4.3预制木结构建造体系
德国小住宅领域（独栋和双拼）是采用预制装配式建造形式最高的领域，而其中大量采用的是木结构体系。木结构体系之中又细分为木框板结构、木框架结构、层压实木板材结构三种形式。
承重木框架与抗剪板体是木框板结构建筑的特点。框体采用实木，最好是构造用全实木（KVH）形式。板材主要由木材或石膏板材料构成。标准化的木截面和标准化的板材尺寸使加工生产和建造得到优化。实木框架和板材有机组合，形成的墙壁、楼板和屋顶结构体系，能够有效地吸收和承载所有垂直和水平荷载。木框板结构建筑自重轻，保温层位于木框材料厚度之间，因而建筑显得轻盈。
要达到被动房的节能水平，需要增加外侧或内侧保温材料，这一步可以在工厂预先完成。外墙部分可以选择装饰木材面板、面砖、或保温层加涂料等形式。
图60 现代高效保温预制木框板墙体结构
图61预制木框板结构装配体系构件生产过程
图62-63用预制木框板结构装配体系建造的小住宅项目
图64用预制木框板结构预制装配体系建造的多层居住建筑
在工厂预制的墙体等板材中，已经预先安装好建筑的保温隔热、隔蒸汽层和气密层，以及建筑上下水、电气设备管线、或预留穿线和接口空间。工厂预组装的组件还包括建筑的外门和窗户。工地上的工作包括:建筑上下水管线和电气线路的连接，瓷砖、地板、粉刷、室内门等。预制装配建筑，可以保证质量、控制成本，大大缩短了施工周期: 通常在地下室或建筑地面板完成之后五个星期内可入住。
计算机控制、自动化生产、现代化的生产组织优化使工业化预制木构住宅不断完善进步。
预制木结构建筑质量有严格保证，每件预制产品在出厂时都有质量检测合格标识。
图65典型木框架结构体系建筑细部
木框架结构体系是指垂直承载的木制柱和水平承载的木制梁组成的木结构体系。木材大多采用工程用高质量的复合胶合木（Brettschichtholz），跨度可达5米。这种工程用复合胶合木，也被用来建造大跨度体育馆等建筑。辅助性木结构，如楼板次梁、檩条等则采用构造用实木。
用木框架结构体系建造的房屋，其外墙板也具有保温隔热层，隔蒸汽层和气密层，但木框架结构体系中的内外墙板不承担任何结构作用。建筑物的抗剪由木制、钢制斜撑或刚性楼梯间承担。由于墙体是填充性构件，因而墙体可随意布置并在未来轻松更改，楼板也可方便设置挑空构造。建筑内部空间灵活流动，开窗位置与面积灵活，采光和景观好。
图66预制木框架体系构建加工
图68-70用预制木框架结构体系建造的独立式小住宅项目
图71用预制木框架结构体系建造的多层居住建筑
图72用预制木框架结构体系建造的多层办公建筑
图73-74层压实木板材结构建筑
层压实木板材结构建筑近十年来得到快速发展。实木板材结构采用交叉层压木材（Brettsperrholz），有很好的结构承载性能，可以加工制成楼板、墙体、屋面板。现代化的计算机控制切割机床，能够轻松切割出任何需要的洞口和形状。层压实木板材结构不受建筑模数限制，可以创造出独特的、纯净的空间，受到建筑师、结构工程师和业主的青睐。层压实木板材结构，同以上两种木结构形式一样，可以在工厂加工预制，到现场组装。
5．德国装配式建筑相关统计数字
德国联邦统计局（StatistischesBundesamt）统计数据中有装配式建筑（Fertigteilbau）一项，Fertigteilbau德文词字面直译为“预制构件建筑”。德国统计局对装配式建筑的定义为：一座建筑，当其外墙或内墙、采用了楼层高度的或房间宽度的承重预制构件，称为装配式建筑（EinBauwerk gilt alsFertigteilbau,wenngeschosshoheoderraumbreitetragendeFertigteilefürAu?en-oderInnenw?ndeverwendet）。但并没有对采用装配式预制构件的比率做出限制。
根据德国国家统计局统计数字，2015.01-11月期间，德国建筑企业（Bau von Gebaeude,）共2817家，从业人数145335，营业收入 25770百万欧元。
其中装配式建筑企业 74家，从业人数7078，营业收入1384百万欧元.
