模塊化建筑技術(shù)簡介

1、追求卓越 德達天下 卓達新材推廣集團2015.10卓達模塊化建筑設(shè)計與案例介紹目 錄追求卓越 德達天下從工地到工廠、從建造到制造三、卓達3D模塊化建筑設(shè)計思想四、卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法一、住宅產(chǎn)業(yè)化二、集成建筑的三個層次五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝六、預(yù)切割建筑簡介七、卓達2D模塊化建筑簡介1一、住宅產(chǎn)業(yè)化（一）百年住宅產(chǎn)業(yè)化之路1、 住宅產(chǎn)業(yè)化起源 包豪斯建筑學(xué)派創(chuàng)始人，德裔美國建筑師，瓦爾特.格羅皮烏斯早在1910年就提出“住宅產(chǎn)業(yè)化”。2、汽車產(chǎn)業(yè)化 1907年，福特發(fā)明了生產(chǎn)流水線，實現(xiàn)了生產(chǎn)的標準化、大批量制造。 流水線批量制造這種生產(chǎn)方式在全世界風行了一個世紀之久，并

2、為工業(yè)化社會立下了汗馬功勞。但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，它自身的局限性日益成為它繼續(xù)前進的障礙，并日漸明顯地走向衰落。 大規(guī)模生產(chǎn)方式，在某些領(lǐng)域，現(xiàn)在乃至將來還會有它發(fā)揮作用的空間，但是作為一種主流的生產(chǎn)方式，它的歷史使命已經(jīng)完結(jié)，在許多領(lǐng)域里已經(jīng)衰退。一種新的更能適應(yīng)當今市場形勢的生產(chǎn)方式大規(guī)模定制，已經(jīng)應(yīng)運而生。平臺骨架氣球骨架一、住宅產(chǎn)業(yè)化23一、住宅產(chǎn)業(yè)化4 一百多年來，汽車產(chǎn)業(yè)化取得了突飛猛進的進步，但是，住宅產(chǎn)業(yè)化卻基本停滯不前。一、住宅產(chǎn)業(yè)化5一、住宅產(chǎn)業(yè)化（二）美國的住宅產(chǎn)業(yè)化 1998年，時任美國總統(tǒng)克林頓指示發(fā)起住宅先進技術(shù)合股企業(yè)（PATH），目的是改善“美國的住宅

3、質(zhì)量、提高成本效率、耐久性、安全性和抵抗天災(zāi)的能力。”可以說住宅產(chǎn)業(yè)化是繼IT產(chǎn)業(yè)，基因科學(xué)之后在美國所推行的又一個重大國家產(chǎn)業(yè)政策。 2001年，美國建筑師學(xué)會資深會員（FAIA）學(xué)會給美國羅馬學(xué)院成員斯蒂芬.基蘭和詹姆斯.廷伯克萊團隊研究獎金。研究課題有工廠預(yù)制、創(chuàng)新墻體，以及采用新的裝配工藝和材料的室內(nèi)組件等，根據(jù)研究成果，他們撰寫了再造建筑一書。 這本書的基本思想就是用制造業(yè)的成功經(jīng)驗來再造建筑業(yè)。他們在世界各地授課、講授住宅制造的流程和方法，這些技術(shù)是從其他行業(yè)（制造業(yè)）轉(zhuǎn)移過來的，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到了建筑上，構(gòu)成了一種新的建筑學(xué)。平臺骨架氣球骨架6一、住宅產(chǎn)業(yè)化（三）日本的住宅產(chǎn)業(yè)化

4、日本的住宅產(chǎn)業(yè)化始于20世紀60年代初期。20世紀70年代是日本住宅產(chǎn)業(yè)化的成熟期。到20世紀90年代，采用產(chǎn)業(yè)化方式制造的住宅占竣工住宅總數(shù)的2528%。日本是世界上率先在工廠里制造住宅的國家之一。 日本從1985年開始陸續(xù)進行了針對21世紀型住宅的模式的研究開發(fā)，先后進行了多層住宅用新材料、設(shè)備系統(tǒng)開發(fā)項目（19841990年），新工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)開發(fā)項目（19891995年），創(chuàng)造生活價值住宅開發(fā)項目（19942000年）和資源循環(huán)型住宅技術(shù)開發(fā)項目（20002004年），這些項目的研究開發(fā)對于構(gòu)筑可持續(xù)性社會、降低建筑的資源和能源消耗、保護環(huán)境等都具有非常重要的意義。 創(chuàng)造生活價

