德國PC裝配式建筑上下游產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀介紹

1、德國PC裝配式建筑上下游產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀介紹2014年09月18日打印專業(yè)人士：樊驊   來源：寶業(yè)集團摘要  針對混凝土預制件在德國的應(yīng)用，本文闡述了PC 構(gòu)件在德國的發(fā)展歷史以及主要應(yīng)用方向，著重介紹了德國PC 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈概況，通過進一步的分析，最后也明確了德國PC 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈的特征，給現(xiàn)階段國內(nèi)混凝土裝配式建筑領(lǐng)域的從業(yè)人員一些思考和啟示。關(guān)鍵詞  PC；混凝土預制件；裝配式建筑；德國；產(chǎn)業(yè)鏈；工業(yè)化；信息化；社會化；自動化流水線；住宅產(chǎn)業(yè)化；建筑工業(yè)化0 引言近幾年，混凝土預制件和預制裝配式建筑隨著建筑工業(yè)化及建筑產(chǎn)業(yè)化

2、的發(fā)展進程熱度越來越高，越來越多的企業(yè)開始關(guān)注這個看似很新的產(chǎn)業(yè)，也有很多企業(yè)大量投入資金和資源，以求在未來的發(fā)展中占得先機。但所有的先行企業(yè)都被還不完整完善的產(chǎn)業(yè)鏈所束縛，其發(fā)展速度和發(fā)展規(guī)模極大的受到影響。對于這次在北京舉行的交流會，本文將簡單介紹德國PC的歷史和分類，裝配式建筑上下游產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及其特征，希望通過這些介紹讓更多的人了解這個行業(yè)在德國的現(xiàn)狀、明白產(chǎn)業(yè)鏈完善的重要性。也希望通過這次交流啟發(fā)到我們一些新的理念和創(chuàng)造。1 混凝土預制件在德國的歷史混凝土預制件在德國的發(fā)展歷史和三塊領(lǐng)域的發(fā)展密切相關(guān)：混凝土材料本身的發(fā)展、預制建筑的需求發(fā)展以及人們對混凝土材質(zhì)審美觀念的發(fā)展。而且這三

3、個方面都是相輔相成，誰都離不開誰。混凝土預制件的種類和形式也隨著這三個領(lǐng)域的需求在過去的一個世紀內(nèi)得到飛速的發(fā)展。1.1 混凝土預制件的發(fā)展伴隨著混凝土材料的發(fā)展約瑟夫·阿斯譜丁，英國人，泥水匠。1824年10月21日，他在利茲獲得英國第5022號的“波特蘭水泥”專利證書，從而一舉成為流芳百世的水泥發(fā)明人，但其發(fā)明的水泥的穩(wěn)定性無法保證，直到1844年，同為英國人艾薩克·查爾斯·約翰森進行了本質(zhì)性的改良奠定了今天硅酸鹽水泥的發(fā)明。1年后，既1845年，德國生產(chǎn)出了人造石樓梯，即德國的第一個混凝土預制件，開啟了德國混凝土預制件的歷史，以下以大事記的方式來說

4、明德國混凝土預制件的歷史：²1845年，德國生產(chǎn)出了人造石樓梯，即德國的第一個混凝土預制件²1849年，法國園丁約瑟夫·莫尼爾（en:Joseph Monier（英文）于1849年發(fā)明鋼筋混凝土并于1867年取得包括鋼筋混凝土花盆以及緊隨其后應(yīng)用于公路護欄的鋼筋混凝土梁柱的專利²1850年到1870年，隨著1850年德國制造出第一批硅酸鹽水泥，之后的20年，被大量應(yīng)用到水泥管的制造中。²1870年，隨著流動砂漿的配方確定，房屋立面的裝飾線條，立柱，欄桿等裝飾構(gòu)件得到大量的生產(chǎn)；屋面的混凝土預制瓦也得到大量的生產(chǎn)²1878年，普魯士州頒

