深度分析日本建筑工業(yè)化發(fā)展經(jīng)驗(yàn)

  前言

  目前，大力發(fā)展建筑工業(yè)化已經(jīng)成為我國推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大戰(zhàn)略。鑒于目前我國裝配式建筑還處于試點(diǎn)示范到全面推廣的過渡階段，發(fā)展過程中還存在一些技術(shù)問題有待進(jìn)一步研究解決；而日本建筑工業(yè)化及裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系較完善，技術(shù)水平也較先進(jìn)，可供我國建筑工業(yè)化發(fā)展及裝配式建筑研究和實(shí)施借鑒。

  日本住宅建筑工業(yè)化歷程

  第二次世界大戰(zhàn)之后，日本住房普遍不足，為了解決“房荒”問題，日本政府制訂了一系列住房建設(shè)規(guī)劃。其規(guī)劃規(guī)格、實(shí)施效果均值得學(xué)習(xí)。

  第一階段

  1955~1964年，普及新的居住方式，開始進(jìn)行社區(qū)開發(fā)。

  為了解決當(dāng)時(shí)住宅不足的燃眉之急，開始大規(guī)模的集合住宅建設(shè)。隨著工業(yè)化技術(shù)的進(jìn)步，20世紀(jì)50~60年代形成了一系列施工工法（SPH、HPC）,極大地提高了建造效率。

  第二階段

  1965~1974年，大規(guī)模開發(fā)和大量供應(yīng)。

  這個(gè)時(shí)期是日本經(jīng)濟(jì)高度成長(zhǎng)期，大量人口向城市集中。工業(yè)化生產(chǎn)完成了高度經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期增加的建設(shè)數(shù)量，解決了勞動(dòng)力不足。

  第三階段

  1975~1984年，對(duì)應(yīng)多樣化的需求，綜合開發(fā)居住環(huán)境。

  這一時(shí)期，人口向大城市集中的趨勢(shì)放緩。開始按社會(huì)的個(gè)別需求、地域環(huán)境進(jìn)行多樣化設(shè)計(jì)。從“公共住宅用標(biāo)準(zhǔn)部品”（KJ部品）制度轉(zhuǎn)向了“優(yōu)良部品（BL）認(rèn)證制度”。

  第四階段

  1985~1994年，從社區(qū)回歸市區(qū)，建設(shè)綜合多功能新城市。

  日本經(jīng)濟(jì)泡沫期，城市功能重新調(diào)整，許多大工廠搬出城市，30~50層的超高層住宅在各大城市迅速增加，結(jié)構(gòu)形式是純框架結(jié)構(gòu)或由梁柱構(gòu)成的筒體結(jié)構(gòu)，不配置剪力墻。設(shè)備設(shè)計(jì)以同層排水的方式消除上下層的制約，實(shí)現(xiàn)自由的住宅分割和室內(nèi)布置。

  第五階段

  1995~2004年，創(chuàng)造未來城市。

  這個(gè)時(shí)期日本社會(huì)進(jìn)入高齡少子化的時(shí)代，開始注重老人院和幼兒園等設(shè)施的配套，普及了通用設(shè)計(jì)、無障礙設(shè)計(jì)。

  第六階段

  2005年至今，從城市建設(shè)走向城市再生。

  提出了城市再生、居住環(huán)境再生、災(zāi)害復(fù)興、郊外環(huán)境的4個(gè)領(lǐng)域從城市建設(shè)走向城市再興的方針。

  日本公共住宅標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和工業(yè)化生產(chǎn)

  SPH和NPS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

  1950年以后，日本經(jīng)歷了二戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)復(fù)興期并隨后進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。住宅的短缺日益成為大城市嚴(yán)重的社會(huì)問題。由于住宅數(shù)量的嚴(yán)重不足，日本出現(xiàn)并實(shí)施了以政府為主導(dǎo)的公營(yíng)住宅和公團(tuán)住宅為核心、規(guī)格化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、保證工業(yè)化建造思路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案，逐步形成了通用化規(guī)格型住宅部品的開發(fā)，既降低了生產(chǎn)成本，也提高了住宅質(zhì)量。

  隨著1950年代住宅部品產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為住宅供給奠定了工業(yè)化的基礎(chǔ)。基于批量化要求的生產(chǎn)方式而進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，完成了高度經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期增加的建設(shè)數(shù)量，滿足了長(zhǎng)期短缺的住宅建設(shè)，解決了勞動(dòng)力的不足。

  在有效利用20世紀(jì)50年代大型PC版住宅工業(yè)化建設(shè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了基于大型PCa工法的SPH（Standard of Public Housing，公共住宅標(biāo)準(zhǔn)），并在日本全國大規(guī)模建設(shè)。

