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Topi Laiho:北欧装配式混凝土建筑发展历程、现状和经验

时间:2019-02-26 22:36:42  来源:BIM建筑

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译文:RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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首先,感谢会议组织方提供的这次机会,我很荣幸给大家做一下简单介绍。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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今天所讲的内容,主要是围绕北欧装配式建筑的历史、现状,及未来发展趋势,其中涉及的政策与案例自来芬兰。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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我的演讲包括五部分:第一、佩克集团简要介绍;第二、北欧发展装配式建筑的原因及初衷;第三、芬兰预制建筑的历史;第四、螺栓干式连接系统的运用;第五、北欧预制建筑的经典案例。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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佩克公司是一个专注于做预制建筑连接系统的公司,主要技术包括:一是混凝土预制连接接点水平向;二是组合技术,比如组合梁、柱。我们是一家集研发、生产于一体的国际公司,地点位于苏州张家港。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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佩克的连接技术和芬兰装配式建筑是配合着共同发展的。佩克的创始人是一个大型建筑公司的工程师,北欧当时做三明治保温墙,有客户抱怨说为什么没有人能提供把内外页板连接起来的连接件,于是诞生了佩克公司最早的产品,大家现在看到三明治板的不锈钢连接件,是佩克公司最早的产品。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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后来佩克主要生产预埋的连接件,后面会介绍,后期北欧的预制,以焊接为主。六七十年代,北欧的混凝土连接,主要以焊接作为连接方式,后来大家发现存在很多的限制。80年代初,佩克自主研发的螺栓式连接方式,是我们第三代的连接方式,经过20年的发展,螺栓式连接系统,不仅在竖向的柱之间有基础使用,还包括梁、柱各个连接节点上,都有新开发的产品使用。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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我在北欧从事预制装配式很多年,跟大家介绍一下,为什么北欧会热衷于发展预制装配式建筑?北欧的气候特征与发展历史,尤其对中国北方地区,可能会有一些借鉴作用。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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第一个影响因素,就是气候。大家都知道在北欧经常接连几天下雪,一年中的工作时间较短,歇工期较长。建筑行业非常辛苦,室外作业条件很差,安全、健康、质量不能够得到很好的保障。换一种思路,如果把建筑过程转移到室内,首先气温恒定,条件可控,我们可以想象,对生产率、质量、管理,将带来多大的提升?RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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我们现在介绍一下:芬兰在做预制装配式的历史跟现状,这可能跟Peter Sailer先生所叙述的在德国做的实践,有很多相似的地方。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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芬兰乃至北欧的预制,起源于二次世界大战之前。那个时候没有钱,所以大部分工作还是以现浇为主,二次世界大战之后很多重建工作开始开展,所以很多工作就提上了日程。二战以后,芬兰的预制装配式开始发展,第一个装配式建筑是一个预制的木墙板,应用于一个皇宫酒店。1952年,在芬兰赫尔辛基举办了夏季奥林匹克运动会,所以很多建筑上采用了预制。到1960年代,芬兰社会结构出现了比较大的变动,很多居民从乡村转到城市定居,城市对房屋建筑的需求大大提高。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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预制装配式房屋需求量大大提高,尤其是北欧三明治墙的需求量比较大,所以这个产品在三明治墙当中得到大量的应用。这是一个典型的北欧做三明治墙的图片,在灌混凝土之前的照片,上面三角形的就是平面连接件,连接内外板。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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在70年代初,芬兰在预制产业有比较大变化,有一个组织是BES,它是芬兰标准化制定的组织,它去管理预制构件厂。这个组织做了很多的工作,主要是针对住宅项目,包括对监测的标准化,对连接件的标准化,包括部品部件墙、楼梯这些,都有标准化的管理要求。那么这对于芬兰的设计师、构件厂,施工单位大大减轻他们的工作,他们知道做什么,有什么样的标准可以参考或者依照。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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刚刚介绍了北欧芬兰在六七十年代的预制建筑节点,是采用焊接形式的,但是焊接形式有很多的问题,比如气候、工人技能的影响,现场的管理难度非常大。到1980年代,芬兰的标准化组织(BES),把重心从住宅方向,移到了工业建筑,因为工业建筑的梁、柱子,同样是需要预制的。在这个过程当中,BES组织引入了当时比较先进的技术,例如用螺栓连接的方式,取代焊接的方式,叫做机械连接,用螺栓连接预制混凝土。除此之外,还引进了一些彩色混凝土,高强性能的混凝土,以及自愈合的混凝土,把这些技术都引入到预制装配式行业里面。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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到80年代末,大家发现生产率提高了,效率提高了,质量各方面都跟上了。