5、布硅酸鹽水泥的規(guī)范²1890年，德國工程師C.F.W  Doehring 對自己發(fā)明預應(yīng)力混凝土申請專利²1903年，德國漢堡建筑公司Juergen Hinrich Magens 建立世界上第一個商品混凝土攪拌站，第一次對可運輸?shù)摹吧唐坊炷痢鄙暾垖＠?#178;1907年，用混凝土預制件建造柏林國家圖書館的穹頂²1912年，John E. Cozelmann 用鋼筋混凝土預制了多層建筑的所有構(gòu)件，并為此申請了專利。²1929年，第一條鋼筋混凝土馬路被修建。²1930年，研發(fā)出用于地下工程的有緩凝要求的混凝土²1940年前

6、后，混凝土預制件也被大量用到軍工需要的場所。²1948年，第一座預應(yīng)力混凝土橋梁在西德被修建。²1954年，新的商混攪拌運輸車的發(fā)明代替了老的運輸工具，全國50%的水泥產(chǎn)量由商混站來消耗。²50年代和60年代，東德地區(qū)和西德工業(yè)區(qū)造了戰(zhàn)后大量的多層預制板式住宅樓。²60年代末，德國Filigran公司發(fā)明了鋼筋桁架，同時也發(fā)明了鋼筋桁架疊合樓板²1978年，鋼纖維混凝土得到大量的應(yīng)用。²80年代中期，德國Filigran公司發(fā)明了預制鋼筋桁架疊合墻板²90年代，板式預制構(gòu)件的流水線設(shè)備得到了大量的發(fā)展1.2 預制建筑的需求促

7、進了混凝土預制件在該領(lǐng)域的發(fā)展  預制建筑的需求對混凝土預制件的發(fā)展的促進主要表現(xiàn)在三個方面：第一，預制房屋(House)方面，對于預制房屋，最早出現(xiàn)在中世紀,那時人們主要使用木材來進行房屋結(jié)構(gòu)和圍護的預制，至今大家在德國仍能看到木結(jié)構(gòu)的外露的Fachwerk的特色民居，隨著20世紀20年代德國包豪斯關(guān)于房屋功能塊的強化，使得用混凝土預制件來代替有些部件來實現(xiàn)房屋的建造變得可能，也是基本那個年代建立的聯(lián)邦預制房屋協(xié)會在今后的80年中不斷的壯大成員企業(yè)，這些企業(yè)都有共同的特征:家族私營企業(yè)，他們能夠敏銳的適應(yīng)市場需求，通過協(xié)會形成合力，不斷開發(fā)新的房屋體系來適應(yīng)人們?nèi)找嬖鲩L的

8、需求?；炷令A制件的應(yīng)用自然也是順應(yīng)了預制房屋對品質(zhì)，效率以及功能提升的需求，例如；隨著80年代雙面疊合墻板的發(fā)明，很多房屋的地下室紛紛采用疊合板體系來建造，其建造速度大大加快。隨著復合功能的預制墻體紛紛開發(fā)出來，以及對節(jié)能的要求，如今活躍在預制房屋市場上除了木結(jié)構(gòu)的高品質(zhì)House之外，還有大量全預制的混凝土預制排屋和別墅。第二，預制多層住宅方面，預制多層住宅主要是二戰(zhàn)之后，隨著經(jīng)濟的復蘇，戰(zhàn)后的重建，以及外國勞工的引入，需要大量的住房，而傳統(tǒng)的別墅式多樣化的住宅無法滿足發(fā)展的速度，因此單一標準化的預制板式多層住宅樓被大量設(shè)計和建造，極大的促進和擴展了混凝土預制件的設(shè)計生產(chǎn)和施工的產(chǎn)業(yè)鏈。這

9、也使得之后的產(chǎn)品升級換代以及生產(chǎn)設(shè)備升級換代成為可能和必然。第三，預制公共建筑及工業(yè)建筑方面，公共建筑隨著人們的生活及工作需求本身也是在不斷的發(fā)展過程中，隨著鋼筋桁架疊合樓板的發(fā)明和完善，大多辦公樓式的公共建筑采用無梁樓蓋式的板柱結(jié)構(gòu)體系，建筑師對這類建筑的立面特殊設(shè)計也彰顯出這類辦公樓的美觀大氣，大量的使用也促進了桁架疊合樓板體系的設(shè)計，生產(chǎn)和施工的研究提升。而公共停車樓也是促進了預制梁柱，以及大跨度預應(yīng)力雙T板的大量應(yīng)用。而工業(yè)建筑方面，預制混凝土結(jié)構(gòu)的廠房也是一直延續(xù)下來，期間也出現(xiàn)了材料組合多樣化，比如預制柱與木結(jié)構(gòu)的預制梁結(jié)合，加上鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的結(jié)合。這類多樣性的組合也使得很多預制