5、值住宅開發(fā)項目（19942000年）技術(shù)研究課題組6名顧問團成員的松村秀一先生（東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科建筑學(xué)專業(yè)副教授）、田邊新一先生（早稻田大學(xué)理工學(xué)部建筑學(xué)科教授）共同編著了21世紀型住宅模式一書。該書不只是技術(shù)和問題的解答，而是在描述21世紀日本住宅的模式基礎(chǔ)上的技術(shù)標準。 日本幾個最大的專門從事住宅建造的制造商是：豐田、積水、久保田、三澤、三菱、大和。日本的住宅產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略是邊建筑過程為制造過程。 日本處于建筑技術(shù)和開發(fā)的最前沿，尤其是機器人技術(shù)和計算機控制系統(tǒng)。它們早就開發(fā)出樓面自動打磨機、加固制作機器、上油漆機器人、自動焊接機器人、激光測量裝置、無人駕駛鏟車、巨大的塔吊等機器人技

6、術(shù)，以應(yīng)對熟練工人短缺的問題。6一、住宅產(chǎn)業(yè)化（四）住宅產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)的差距 盡管住宅產(chǎn)業(yè)化思想已經(jīng)提出了100多年，但是由于住宅產(chǎn)品的特殊性，住宅產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)的技術(shù)差距卻是越來越大。不但中國是這樣，全世界也是一樣。 我2004年寫過一本書工廠化制造住宅與住宅產(chǎn)業(yè)化。 制造業(yè)（汽車、家電、IT）正逐漸從批量復(fù)制向批量定制發(fā)展。流水線布局、物料供給系統(tǒng)、智能機器人、智能控制、無人化工廠、無倉庫工廠（JIT）、制造與裝配設(shè)計（DFMA）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、遠程控制設(shè)計與制造樣板制作和分析工具等新技術(shù)措施層出不窮。 在全球范圍內(nèi)，住宅制造業(yè)與制造業(yè)（汽車、家電、IT）存在巨大差距（至少相差50年

7、）。 中國住宅制造業(yè)還沒有起步，不但存在著許多技術(shù)障礙，而且還有很多法律、法規(guī)方面的缺失。 住宅產(chǎn)業(yè)化雖然面臨著巨大的困難，但是也說明，住宅產(chǎn)業(yè)化有著巨大的發(fā)展空間。7一、住宅產(chǎn)業(yè)化（五）住宅產(chǎn)業(yè)化與集成建筑的關(guān)系 住宅產(chǎn)業(yè)化是手段，即通過產(chǎn)業(yè)化手段來制造（或建造）集成建筑。 集成建筑的內(nèi)涵包括，但不局限于： 預(yù)制建筑（鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)）； 模塊化建筑（鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)）； 智能建筑（智能家居、智能家具等）； 可持續(xù)建筑（綠色建筑、零能耗建筑、零能源建筑、零加熱建筑、自給自足建筑、被動式建筑等）。（一）集成建筑的三個層次1、初級層次 集成建筑（或住宅產(chǎn)業(yè)化）的初級層次又稱之

8、為現(xiàn)場“綁棍建筑”，即在房屋制造工廠制造“一根根”建筑構(gòu)件，運到施工現(xiàn)場，然后把“一根根”建筑構(gòu)件“釘?shù)揭黄稹?，再固定上建筑圍護體系，就構(gòu)成完整的建筑物。2、第二層次 集成建筑（或住宅產(chǎn)業(yè)化）的第二層次又稱之為2D模塊化建筑，即在房屋制造工廠把“一根根”建筑構(gòu)件“釘?shù)揭黄稹保?再固定上建筑圍護體系，構(gòu)成“一面面”的墻面、樓面和屋面等二維（2D）建筑系統(tǒng)。然后把這些二維（2D）的墻面、樓面和屋面系統(tǒng)運送到施工現(xiàn)場，再吊裝組成完整的建筑物。3、最高層次 集成建筑（或住宅產(chǎn)業(yè)化）的最高層次又稱之為3D模塊化建筑，即在房屋制造工廠把“一面面”的墻面、樓面和屋面等二維（2D）建筑系統(tǒng)固定到一起， 形成三