  1964年住宅公團(tuán)建立了批量生產(chǎn)試驗(yàn)場(chǎng)，開發(fā)了使用水平鋼模板、蒸汽養(yǎng)護(hù)的工廠制作技術(shù)，開始大力推廣PCa工法，為了向高層發(fā)展，也進(jìn)行了PCa板中結(jié)合H型鋼（工字鋼）的HPCa工法的開發(fā)。

  集合住宅的工業(yè)化包括構(gòu)成整個(gè)住宅的每個(gè)部分的部品化。只有通過住宅所有構(gòu)成的部品的集成，才會(huì)從根本上解決住宅生產(chǎn)合理化的問題。

  隨著住宅數(shù)量趨于飽和，在公共住宅中，出現(xiàn)了NPS（New Planning System，新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)系列）多樣化系列等寬松的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法。日本開始了來自各種方向上的對(duì)提高住宅建設(shè)質(zhì)量的探索。

  經(jīng)歷了石油危機(jī)后，大量建設(shè)的時(shí)代已結(jié)束，更為靈活的NPS取代了SPH。SPH是標(biāo)準(zhǔn)化戶型，而NPS是設(shè)計(jì)規(guī)則，既能維持PCa的有效性和生產(chǎn)效率，又能充分地對(duì)應(yīng)各種具體要求。

  1970年代后研發(fā)的NPS的公共住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方式，規(guī)定了重要的模數(shù)尺寸規(guī)則。對(duì)全國統(tǒng)一的做法進(jìn)行修改。從劃一型向多樣化、從單品多量化向少量多品種化進(jìn)行調(diào)整，這種思路一直延續(xù)至今。

  與此同時(shí)，把戶型類型種類和戶型可變性供給作為技術(shù)開發(fā)的亮點(diǎn)進(jìn)行推進(jìn)。設(shè)計(jì)時(shí)注重考慮入住后的可變性和設(shè)備、住宅部品的更新與互換性。

  80年代后，PCa工法的目的和方法也發(fā)生了很大的變化。與純剪力墻PCa工法的不同，高層住宅的PCa化不是成套的固定工法，而是根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)、建筑物的特點(diǎn)，具體進(jìn)行梁、柱、樓板等各部位的工法選擇。

  預(yù)制件的形式也多半為半PCa化，留出現(xiàn)澆的部分有利于保證建筑物的整體性。這與純剪力墻少品種、大批量的生產(chǎn)方式有很大的區(qū)別。

  另一特點(diǎn)是預(yù)制組裝工法也不限于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可用于鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。目前還發(fā)展出預(yù)應(yīng)力組裝工法(PCPCa工法)，構(gòu)件與構(gòu)件之間不需要連接的鋼筋或鋼材，通過鋼索施加的預(yù)應(yīng)力保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和整體性。

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  CHS住宅

  CHS（Century Housing System，百年住宅系統(tǒng)）是日本建設(shè)省(現(xiàn)為國土交通省)于1980年作為“提高居住功能開發(fā)項(xiàng)目”的一個(gè)重要環(huán)節(jié)而提出并致力開發(fā)的，并于1988年開始了“百年住宅建設(shè)體系認(rèn)定事業(yè)”，并持續(xù)至今。

  此外，還制定了《百年住宅建設(shè)系統(tǒng)認(rèn)定基準(zhǔn)》，在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)及使用材料實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽化以外，還要求對(duì)維護(hù)管理進(jìn)行計(jì)劃，確立從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、供應(yīng)及售后服務(wù)等一條龍?bào)w制。

  《百年住宅建設(shè)系統(tǒng)認(rèn)定基準(zhǔn)》主要由六個(gè)要點(diǎn)組成：可變性原則、連接原則、獨(dú)立和分離原則、耐久性原則、保養(yǎng)和檢查原則、環(huán)保原則。這些原則在明確住宅的必要性能和促進(jìn)住宅長(zhǎng)壽化上起了非常重要的先導(dǎo)作用。

  CHS住宅體系重視耐久性，強(qiáng)調(diào)部品互換性的模數(shù)尺寸規(guī)則和可變性，并且按照部品使用年限的級(jí)別來設(shè)定接口規(guī)則。CHS住宅是一種強(qiáng)調(diào)考慮主體與設(shè)備、內(nèi)裝分離，要求住宅維護(hù)和部品、設(shè)備更新，以追求實(shí)現(xiàn)住宅長(zhǎng)久使用為目的的住宅體系。

  SI住宅體系

  SI（Skeleton Infill，支撐填充體）住宅是指在建造過程中骨架體與內(nèi)裝體完全分離的一種住宅形式，也可以叫做可變住宅，開放住宅等。

  SI住宅體系的骨架體主要是指住宅的結(jié)構(gòu)體部分，填充體主要是指設(shè)備管線和內(nèi)裝修等。外部結(jié)構(gòu)體部分采用高耐久性材料，可以顯著地延長(zhǎng)其使用壽命；住宅內(nèi)部的分隔墻、各類管線、地板、廚衛(wèi)等內(nèi)部填充體，通過標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的方式實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和規(guī)模供應(yīng)。

