有的(de)(de)地(di)面材(cai)料，形(xing)狀都是(shi)(shi)長方形(xing)，且以長邊與短邊尺(chi)寸之比(bi)為(wei)2:1為(wei)鮮(xian)明的(de)(de)特點。雖然不(bu)是(shi)(shi)正方形(xing)，但其縱橫比(bi)使(shi)得鋪設地(di)板非常容易(yi)，并且尺(chi)寸本(ben)身(shen)也(ye)是(shi)(shi)固(gu)定(ding)的(de)(de)。由(you)(you)于地(di)域不(bu)同，榻榻米(mi)(mi)尺(chi)寸也(ye)會(hui)(hui)有所區別，但短邊尺(chi)寸基本(ben)在(zai)90cm~100cm區間范圍內。因此對于基本(ben)由(you)(you)滿鋪榻榻米(mi)(mi)的(de)(de)和室房(fang)間構成的(de)(de)日本(ben)木結(jie)構住宅平面，若榻榻米(mi)(mi)短邊為(wei)91cm，就(jiu)會(hui)(hui)以91cm的(de)(de)網格來設計。
最有趣(qu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)，建(jian)筑(zhu)物各部分尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)都與其網格建(jian)立關(guan)系(xi)(圖16)，比如，日式推拉門(men)和隔扇等可動隔斷尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)也(ye)與榻(ta)(ta)(ta)榻(ta)(ta)(ta)米短(duan)邊(bian)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)相呼(hu)應，木結構(gou)柱(zhu)子的(de)(de)(de)(de)間距為榻(ta)(ta)(ta)榻(ta)(ta)(ta)米短(duan)邊(bian)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)3或4倍，地(di)板(ban)下(xia)方的(de)(de)(de)(de)橫梁和墻(qiang)壁龍骨柱(zhu)間距為榻(ta)(ta)(ta)榻(ta)(ta)(ta)米短(duan)邊(bian)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)一半(ban)或1/3，連(lian)屋頂(ding)的(de)(de)(de)(de)瓦片(pian)也(ye)根據水平投影(ying)上兩塊榻(ta)(ta)(ta)榻(ta)(ta)(ta)米所(suo)鋪設瓦片(pian)數量(liang)來決定標準(zhun)化的(de)(de)(de)(de)產品尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)。滿足同樣(yang)尺(chi)(chi)(chi)寸(cun)體系(xi)要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不同部品，在其制作現場會(hui)明確區分不同的(de)(de)(de)(de)工(gong)種類型(xing)，保(bao)證各種部品能夠單獨制作和安裝，展(zhan)現出日本傳統(tong)木結構(gou)住宅體系(xi)先進的(de)(de)(de)(de)專業分工(gong)特色(se)。
▲ 16 榻(ta)榻(ta)米網格(ge)與住宅(zhai)各(ge)部位之間的關系
在日本(ben)，來(lai)源于榻榻米尺寸(cun)的(de)住(zhu)宅(zhai)傳統(tong)的(de)尺寸(cun)體系(xi)(xi)和(he)工種分工體制得以廣(guang)泛(fan)應用(yong)。因此(ci)可以說(shuo)，日本(ben)相對較為容(rong)易(yi)實現(xian)住(zhu)宅(zhai)現(xian)代化部品尺寸(cun)的(de)標準化。基于此(ci)體系(xi)(xi)，日本(ben)木結構住(zhu)宅(zhai)具有了(le)以下兩種可能(neng)性(xing)及(ji)特色。
第一(yi)，居民自(zi)己(ji)可以在方格紙上畫(hua)出簡單(dan)平面草圖，通(tong)過榻榻米數量(liang)來(lai)確(que)定房間大小，即使是外行也(ye)(ye)能畫(hua)出簡單(dan)的草圖，所有(you)專業(ye)人員也(ye)(ye)可以清楚地了(le)解如(ru)何制作和(he)施工(gong)。同時(shi)，居民自(zi)己(ji)也(ye)(ye)可以自(zi)由(you)地設計(ji)部品體系，可以說這也(ye)(ye)是日(ri)本傳(chuan)統木結構住宅的特征之一。