10、構(gòu)件的連接方式方面出現(xiàn)很多創(chuàng)新。1.3 混凝土預制件的表現(xiàn)力與建筑美學的發(fā)展隨著新材料和新工藝的不斷出現(xiàn)，建筑師們對于建筑的表現(xiàn)力方面有了更多的選擇，很多以前無法實現(xiàn)或者實現(xiàn)代價奇高的想法，現(xiàn)在可以通過新工藝完成的混凝土預制件來實現(xiàn)。而人們對清水混凝土的喜愛，也逐漸使得除了現(xiàn)澆工藝清水混凝土外預制清水混凝土構(gòu)件越來越多的進入到人們的生活中。而纖維混凝土的發(fā)展也使得薄殼式的靈活多樣的GRC產(chǎn)品也受到建筑師的青睞。甚至透光式的混凝土構(gòu)件也出現(xiàn)在時尚的建筑場所。而高強混凝土的應(yīng)用，也使得混凝土預制這個工藝不僅僅在結(jié)構(gòu)體里應(yīng)用，多樣的立面，摩登的家具，甚至日常生活之中用來攀巖的墻體，美觀現(xiàn)代的滑輪運動

11、場地，生活中的裝飾，文具等等。建筑師們和工業(yè)設(shè)計師們，在德國這個對基礎(chǔ)材料研究扎實，工藝設(shè)計經(jīng)驗豐富，功能與美學并重的國家中，不斷的用混凝土預制這個方式給人們創(chuàng)造生活中的美感！2 當今德國PC構(gòu)件主要的應(yīng)用方向當今德國PC構(gòu)件主要應(yīng)用方向可以概括如下：1.工業(yè)建筑及設(shè)施；這里大量的預制梁柱，圍護墻板，排水溝構(gòu)件，內(nèi)隔墻，預應(yīng)力樓板等PC構(gòu)件被使用。2.住宅、酒店及辦公樓；這里，疊合墻板，疊合樓板，三明治夾芯墻體，疊合保溫夾芯墻體，實心墻體，樓梯，平臺，陽臺等構(gòu)件被使用。3.風力發(fā)電塔；這里預制的發(fā)電塔機身是預制構(gòu)件組合的。4.地下工程及隧道工程；疊合板式地下車庫，地下管道，檢查井，隧

12、道管片等5.擋墻；      類似像柏林墻一樣的墻體，多用于監(jiān)獄，倉庫。6.鐵路建設(shè)；  軌道板，枕木，電路架等7.道路及橋梁建設(shè)  排水設(shè)施，路牙，防撞護欄，消音墻，預制大型箱梁等3 德國PC裝配式建筑領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈概況2010年的時候,在黑龍江哈爾濱舉行的預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)現(xiàn)場交流會上，我代表西偉德混凝土預制件(合肥)有限公司進行了關(guān)于疊合板裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系技術(shù)的發(fā)言，當時也曾對德國的PC裝配式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的產(chǎn)業(yè)鏈進行了初步的介紹，從設(shè)計，生產(chǎn)到施工的層面。如今，仔細思考下，如果要把德國PC裝配式建筑領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈

13、介紹完整，還是要以建筑實現(xiàn)的流程為主線來進行介紹，由此發(fā)散個人覺得按研發(fā)設(shè)計 生產(chǎn)施工運營及維修維護這條主線來介紹產(chǎn)業(yè)鏈比較合適。在這個主線的流程環(huán)節(jié)上，會有與之相關(guān)的更多分支細分。以下是個比較詳盡的關(guān)系表，詳細的表達了德國PC裝配式建筑所處的領(lǐng)域與產(chǎn)業(yè)化概況。3.1 關(guān)于研發(fā)德國在產(chǎn)學研的結(jié)合方面一直是走在前沿的先進國家之一，人們熟知的領(lǐng)域如機械制造、汽車以及化工等，已經(jīng)有很多著名的產(chǎn)學研結(jié)合的經(jīng)典案例。然而，傳統(tǒng)的建筑行業(yè)，其實在德國也不利外，德國在PC裝配式建筑領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方面，很多大學和應(yīng)用技術(shù)大學都與相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)需求的企業(yè)或者企業(yè)的研發(fā)部門保持著緊密合作的關(guān)系

