发展装配式建筑之我见（一）
一、我对三个装配式建筑技术规范的看法
为贯彻落实《国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》和《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发[2016]71号），健全装配式建筑标准规范体系，住房和城乡建设部住宅有关单位编制了混凝土、钢结构、木结构三本装配式建筑技术规范，规范编制工作于2016年9月底全面启动，11月16日发布征求意见稿，12月中旬先后召开审查会。可谓建筑标准编制历史上罕见的“雷厉风行”，而且“神速”。
住建部已经明确提出10年装配式建筑占新建建筑比例30%目标已经确定。住建部最近又密集推出了三个装配式建筑技术规范讨论稿：
n《装配式混凝土建筑技术规范》GBT51231—2016；
n《装配式钢结构建筑技术规范》GBT51232—2016；
n《装配式木结构建筑技术规范》GB51233—2016；
很多人问过我对于这三个技术规范的意见，我的意见如下：
n有总比没有强；
n错也比没有强；
n宜粗不宜细。
在这么短的时间内编制出这三本规范，就已经不容易，不能有过分高的要求，不能求全责备，也不能说三道四。
实际上，这三本规范就是住建部向党中央、国务院、全国人大表达的一个发展装配式建筑的坚定态度，这就足够了。
规范只有在今后的建筑实践中不断总结、提高、完善，不能指望在这么短的时间内一步到位的编制一本“天衣无缝”的规范。
唯一遗憾的是没有颁布一个《装配式混合（混凝土、钢、木）结构建筑技术规范》GBXXXXX—201X。我认为这才是最重要的，有实用价值的，便于推广的装配式建筑技术规范。
二、装配式建筑的发展现状
（一）钢结构和木结构建筑的装配化
对于“钢结构和木结构”来说，其结构的装配化是与生俱来的，不需要花费太大的精力。
也就是说，只要是“钢结构和木结构”就一定是装配式结构，人们不可能把轧钢厂、木材厂挪到建筑工地，在高空进行钢材构件制造和木材构件制造，只能在地面工厂里加工好“钢结构和木结构”部件，然后运送到现场，吊到高空进行装配式作业。
但是要注意，结构装配化（也就相当于完成了“汽车底盘”的产业化制造）只是装配式建筑的万里长征走完的第一步，建筑系统的装配化（相当于“汽车整车”的产业化制造）才是建筑产业化的终极目标。
目前，对于中国钢结构建筑界来说，只是坐到了“钢结构和木结构”的装配化，装配式钢结构外围护技术储备还不如装配式混凝土外围护技术储备。已经建成的高层钢结构住宅的围护体系基本还是“混凝土砌块”（图1），最好的情况也就是“加气混凝土条板”（图2）。 离“钢结构和木结构”建筑的装配化还差之甚远。
图1
图2
（二）混凝土结构建筑的装配化
1924年毕业于宾夕法尼亚大学（Universityof Pennsylvania），师从保罗·克瑞的路易·康（1901—1974年）毕生都在为建筑的现代化而奋斗。
在路易·康看来，混凝土结构缺少焊接钢管结构特有的轻盈和清晰性，因此也就不如后者那么现代。除此之外，钢筋混凝土结构很难形成真正连续的结构，它的建造过程已经决定了钢筋等构件不可能成为建筑表现的最终元素。换言之，钢筋混凝土结构的本质是浇筑性的，而非装配性的，并不真正符合结构理性主义的理想。
历史上可查的，最早的高层装配式（预制）混凝土建筑是公元1960年建造的纽约泛美航空公司大厦，现在归大都会保险公司(MetropolitanLife Insurance Company)所持有，该大楼是纽约市以及世界最具代表性的摩天大楼之一。
这栋最早建成的预制装配式混凝土建筑有59层，高246.28米，外墙是玻璃幕墙。
2016年，《建造中的金属》（Metalsin Construction）杂志和纽约金属装饰研究所，以及一个由建筑师和工程师组成的评审团，联合举办了“重新定义纽约市地标”（Reimagine a New York City Icon）设计竞赛。要求来自世界各地的建筑师、工程师、学生和设计师重新设计公园大道200号（原泛美航空公司大楼，现大都会人寿大厦）的外观立面，并要遵循“资源节约、环保美观”的设计原则，同时还要创造一定的透明度并保留原始建筑的美感。
评委会成员包含大量的建筑师、工程师以及来自LEED协会的成员。由六个获奖方案中的五个分享了15000美元奖金。
