乱侃建筑工业化之装配式的前世今生

我们上一篇说了装配式的造价,这回我们来简单的说一下装配式的前世今生。

无处不在的装配式

所谓装配式建筑指的是用工厂生产的预制构件在现场装配而成的建筑。如果把古时候的手工作坊算成是那个时代的工厂的话,那么我们觉得凡是用构件拼装成的建筑,都可以算是装配式建筑。

所以不管是我们周围的高楼大厦,还是古代的长城、皇宫,即使是远古时期河姆渡人所住的干栏房,都是装配式。可以说,世界上的建筑,除了极少数的特殊建筑外,其余的都是装配式建筑。

河姆渡人的干栏房

浇筑式的出现

1700多年前古罗马人将火山灰、石灰和碎石子混合后制造出来了天然混凝土,并用它建造了很多壮观的建筑,比如古罗马竞技场。他们似乎很热爱大跨度的建筑,不过混凝土的抗折性很差,不能提供大跨度的混凝土构件,所以他们又顺便发明了能解决大跨度的拱券技术。

用混凝土建成的古罗马竞技场

不过,我们今天所用的混凝土并不是古罗马人所发明的,因为古罗马人发明的混凝土中世纪时失传了。至于失传的原因有人说是因为混凝土的配方只有石匠们知道,所以石匠们死了之后这种技术就消失了。

在古罗马灭亡1500多年后,法国的一个园艺师将抗弯性强的钢筋和抗压性好的混凝土结合在一起,发明了钢筋混凝土。钢筋混凝土既保留了钢筋和混凝土的长处,又避免了二者的短处,它的出现简直是建筑界的神来之笔。

钢筋混凝土出现以后,从此越来越多的建筑开始使用它来浇筑。

浇筑式+装配式模式

浇筑式虽好,但是很少有人去建全浇筑式建筑,毕竟成本摆在那,土豪也伤不起。不过世上还是有全浇筑建筑的,比如碉堡。

也许是因为成本原因,所以大部分的建筑都采用了浇筑式+装配式模式,也就是受力部分采用浇筑,围护部分采用装配式。

浇筑式+装配式模式有两种,第一种是浇筑式+小构件(小砖小瓦)装配式,今天我们周围的很多框架式建筑就是这种模式建成的。不过人们觉得这种小构件拼装起来费时费力,还不如直接用大构件拼装来得划算。然后就出现了第二种模式——浇筑式+大构件装配式,从发展趋势来讲,这种大构件装配式模式越来越接近我们今天所说的“装配式”。

帮助苏联打败德国的装配式

二战中,和德国开战之初,苏联被打的抱头鼠窜,不仅大量的军工厂丧失在德国手上,连老家莫斯科也差点被德国端了。结果,造成了苏联大量的军工厂东迁。

最后苏联能够打赢,除了英美的援助外,还有它东部军工厂的大量生产。比如乌拉尔车辆制造厂,在战争初期生产了1238辆T-60和T-70轻型坦克,1942年下半年便开始生产被称为二战中最好的坦克T-34。所以有德国人说:是乌拉尔打败了德国。不过,这些军工厂能够大量生产,快速建造的装配式厂房是功不可没的。

而且听说在工厂的东迁中,有的军工厂是先把生产设备安好,然后再在周围建厂房。实际上我们现在的赶工期、交叉作业等是源自于苏联在当时应急条件下发明的这种模式。

除了军工厂外,苏联也在民用建筑上运用了装配式。比如在赫鲁晓夫当政时期,苏联生产的5层小户型预制板结构的“赫鲁晓夫楼”。这种大规模的装配式住宅出现后解决了当时莫斯科的住房危机,不过在上世纪九十年代,苏联解体后,赫鲁晓夫楼大规模拆除。

不管是军工厂,还是赫鲁晓夫楼,苏联的装配式是钢筋混泥土模式,这种模式在防水和抗震方面存在着问题,这也许是赫鲁晓夫楼被拆的一个原因吧。

对钢结构情有独钟的美国

和苏联的装配式不同,美国人比较喜欢钢结构模式。而且美国的高层建筑很早就已经开始使用钢结构了,比如上世纪二三十年代年建成的克莱斯勒大厦、帝国大厦、金门大桥、以及上世纪六七十年代建成的西雅图太空针塔和威利斯大厦(原西尔斯大厦)等都是美国有名的钢结构建筑。

谁能想到当年工人们用生命建出来的帝国大厦,后来被金刚用来打飞机

好不容易建成的金门大桥,被美国人在电影里毁了一次又一次

西雅图太空针塔

(太空针塔的设计是可以抵御9.1级地震,但一次发生在1965年6.8级的地震使塔摇动得连厕所的水也漏了出来。)

不知道是不是受到美国的影响,澳大利亚人也喜欢钢结构的装配式,所以澳洲也有不少钢结构建筑,比如悉尼歌剧院。

悉尼歌剧院顶上的“壳”当年建造的时候,工程师们一开始找不到建造方法,因为如果用浇筑的话,成本太高。最后是使用了钢结构支撑和预制屋顶面板等拼装而成。

约恩·伍重和他设计的悉尼歌剧院

(因和改组后的澳大利亚政府失和,约恩一气之下离开澳洲,并终生不踏上澳洲土地。所以,这位悉尼歌剧院的设计者有生之年没有亲自看过他的这件经典之作。)

中国的“断层”装配式

我国上世纪五十年代从老大哥苏联那引进浇筑+大构件装配式技术,八十年代出发展到鼎盛,那个年代的很多人都有踩预制楼板的经历。但是八十年代后,大构件装配式渐渐消失,直到被现浇建筑取代。直到近几年,国家又重提装配式。

和我国差不多同时期引进大构件装配式技术的日韩、澳大利亚等国,除了发展的快慢之外,基本上没有哪国和我国一样出现断层。

对于当年我国装配式出现断层的原因,有人说是因为当时我国的装配式技术是抄国外的,但是我们只是天真的抄,后面并没转化成自己的本土技术(放在今天的话,情况可能就不一样了),更别说创新了,从而导致后来时代变化后装配式技术跟不上。

同时,装配式又存在着形式单一等问题,满足不了市场化后大家的需求。再加上,改革开放后,建筑行业的劳动力得到了充足的补充,现浇建造方式的成本明显下降,加上现浇方式也有自己快捷便捷的特点,所以现浇建筑很快就代替了装配式。

既然八十年就淘汰了装配式,为什么今天还要“吃回头草”重提装配式?

实际上和八十年代的预制楼板装配式有所不同,今天我们所提倡的装配式,是竖向受力部分的柱子、剪力墙等是现浇的;水平受力部分的房梁、楼板等是半浇筑半装配,先支好U形梁或楼板模板,然后在模板里配上钢筋,再浇筑;其余的围护部分则是装配式。

房梁浇筑

这样的装配式不仅解决了防水和抗震问题,同时还节省了人力和缩短工期等。

后记

除了苏联的钢筋混凝土、美国的钢结构以及我们国家今天所倡导的装配式外,木结构住宅等建筑也是装配式建筑。实际上就像我们开篇所讲的,我们身边处处是装配式建筑。

另外从严格意义上来说,我们国家今天所倡导的装配式建筑,其实是我们所讲的钢筋混凝土建筑上的一种改良。

我们知道同样是装配式的汽车和手机都会有自己的产业链,那么装配式建筑的产业链又是怎样的呢?敬请期待我们下一篇的分解!

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