14、，企業(yè)根據(jù)自身產(chǎn)品和技術(shù)革新所需的要求，向大學提出聯(lián)合或者委托研究，大學在理論和驗證性實驗方面具備完整的科研體系，能科學的完成相關(guān)科研設(shè)定目標，理性的給企業(yè)相關(guān)的結(jié)果。而其他專業(yè)的獨立于大學以及企業(yè)之外的研究機構(gòu)，則在材料，力學等方面有著深厚的實用性研究的積累，大大促進了新技術(shù)新產(chǎn)品的發(fā)展。關(guān)于這方面的一個經(jīng)典例子就是Filigran公司，F(xiàn)iligran是個小型家族企業(yè)，主要從事鋼結(jié)構(gòu)方面的產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，但也是這家小公司，發(fā)明了鋼筋桁架，聯(lián)合了漢堡，德雷斯頓大學等科研單位，對鋼筋桁架疊合樓板進行了大量研究，形成成果，比如如何實現(xiàn)雙向疊合樓蓋等，疊合板裂縫分析及對策等，最終形成行業(yè)標準，對

15、鋼筋桁架疊合板的全球應(yīng)用產(chǎn)生了深遠的影響。3.2 關(guān)于設(shè)計預制裝配式建筑的設(shè)計在德國也是分工有序，是各事務(wù)所之間的緊密合作，首先是建筑事務(wù)所牽頭與客戶對接，然后相關(guān)的機電專業(yè)如水、電和暖專業(yè)的專業(yè)事務(wù)所也會受委托進行專項設(shè)計，而預制構(gòu)件深化則是和結(jié)構(gòu)設(shè)計基本結(jié)合在一起，也有分開的情況，例如大型構(gòu)件集團的設(shè)計部門則會單獨完成構(gòu)件的深化，如FDU公司。而各事務(wù)所所用的軟件，經(jīng)常會是象Nemetschek，Tekla等公司開發(fā)的基于類似于Allplan平臺的設(shè)計軟件，而相關(guān)的產(chǎn)品企業(yè)，涉及各個專業(yè)的，則會積極開發(fā)數(shù)字系統(tǒng)，融入到軟件數(shù)據(jù)庫中，方便設(shè)計師們進行設(shè)計。同時BIM的原理得到廣泛的應(yīng)用，設(shè)計

16、成果不僅僅是圖紙還有大量的數(shù)據(jù)和清單，為了后面與生產(chǎn)系統(tǒng)以及各企業(yè)ERP管理系統(tǒng)方便對接。3.3 關(guān)于生產(chǎn)德國強大的機械設(shè)備設(shè)計加工基礎(chǔ)也使得預制構(gòu)件的生產(chǎn)形式得到了變革式的飛躍發(fā)展，板式構(gòu)件的加工，由于有了象Vollert, Avermann 這類專職于做設(shè)備加工的企業(yè)和Unitechnik, SAA 這樣的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的軟件供應(yīng)商的支持，流水作業(yè)變?yōu)榭赡?，而且擺脫了傳統(tǒng)板式構(gòu)件預制必須具備固定模數(shù)尺寸的限制，在不減效的情況下自由度提高，更加能滿足個性化的需求。非板式構(gòu)件的加工，同樣受益于機械設(shè)備和模具制造廠家的發(fā)明創(chuàng)造；長線臺的靈活性，預制樓梯和梁柱的多尺寸的適應(yīng)性，固定方式的科學性等，后