根据德国联邦统计局统计数字，德国居住建筑和非居住建筑装配式占比分别见下表。
德国批准建造的装配式居住建筑的历年统计数据*
*统计数字为新建建筑，%值为占新建建筑总量资料来源：德国联邦统计局
德国批准建造的装配式非居住建筑的历年统计数据*
*统计数字为新建建筑，%值为占新建建筑总量，资料来源：德国联邦统计局
统计数据显示，德国从1999年到2014年之间，居住建筑中采用了装配式建造技术的占比在9.5%--11%之间，平均值为10.29%；非居住建筑中采用了装配式建造技术的占比在42.7—52.7%之间，平均值为 48.08%。2015年从事建筑预制装配式构件生产的就业人数及其营业额分别占建筑行业相应指标的份额为5.12%和5.37%。
综合分析数据和资料可以看出，德国建筑行业相关数据统计中有装配式建筑（Fertigteilbau）统计一项，装配式建筑是指建造中采用了大型预制构件的建筑，但对装配率没有硬性规定。虽然近年来非居住建筑中采用装配式技术的建筑占比达到48.08%，但2015年从事建筑预制装配式构件生产企业的营业额仅占建筑行业营业额的5.37%
6．德国装配式建筑的发展对中国的借鉴
预制混凝土大板建筑的经验教训
德国早期预制混凝土大板（PC）建造技术的出现和大规模应用，主要是为解决战后时期城市住宅大量缺乏的社会矛盾。用预制混凝土大板建造的卫星城、城市新区深受20世纪初以《雅典宪章》为代表的理想主义现代主义城市规划思潮的影响。
《雅典宪章》试图克服工业城市带来的弊病，摒弃建筑装饰，用工业化的技术手段，快速解决社会问题，创造一个健康、平等的社会。但人类社会是非常复杂的，城市发展更是复杂的，由于当时的规划指导思想的局限性，建筑过分强调整齐划一，建筑单元、户型、建筑构件大量重复使用，造成这类建筑过分单调、僵化、死板，缺乏特色，缺少人性化。有些城区成为失业者、外来移民等低收入、社会下层人士集中的地区，带来严重的社会问题，近年来部分项目被迫大规模拆除。
图75 预制混凝土大板建筑单调、死板，缺乏人性化尺度，带来严重的社会问题，近年来部分项目被迫大规模拆除
图76-77预制钢结构多层办公建筑
德国的教训对中国的借鉴与思考
中国城市建设的高潮已过去，大量城市建筑需求量接近饱和，没有依靠混凝土大板技术快速大规模建设住宅的需求；推动德国混凝土大板建筑大规模应用的另一个因素是以雅典宪章为代表的早期现代城市规划与现代建筑指导思想，发达国家对此经过深度反省、已基本放弃。因此推动德国当年混凝土大板建设的两大动因在当今的中国社会都不存在。
混凝土大板建造体系在人性化城市空间塑造、个性化建筑表现、建筑成本控制、建筑构造技术问题解决等方面都存在严重不足，这是混凝土大板体系今天在德国被抛弃的根本原因，这点值得我们深思。中国不应盲目推广混凝土大板建设体系。特别不应为了追求预制率水平而推广混凝土大板建设体系。
德国建筑工业化发展趋势
今天德国的建筑业突出追求绿色可持续发展，注重环保建筑材料和建造体系的应用。追求建筑的个性化。设计精细化。由于人工成本较高，建筑业领域不断优化施工工艺，完善建筑施工机械、包括小型机械，减少手工操作。建筑上使用的建筑部品大量实行标准化、模数化。强调建筑的耐久性，但并不追求大规模工厂预制率。
其建筑产业化体现在
其建筑产业化体现在
工厂化：大量构件、部品在工厂生产，减少现场人工作业、减少湿作业
工具化：施工现场减少手工操作，工具专业化、精细化
工业化：现代化制造、 运输、安装管理，大工业生产方式
产业化：BIM系统的全面应用，全行业，全产业链的现代化，工业4.0模式
办公和商业建筑的建造技术以钢筋混凝土现浇结构、配以各种工业化生产的幕墙（玻璃、石材、陶版、复合材料）为主。
多层住宅建筑以钢筋混凝土现浇结构和砌块墙体结合，复合外保温系统、外装以涂料局部辅以石材、陶板等为主。
联排及独立住宅则有砌体、木结构、少量钢结构常规建造体系，以及工业化生产预制砌体、预制木结构全精装修产品。
工业厂房、仓储建筑成本控制严格，以预制钢结构、混凝土框架结构，配以预制金属复合保温板、预制混凝土复合板居多。
经济性、审美要求、施工周期、功能性（防火、隔声、维护、使用改造的灵活性、热工舒适性…）、环保与可持续性等方面的综合考量是选择何种建造体系的关键。
大部分装配式建筑，由于重复大量使用相同构件，容易出现单调、廉价的感觉。但通过精细化设计，利用预制装配式构件，也能够建设个性鲜明、较高审美水平的建筑。
德国经验对中国的借鉴与思考：
中国推广装配式建筑最主要的目的应是提高建筑产品质量、提高建筑的环保和可持续性。建筑产业化的发展方向应该是工厂化、工具化、工业化、产业化的全面推进。特别应该大幅提高建筑材料、部品、成品的质量标准要求，和生产、建造、安装过程中的环保要求。应因地制宜选择合适的建造体系，发挥建筑工业化的优势，达到提升建筑品质和环保性能的目的，而不是盲目追求预制率水平。
作者为洲联集团-五合国际 副总
德国可持续建筑委员会（DGNB）国际部董事
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