9、維(3D)建筑系統(tǒng)。然后把這些三維（3D）建筑系統(tǒng)運送到施工現(xiàn)場，再吊裝組成完整的建筑物（圖12）。 卓達集團目前主要采用的是2D模塊化建筑和3D模塊化建筑技術(shù)，很少采用“綁棍建筑”技術(shù)了。8二、集成建筑三個層次9三、卓達3D模塊化建筑設(shè)計思想10三、卓達3D模塊化建筑設(shè)計思想 最近幾年，“像造汽車一樣造房子”成了一句非常引人注目的“口號”。但是，如果不能“像設(shè)計汽車一樣設(shè)計房子”，那么“像造汽車一樣造房子”就只能是一句空話！ 為了確?！跋裰圃炱囈粯又圃熳≌?，卓達集團采取的對策是“像設(shè)計汽車一樣設(shè)計住宅”。 卓達3D模塊化住宅是通過先進的模塊化設(shè)計方法，把一棟住宅分解成若干個模塊，然后在卓

10、達全國各地的住宅工廠里分模塊制造。 運送到工地的卓達3D模塊化住宅既完成了室內(nèi)外裝修，也包括內(nèi)部的給排水設(shè)施、廚房衛(wèi)生潔具、家用電器、家具、地毯等更多的生活起居設(shè)施。11四、卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法（一）模塊化設(shè)計1、3D模塊 卓達3D模塊化住宅是由若干個如下圖所示的3D模塊組成。12四、 卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法2、3D模塊鋼結(jié)構(gòu)框架 卓達3D模塊的鋼結(jié)構(gòu)框架如下圖所示。13四、 卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法14四、 卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法3、卓達3D模塊外墻構(gòu)造 卓達3D模塊外墻構(gòu)造如圖9所示。卓達3D模塊化住宅主要依托卓達新材來建造3D模塊化住宅的維護結(jié)構(gòu)。 卓達新材（構(gòu)造板）在3

11、D模塊化住宅中起到了建筑蒙皮（結(jié)構(gòu)承載）和建筑防火雙重功能，卓達新材構(gòu)造板是A1級的耐火材料。卓達新材（外飾板）展現(xiàn)了卓達3D模塊化住宅（室外側(cè)）的建筑美學(xué)功能。卓達新材（內(nèi)飾板）展現(xiàn)了卓達3D模塊化住宅（室內(nèi)側(cè)）的建筑美學(xué)功能。15四、 卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法16四、 卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法（二）3D模塊的裝配1、3D模塊的定位 卓達3D模塊化住宅采用了專門的定位裝置，可以把3D模塊準確的定位和組裝到一起，3D模塊的水平位置偏差可以控制在1mm之內(nèi)，確保外立面整齊劃一，不需要再施工現(xiàn)場做二次整形裝修。17四、 卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法2、3D模塊的組合 把標準的3D模塊進行不同的組

12、合，就可以獲得不同的建筑造型（圖1117）。18四、卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法19四、卓達3D模塊化建筑設(shè)計方法20五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝21五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝（一）卓達3D模塊化住宅的優(yōu)點 卓達3D模塊化住宅是集中在一個環(huán)境受到控制的車間里制造而成，真正像造汽車一樣在生產(chǎn)線上制造房子。 在環(huán)境受到控制的車間里制造住宅的優(yōu)點如下：可以按照工業(yè)化大生產(chǎn)方式來招聘工人，并進行高效培訓(xùn)，工人的工作條件和工作技能都有可靠保證?？梢园凑展I(yè)化大生產(chǎn)方式組織三班倒作業(yè)，僅僅這一項就可以提高生產(chǎn)效率3倍，確保按時交付。可以按照工業(yè)化大生產(chǎn)方式進行生產(chǎn)組織管理和質(zhì)量控制，確

13、保優(yōu)質(zhì)交付?？梢圆捎镁艿闹圃煅b備，不僅能夠快速制造，也能做到很精確。我們是把計算機和激光校準設(shè)備連在一起，以確保得到近乎完美的切割和連接。生產(chǎn)周期短，工地建造一棟住宅可能需要半年以上時間，而工廠制造一棟模塊化住宅只需要不到一個月時間，到現(xiàn)場裝配一棟模塊化住宅只需要幾個小時。能避免建筑材料經(jīng)受日曬雨淋而損壞。住宅工廠和施工現(xiàn)場都幾乎看不到建筑廢料和建筑垃圾。22五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝23五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝24五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝25五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝五、卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝2627五、 卓達3D模塊化建筑制