但是有一个问题出现,所有建筑看起来都是千篇一律,像盒子一样的建筑,这变成了一个新的挑战。所以,到了21世纪,主要的问题是,如何通过预制体现建筑的美。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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21世纪初,新的热点是如何优化预制建筑在全生命周期的价值,或者是成本。比如说三明治墙在北欧用得非常多,它的保温一开始引入的时候,保温通常是60、70毫米,到21世纪初的时候,200毫米(也就是20厘米),基本上是北欧三国入门级的厚度。所以,建筑在全生命周期的维护成本,引起了广泛关注,大家不再简单考虑建筑在头二三十年的成本是多少,要考虑全生命周期中维护的花费。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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这是预制建筑,在建筑美学方面,有一个比较好的案例是伦敦的博物馆,展现了传统建筑中未曾见到过的直的走廊,非常漂亮。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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到2010年之后,大家关注的热点在于如何更好的提升预制建筑的质量。在北欧,生产率已不是问题。有一种叫图形的混凝土,是芬兰用超高性能的混凝土做饰面的效果,不同的混凝土可以做格子状或者其他的形状,效果都是很好的。BIM也是一个热点。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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那么未来是什么样呢?也许没有人能够准确的说清楚。但是,作为这个领域的从业者,我们可以提出一些方向。首先我们讲的是循环经济,循环经济提的是我们不仅仅考虑建筑或者建筑的本身,还要考虑如果建筑不用了,该怎么去利用,该怎么去循环。比如说像右图当中看到的干法连接,建好之后过了若干年,大家觉得这个城市换一个中心发展,人们离开了,预制的建筑怎么拆,拆下来的废料,怎么利用呢?RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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我们介绍一下螺栓干式连接系统,有人叫做“机械连接”,也有人叫做“先进的干法连接”,我们通过一个视频来看一下。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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螺栓式连接,在构件厂当中先进行预埋,到现场吊装。您可以看到吊装时间很短,安装很快。我们装完之后,立刻承担荷载。所以,现在需要的人很少,一般来讲,两个人操作就可以了。例如,安装一个柱子,不管多高,10分钟到15分钟,我们在欧洲做过30多米,一柱到顶。可以采用(英),也可以采用(英),或者是机械(英),有三种方式可以选择。这种方式在北欧是非常普遍的连接方式,冬天下雨下雪不受影响。而且它的质量,灌浆不需要压力灌浆,把螺栓用混凝土填满就可以了,基本上目视,现场管理质量。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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螺栓连接,不仅用于竖向链接的基础,也可以用于梁柱。为什么要用螺栓连接呢?我们用一张照片来展示一下。欧洲传统的连接方式需要大量的支撑,这种支撑占领了大量的施工面积,而且不安全、效率低,大家可以看到这边螺栓连接不需要任何支撑,右边那张图是中东的一个购物中心,28米高,不需要任何支撑,仅凭借下面的基础支撑就可以了,该项目比传统预制连接要快3-4倍。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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同样,梁柱水平节点连接,在北欧有很多的产品,也是运用螺栓干法连接,在管廊、工业项目等,水平向的连接,主要是用于刚性结构框架,我们国家好多也都是刚性框架。螺栓连接在紧密墙、电梯间也有很多的应用。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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接下来向大家介绍一下世界各地的干法连接的案例:RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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这是瑞士一个较小的建筑,但是很好的体现了建筑师的要求,柱子是撑着屋面的,竖向链接、柱都是采用螺栓连接的方法进行连接的。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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这是新加坡的一个工业建筑,9层高,全部是采用预制的方式建成的,螺栓连接的部分在这个建筑当中使用。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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这是丹麦的办公楼,25层高,框架结构全部采用螺栓方法。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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给大家看一个视频,是一个住宅项目,北欧罕见的高层住宅项目,使用的螺栓连接。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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这是丹麦的住宅项目,30层高,这些节点都是刚性的,不需要支撑。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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这是德国的一个停车场;这是瑞典的一个大学;这是英国的购物中心。他展示的这些案例,都是建筑师比较喜欢的,可以体现出建筑师的想法。这是阿布扎比很有趣的一个项目,它的梁柱都用螺栓连接,水平、竖的方向都是用螺栓干法进行连接的,梁都是斜着的。RV6筑傲网-做装配式的人都聚集在这里!装配式建筑专业网站

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