第二，由(you)于(yu)榻榻米(mi)、可移(yi)動隔(ge)斷及瓦(wa)(wa)片等部品可以(yi)獨(du)立區(qu)分，其相應功(gong)能也非常(chang)明(ming)確。如果榻榻米(mi)損(sun)壞(huai)(huai)可以(yi)單獨(du)更換(huan)榻榻米(mi)，可移(yi)動隔(ge)斷損(sun)壞(huai)(huai)就僅(jin)僅(jin)更換(huan)隔(ge)斷，瓦(wa)(wa)片損(sun)壞(huai)(huai)也就僅(jin)更換(huan)瓦(wa)(wa)片，這種(zhong)只替換(huan)破壞(huai)(huai)部分而不(bu)傷及其他的方法，可以(yi)使(shi)整(zheng)棟(dong)住宅長期保持優(you)良(liang)狀態。
1973年，日(ri)本開始了(le)第(di)一個住宅建筑體(ti)系項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)研(yan)究(jiu)——由日(ri)本住宅公團(tuan)主導研(yan)發的(de)公團(tuan)住宅體(ti)系，被稱為公團(tuan)試驗性住宅項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(KEP， Kodan Experimental housing Project)。這個項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)既具(ju)有上述日(ri)本傳統木(mu)結構住宅的(de)第(di)一種可能性及特色，也在鋼筋混凝土結構集合(he)住宅中實(shi)現了(le)現代化的(de)內裝與設備部品的(de)集成應用。
KEP以30cm的網格來確定住戶平面布置，所有內裝和設備部品的尺寸都要基于網格尺寸來設計，以實現居住者可以自由選擇和自主布置的目標(圖17)。然而，KEP的方法普(pu)及并非易事，至今在日本(ben)集合住宅中仍(reng)未(wei)得到普(pu)及與推廣。
▲ 17 KEP概(gai)念圖示(shi)(30cm的(de)網格，居民基于該網格自己設計的(de)平面)
1980年代，日本研發了在現代集合住宅中實現日本傳統木結構住宅的第二個可能性及特色的住宅建筑體系，即當時日本建設省研發的百年住宅體系(CHS， Century Housing System)。
CHS的內裝與設備的部品所遵循的尺寸體系與KEP并沒有明顯差異，但它并非只是為了讓居民參與設計，其全新思想是根據住宅不同部品的使用年限能夠方便更換部品。CHS將部品的使用年限在時間上由短到長劃分為5個級別(圖18)，其基本方法是協調各部品之間的設計關系，來保證在更換使用壽命較短的部品時不損壞使用壽命較長的部品。遵(zun)循CHS的(de)基本(ben)方法(fa)，可避免傳統集(ji)(ji)合住(zhu)宅(zhai)中(zhong)設(she)備管道(dao)直接澆筑在(zai)鋼筋混(hun)凝(ning)土主體(ti)結(jie)構中(zhong)的(de)情況，以使后期更換管道(dao)不會(hui)對(dui)主體(ti)結(jie)構造成任(ren)何損害，從而達(da)到提高集(ji)(ji)合住(zhu)宅(zhai)整體(ti)使用年限的(de)目的(de)。
▲ 18 CHS概念圖示
1990年(nian)代，日本(ben)(ben)廣泛(fan)應用了(le)建筑支撐體與填充體的(de)住宅(zhai)體系，即SI(Skeleton/Infill或Support/Infill)住宅(zhai)體系。2000年(nian)代，日本(ben)(ben)國(guo)土(tu)交通省也推出了(le)“長期優(you)良住宅(zhai)”制度。從長期優(you)良住宅(zhai)的(de)研究與發展基礎來看，其基本(ben)(ben)方(fang)法都來源于CHS的(de)相關成果。
但是(shi)在隨后的(de)(de)“SI住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)”和(he)“長期(qi)優(you)良(liang)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)”中(zhong)，找不(bu)到(dao)像CHS住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)一(yi)樣通(tong)過使用年限對建筑物(wu)所(suo)有部位進行徹底(di)分類(lei)的(de)(de)案例。