14、造、運輸與安裝28五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝29五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝30五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝（二）3D模塊的吊裝 把運到施工現(xiàn)場的3D模塊按照事先設(shè)計好的裝配順序進行現(xiàn)場吊裝，23個小時就可以組裝好一棟3D模塊化住宅。31五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝卓達3D模塊化住宅帶給消費者與全社會的好處抗震 采用重鋼框架+輕鋼維護建筑結(jié)構(gòu)體系，可以有效抵抗地震荷載的沖擊。防火 卓達3D模塊化住宅采用卓達新材（構(gòu)造板）作為結(jié)構(gòu)蒙皮，起到了結(jié)構(gòu)承載和建筑防火雙重功效。 具有抗震、防火等優(yōu)良特性的卓達3D模塊化建筑，有效縮短了施工工期，節(jié)約了建筑

15、成本，完全擺脫了鋼筋混泥土建筑的傳統(tǒng)建造模式，全面推進了住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的實現(xiàn)，有效實現(xiàn)了居住價值、產(chǎn)業(yè)價值與城市價值的三者統(tǒng)一和良性循環(huán)。 卓達3D模塊化住宅是對住宅設(shè)計、制造與建造技術(shù)的創(chuàng)新，是對傳統(tǒng)住宅設(shè)計、制造和建造方式的挑戰(zhàn)與革命，開啟了綠色建筑一個新的時代。五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝32五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝33五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝34五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝35五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝36五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝37五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝38五、 卓達3D模塊化建筑

16、制造、運輸與安裝39五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝40五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝41五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝42五、 卓達3D模塊化建筑制造、運輸與安裝4344四、卓達集成建筑戰(zhàn)略 預(yù)切割住宅（“綁棍建筑”）是另外一種類型的住宅，根據(jù)設(shè)計規(guī)劃，在工廠里把建筑材料切割成恰當?shù)某叽绾筮\送到工地組裝。 預(yù)切割住宅（“綁棍建筑”）的所有建筑材料都要一件件送到工地，建筑工人要在工地組裝數(shù)以千計的這些材料。在工地建造預(yù)切割住宅（“綁棍建筑”）的時間最長（3到6個月）。 當然，這仍然要比砌磚，蓋瓦的傳統(tǒng)建筑要強多了，所以美國仍然有一半以上的建筑是采用這種方式建造的。六

17、、預(yù)切割建筑簡介45五、預(yù)切割建筑簡介 現(xiàn)場“綁棍”建造的 徽派建筑的馬頭墻46五、預(yù)切割建筑簡介 預(yù)切割住宅（“綁棍建筑”）的優(yōu)點： 預(yù)切割住宅（“綁棍建筑”）可以建造各種復(fù)雜形狀的屋頂，例如帶有“閣樓”空間的屋頂，“大教堂”式屋頂，以及門廊等。 預(yù)切割住宅（“綁棍建筑”）設(shè)計快捷、簡單（一套包括建筑、結(jié)構(gòu)、裝修、水電、基礎(chǔ)的圖紙，總共也只有89張），但是需要能夠看懂這些圖紙的熟練工人來操作（目前中國輕木建筑行業(yè)已經(jīng)培養(yǎng)出一大批這樣的熟練工人，輕鋼建筑行業(yè)還有待進步）。 很多美國輕鋼或輕木建筑工人，拿著幾張建筑平面和立面圖紙就可以下料施工。所以美國至今仍然有一半以上的建筑是采用預(yù)切割住宅（“

18、綁棍建筑”）方式建造的。47 國際上雖然有高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，但很少有高層鋼結(jié)構(gòu)住宅。高層鋼結(jié)構(gòu)住宅是中國特色。 發(fā)達國家沒有高層住宅的研究動力，20世紀30年代，世界建筑界就公認高層建筑不適合人居。 全球范圍內(nèi)，只有中國（包括香港）、新加坡在大面積建造高層混凝土住宅。其他不論是（傳統(tǒng)市場經(jīng)濟）發(fā)達國家，還是（計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的）發(fā)展中國家，甚至像日本這樣的寸土寸金的國家都沒有大面積建造高層混凝土建筑，也沒有建造高層鋼結(jié)構(gòu)住宅。 由于在全球范圍內(nèi)沒有可供學(xué)習(xí)的對象，所以中國20多年來，只能自力更生的進行高層混凝土住宅、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化研究，舉步艱難。高層住宅產(chǎn)業(yè)化幾乎成了了一個世界性難