17、面站了一大堆的家族企業(yè)，孜孜不倦的開發(fā)新產(chǎn)品，完善技術(shù)。因此，隨著預制建筑的發(fā)展，大批預制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)也紛紛成立，經(jīng)歷了繁榮，也面臨著市場需求減少所帶來的困境。對于生產(chǎn)所需的預埋件與耗品，接觸了才會感嘆這個產(chǎn)業(yè)鏈的完善和細分性。從門窗，保溫隔熱構(gòu)件，起吊件，套管，電氣開關(guān)線盒線管，鋼筋制品，化學劑等等都是各自專業(yè)的廠家進行供貨。而對于構(gòu)件的運輸，特殊的運輸車輛也是在這個發(fā)展的過程中被車輛供應(yīng)商結(jié)合需求不斷的開發(fā)出來。最后值得一體的還有在這個生產(chǎn)系統(tǒng)下面的各個廠家的協(xié)會，協(xié)會起著重要的作用，在產(chǎn)品標準，研發(fā)，協(xié)調(diào)等方面。3.4 關(guān)于施工德國大多數(shù)建筑施工企業(yè)都有著預制建筑的施工經(jīng)驗，從Hocht

18、ief, Zueblin這些大集團公司到地方上的小家族企業(yè)。旭普林的某總部辦公樓就是預制建筑在德國公共建筑中的經(jīng)典案例，完成了很多預制建筑領(lǐng)域的創(chuàng)新和施工技術(shù)的創(chuàng)新。而象Peri, Doka這類公司則是對這些施工企業(yè)在工具和支撐，模板等方面給予了莫大的支持。Liebherr 這類公司則是在吊裝機械方面做著貢獻。同樣在施工領(lǐng)域，預制建筑方面也有專門的協(xié)會，促進著交流與創(chuàng)新。3.5 關(guān)于運營及維護戰(zhàn)后所建的多層板式住宅樓，由于當時的技術(shù)條件和建造條件的限制，經(jīng)歷了半個世紀，面臨著大量的維修維護和改造。象西偉德建材集團，他們在德國提供大量改造類項目以及維修維護類項目所需的特殊建材。而新建的復合很多功

19、能的預制建筑則也面臨著有效的能源管理，物業(yè)管理等，所以專業(yè)的物業(yè)公司在德國也是常常見到。4 當今德國PC裝配式建筑上下游產(chǎn)業(yè)鏈的特征當今德國PC裝配式建筑上下游產(chǎn)業(yè)鏈通過分析，我們可以看到清楚的看到以下的五大特征：²工業(yè)化：工業(yè)化是德國任何行業(yè)都可以看到的影子，從PC構(gòu)件的生產(chǎn)方式，從物流工具的形式以及施工方式，我們看到德國人在追求流程標準化，作業(yè)機械化，提高效率，這都是工業(yè)化的特質(zhì)。²社會化：整個產(chǎn)業(yè)鏈的細分，其分支如此之多，參與的企業(yè)數(shù)量之多，而且社會化的最大的一個表現(xiàn)就是，幾乎大多產(chǎn)品供應(yīng)類企業(yè)，包括設(shè)備供應(yīng)商，配件供應(yīng)商，化學劑供應(yīng)商，甚至構(gòu)件供應(yīng)商，都不是單一做這

20、類產(chǎn)品的企業(yè)，在PC領(lǐng)域的產(chǎn)品只是他們眾多產(chǎn)品中的一個分支。這種社會資源的高度整合，正是社會化的特質(zhì)。²節(jié)能減排：德國是個特別注重節(jié)能和環(huán)保的國家，對行業(yè)的發(fā)展甚至都有相關(guān)的法律來約束，這個大環(huán)境背景下，企業(yè)的技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品開發(fā)都是朝著提高效率，提高質(zhì)量，減少人工，減少排放的方向發(fā)展，PC領(lǐng)域也是一樣。²信息化：自從德國去年提出工業(yè)化4.0的概念后，意味著第三次工業(yè)革命的到來，從現(xiàn)有的預制裝配式建筑的設(shè)計（信息化設(shè)計）到構(gòu)件的生產(chǎn)（數(shù)控式的生產(chǎn)）到施工企業(yè)的管理（信息化的管理）可以看出，相比其他國家在這個領(lǐng)域，信息化無疑是德國的重量特征。而且以后還會面臨更進一步的提升。²傳承與發(fā)揚：在這個領(lǐng)域里，有很多家族企業(yè)都是百年企業(yè)，他們自從成立以來，一直精于某個領(lǐng)域的技術(shù)積累和研發(fā)，一代代的產(chǎn)品創(chuàng)新出來，但他們沒有今天做這個成功了，明天改行。所以很多產(chǎn)品你可以看到傳承，也可以看到發(fā)揚。5 結(jié)語我國的混凝土