它們繼承(cheng)的(de)(de)是(shi)通(tong)過以管(guan)道(dao)為中(zhong)心的(de)(de)設(she)(she)備與結構體明(ming)確(que)分離的(de)(de)設(she)(she)計(ji)手法，可(ke)以更輕松地檢查(cha)和(he)更新管(guan)道(dao)。這種(zhong)思維方式不(bu)僅擴展到(dao)“SI住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)”和(he)“長期(qi)優(you)良(liang)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)”，也普(pu)(pu)及到(dao)了普(pu)(pu)通(tong)的(de)(de)集合住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)。
另一方面(mian)，2009年開始(shi)的(de)(de)(de)“長期優良住宅(zhai)(zhai)”強調了結(jie)構框架(jia)的(de)(de)(de)耐久(jiu)性、抗震(zhen)性以及節能(neng)(neng)方面(mian)的(de)(de)(de)改進等(deng)內容，這是CHS并沒有(you)重點考慮的(de)(de)(de)。也就是說，被國家認證(zheng)的(de)(de)(de)“長期優良住宅(zhai)(zhai)”與普通(tong)集合住宅(zhai)(zhai)的(de)(de)(de)結(jie)構框架(jia)相(xiang)比，需要更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)耐久(jiu)性、更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)抗震(zhen)性和更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)節能(neng)(neng)性能(neng)(neng)。遺(yi)憾的(de)(de)(de)是，由于(yu)要花費(fei)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)成本，“長期優良住宅(zhai)(zhai)”在集合住宅(zhai)(zhai)領域(yu)的(de)(de)(de)滲透(tou)率低于(yu)獨戶式住宅(zhai)(zhai)領域(yu)。
08.結(jie)語(yu)
從日本住(zhu)(zhu)宅建(jian)筑生(sheng)產(chan)理論與(yu)(yu)技(ji)(ji)術(shu)變遷(qian)、尤(you)其(qi)是(shi)集合住(zhu)(zhu)宅建(jian)筑生(sheng)產(chan)相關(guan)的預制建(jian)筑構法體系開(kai)發和(he)技(ji)(ji)術(shu)演進中可以(yi)看(kan)到，自1960年代(dai)以(yi)來，日本研(yan)發了一(yi)系列住(zhu)(zhu)宅建(jian)筑生(sheng)產(chan)相關(guan)技(ji)(ji)術(shu)，但在實際的住(zhu)(zhu)宅生(sheng)產(chan)與(yu)(yu)建(jian)設中，并非所有(you)技(ji)(ji)術(shu)都(dou)成功地得以(yi)普及(ji)推(tui)廣，也并非所有(you)技(ji)(ji)術(shu)都(dou)是(shi)失敗的。如果說只是(shi)部(bu)分基本技(ji)(ji)術(shu)得以(yi)普及(ji)，那么也可以(yi)認為它們都(dou)對(dui)現在的住(zhu)(zhu)宅生(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)了影(ying)響。
經過50多年住宅建筑生產的預制建筑構法研究與實踐，再次重溫江口禎教授對“建筑生產的工業化”這一概念與內涵的定義，我們(men)需要進(jin)一步(bu)反思，日本真(zhen)的(de)取得了所謂非常大的(de)進(jin)步(bu)嗎(ma)？尤其是，在建設(she)(she)現場最基礎的(de)從業(ye)者及(ji)技(ji)術(shu)人員正迅速(su)老齡化(hua)且數量迅速(su)減少的(de)嚴峻(jun)現實下，工業(ye)化(hua)先進(jin)技(ji)術(shu)的(de)內涵究竟是什(shen)么？現在的(de)住宅(zhai)比過去更容易(yi)建設(she)(she)了嗎(ma)？建設(she)(she)從業(ye)者的(de)工作(zuo)環境真(zhen)正有比較顯著
（正文(wen)完。原(yuan)文(wen)刊(kan)載(zai)于《建(jian)筑學報(bao)》2020年(nian)05期，總第619期）