19、題。 高層鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)是成熟的（高層鋼結(jié)構(gòu)建筑至少已經(jīng)有150年以上歷史的技術(shù)積淀），高層建筑的圍護結(jié)構(gòu)玻璃幕墻、鋁幕墻等，都是成熟技術(shù)。 但是高層住宅是無法使用這些成熟技術(shù)的，因為成本太貴。 從高層鋼結(jié)構(gòu)建筑邁向高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，困難就在于缺少一塊“價廉物美”的，同時具有“建筑美學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)、建筑保溫”這三大建筑功能于一體的大幅面組合外墻體。卓達集團正在攻克這個世界性難題。 七、2D模塊化建筑簡介48七、2D模塊化建筑簡介 盡管3D模塊化住宅有很多優(yōu)點，但是技術(shù)太過于超前，又受到中國公路運輸條件限制，現(xiàn)階段還不宜大面積推廣。 卓達研發(fā)的3D模塊化住宅只能代表卓達集團具備3D模塊化住宅的技術(shù)優(yōu)

20、勢，是作為技術(shù)儲備而研發(fā)的產(chǎn)品。 目前卓達的主流產(chǎn)品是2D模塊化住宅。 2D模塊化住宅的技術(shù)難題主要就是要制造一塊“價廉物美”的，同時具有“建筑美學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)、建筑保溫”這三大建筑功能于一體的大幅面組合外墻體。 2D模塊化住宅（“板式住宅”）也是在工廠車間內(nèi)制造一面面整體墻板，墻面上通常都帶有覆蓋物（例如卓達構(gòu)造板），有時也帶有門、窗、電氣配線和外飾板等。依照一定的模數(shù)在工廠里制造墻板，運輸?shù)焦さ兀缓笤旄鶕?jù)設(shè)計施工圖，把墻板裝配到基礎(chǔ)上。 2D模塊化住宅（“板式住宅”）比3D模塊化住宅需要更多的工地建造時間。 工廠制造一棟2D模塊化住宅（“板式住宅”）只需要不到半個月時間，到現(xiàn)場裝配一棟2D

21、模塊化住宅（“板式住宅”）只需要一個多月。49七、2D模塊化建筑簡介50七、2D模塊化建筑簡介 2D模塊化住宅的優(yōu)點： 2D模塊化住宅是集中在一個環(huán)境受到控制的車間里制造而成，真正像造汽車一樣在生產(chǎn)線上制造房子。當然，我們也會像設(shè)計汽車一樣來設(shè)計住宅，這才能確保像造汽車一樣造房子。在環(huán)境受到控制的車間里制造住宅的優(yōu)點如下：可以按照工業(yè)化大生產(chǎn)方式來招聘工人，并進行高效培訓(xùn)，工人的工作條件和工作技能都有可靠保證?？梢园凑展I(yè)化大生產(chǎn)方式組織三班倒作業(yè)，僅僅這一項就可以提高生產(chǎn)效率3倍，確保按時交付?？梢园凑展I(yè)化大生產(chǎn)方式進行生產(chǎn)組織管理和質(zhì)量控制，確保優(yōu)質(zhì)交付?？梢圆捎镁艿闹圃煅b備，不僅能夠

22、快速制造，也能做到很精確。我們是把計算機和激光校準設(shè)備連在一起，以確保得到近乎完美的切割和連接。生產(chǎn)周期短，工地建造一棟住宅可能需要半年以上時間，而工廠制造一棟模塊化住宅只需要不到半個月時間，到現(xiàn)場裝配一棟模塊化住宅只需要一個多月。能避免建筑材料經(jīng)受日曬雨淋而損壞。住宅工廠和施工現(xiàn)場都幾乎看不到建筑廢料和建筑垃圾。51七、2D模塊化建筑簡介523000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介533000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介543000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介553000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介563000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介573000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介583000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介593000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介603000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑簡介613000M2徽派建筑七、2D模塊化建筑