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

译文：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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？

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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？

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。

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。

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。

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。

接下来向大家介绍一下世界各地的干法连接的案例：

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。

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。

这是丹麦的办公楼，25层高，框架结构全部采用螺栓方法。

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。

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。

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。

谢谢大家！

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