  SI住宅的建筑框架部分獨(dú)立建設(shè)，而內(nèi)部部件則由工廠化生產(chǎn)后再安裝，這種住宅形式把住宅建設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)制造部分減到最少，而把減下來的部分拿到工廠去制造，只在現(xiàn)場(chǎng)安裝，提高了整個(gè)住宅的建造效率，增強(qiáng)了干作業(yè)水平，也實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部空間的可變化。同時(shí)避免傳統(tǒng)住宅二次裝修帶來的浪費(fèi)，并且可以隨著住戶生活方式以及生活習(xí)慣的變化而進(jìn)行改變。

  住宅部品的工業(yè)化

  發(fā)展歷程

  部品的發(fā)展與集合住宅有密切的關(guān)系。20世紀(jì)60年代是部品開發(fā)時(shí)代，70年代是集成化時(shí)代，80年代是系列化時(shí)代。

  60年代，以開始成熟的部品制造商為主力，對(duì)部品進(jìn)行開發(fā)。1966年日本建設(shè)省在《住宅建設(shè)的工業(yè)化構(gòu)想》中指出，為了順利地達(dá)到住宅建設(shè)的五年計(jì)劃，必須大力推進(jìn)住宅建設(shè)的工業(yè)化，材料和部品實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)化。1969年日本建設(shè)省工業(yè)技術(shù)院開始實(shí)行《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的五年計(jì)劃》，同年，制訂了《推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化五年計(jì)劃》。到目前，日本各類住宅部件（構(gòu)配件、制品設(shè)備）工業(yè)化、社會(huì)化生產(chǎn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)已十分齊全，占標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)的 80％以上，部件尺寸和功能標(biāo)準(zhǔn)也已形成體系。各生產(chǎn)廠家按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出構(gòu)配件以及各種標(biāo)準(zhǔn)制品，在裝配建筑物時(shí)都可以通用。

  70年代是住宅建設(shè)由量向質(zhì)轉(zhuǎn)變的時(shí)期，裝修和設(shè)備部品的生產(chǎn)量和種類都急劇增加，而且部品的規(guī)模趨向大型化和集成化。1974年建立的優(yōu)良住宅部品(BL部品)認(rèn)定制度，通過對(duì)其性能的認(rèn)證采用民間的部品，促進(jìn)民間企業(yè)的發(fā)展。

  80年代，隨著社會(huì)整體富裕程度的提高，住宅以及部品的需求變得更加多樣化，部品趨于系統(tǒng)化、系列化，種類增多。單元式浴室的銷售量已超過單體浴缸的銷售量，現(xiàn)在新建集合住宅的100%、單戶住宅的90%采用的是單元式浴室。

  隨著1999年《品確法》的實(shí)施，不但提高了對(duì)部品質(zhì)量的要求，而且必須明確地表示其所達(dá)到的性能級(jí)別。市場(chǎng)重心轉(zhuǎn)向舊房改造、節(jié)能、環(huán)保、滿足高齡者適應(yīng)性等成為部品開發(fā)的新要求，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，也提出了多功能和智能化的新要求。

  相關(guān)政策

  ① 2009年制定了既存住宅買賣瑕疵保險(xiǎn)制度和既存住宅性能表示制度，并促進(jìn)此項(xiàng)制度的普及；

  ② 2010年實(shí)施了既存住宅流通活性化等事業(yè)，在既存住宅買賣時(shí)，若加入既存住宅買賣瑕疵保險(xiǎn)，登錄住宅的履歷情報(bào)，可以獲得對(duì)檢查費(fèi)用、裝修改造的工事費(fèi)用的補(bǔ)助；

  ③為了提供既存住宅買賣相關(guān)的情報(bào)，2007年開始在互聯(lián)網(wǎng)上提供不動(dòng)產(chǎn)買賣信息，可以登錄并查閱住宅的履歷等信息；

  ④ 2005年修改了住宅貸款減稅的特別條款，政策覆蓋范圍擴(kuò)大為具備一定抗震性能的既存住宅，與建造年限無關(guān)。

  改造技術(shù)

  ①住宅的節(jié)能改造：業(yè)主減少住宅能源消耗的而進(jìn)行的改造，如將普通單層玻璃替換為雙層玻璃。

  ②住宅的無障礙設(shè)施改造：出于對(duì)高齡者和其他特殊需要的居民的考慮，為方便高齡者的生活而進(jìn)行的住宅改造，如臺(tái)階處設(shè)置斜坡，設(shè)置扶手，將共用的走廊、樓梯和電梯改造為無障礙設(shè)施，方便出入。

  ③住宅的災(zāi)害預(yù)防改造：對(duì)住宅的防火、防水、防盜等的改造。