总的来说，可以在全球范围内找到一些已经建成的高层预制装配式混凝土商业建筑。
但是，要想在全球范围内找到一些已经建成的高层预制装配式混凝土居住建筑，特别是建造在远离市中心的，物廉价美的高层预制装配式混凝土居住建筑，一定是一件非常困难的事情。
因为只有以下地区有高层住宅市场需求：
n传统计划经济（或正在转型中的）国家，例如俄罗斯、中国、北朝鲜；
n城市型国家和地区，例如新加坡、迪拜、中国香港。
n国际上超大型城市的市中心，例如纽约的曼哈顿、东京的银座。
除此之外，在全球范围内，很难找到高层预制装配式混凝土居住建筑（包括高层预制装配式钢结构居住建筑）的市场。
在市场经济运行模式下，市场催生技术或产品，没有市场就不会有人主动去研发技术或产品。发达国家之所以没有人愿意去研发高层预制装配式混凝土居住建筑（包括高层预制装配式钢结构居住建筑），就是因为没有这方面的市场需求。
如果中国有高层预制装配式混凝土居住建筑（包括高层预制装配式钢结构居住建筑）市场需求，就只能依靠中国人自己来解决和克服了。
三、高层住宅建筑的结构技术体系
（一）中国特色高层住宅结构体系
“现浇钢筋混凝土框架剪力墙或纯剪力墙结构”（图3）是中国原创的高层住宅体系，是一个典型的带有中国特色的建筑产品。其维护结构为砌块墙体。
图3
30多年来，在房地产商的“挤压”下，“现浇钢筋混凝土框架剪力墙或纯剪力墙结构”不论是设计，还是施工，全产业链（标准、规划、设计、审图、施工、监理、验收等）都已经做到了极致，成本已经控制到无法再低的程度。
如果硬碰硬的进行成本竞争，不但预制钢结构住宅，就是预制混凝土住宅都难以与之抗衡。
更何况，不但中国，即便是全球，现阶段也很难找到能够与中国特色“低成本”的“现浇钢筋混凝土框架剪力墙或纯剪力墙结构”相“媲美”的高层预制装配式住宅体系。
（二）国际惯例高层建筑结构体系
尽管国际很少有高层住宅市场需求，但总还是有少量的，一星半点的预制高层商业建筑。其结构体系无外乎以下三种：
n现浇钢筋混凝土核心筒-混凝土框架体系（图4）；
n现浇钢筋混凝土核心筒-重钢框架体系（图5）；
n现浇钢筋混凝土核心筒-重木框架体系（图6）。
图4
图5
图6
这三种建筑结构体系的围护结构一般有以下几种：
n玻璃幕墙（图7）；
n金属幕墙（图8）；
n薄壁轻钢复合幕墙（图9）；
n预制混凝土外挂墙板（10）。
图7
图8
图9
图10
玻璃幕墙最早起源于美国，点支式玻璃幕墙最早起源于欧洲。
1848年工程师詹姆斯·博加德斯(James Bogardus)用预制的柱子和铸铁制造的窗格取代了五层楼的工厂的砖石建筑外墙，这种预制的系统为建筑外墙设计开创了一个新的领域。
1903～1911年，在德国Giengen的玛格丽特·斯蒂夫股份有限公司工厂东部的建筑正立面，由延展到有三层楼高的半透明玻璃板构成。
被国际公认的最早应用玻璃幕墙的建筑是由威利斯·杰斐逊·波尔克(Willis Jefferson Polk)设计、于1918年建成的美国旧金山哈里德(Hallidie)大楼，它采用钢筋混凝土结构，玻璃幕墙挂在伸出外墙轴线3英尺的悬臂水泥板上，它具备了现代建筑幕墙的所有特征：具有玻璃面板和支承玻璃面板的结构体系、相对与主体结构有一定变形能力、不承担主体结构所受作用。
在20世纪50年代，由于高层建筑的发展，玻璃幕墙作为外维护结构在美国得到了长足的发展。由彼德罗·贝鲁奇(Pietro Belluschi)设计、于1947年建成的美国波特兰市的公平储贷大厦(TheEquitableBuilding)是世界上第一个采用玻璃幕墙的高层建筑。由SOM公司设计、于1952年建成的美国纽约利弗大厦(The Lever Building)是世界第一个最具完整意义采用玻璃幕墙的高层建筑：a.玻璃和不锈钢框架安装在建筑物的正立面;b.与主体结构脱开,悬挂在主体结构上。
作为二十世纪中期世界上最著名的四位现代建筑大师之一，密斯·凡德罗(Miesvanderrohe)和沃尔特·格罗庇乌斯(WalterGropius)对世界建筑幕墙的发展作出了巨大的贡献。
密斯·凡德罗坚持“少就是多”建筑设计哲学，它的贡献在于通过对钢框架结构和玻璃在建筑中应用的探索，影响了全世界。其早在1919年就完整的提出玻璃幕墙摩天大楼建筑方案，开创了人类用玻璃作幕墙的先例。全球第一栋高层玻璃帷幕大楼西格兰姆大楼便是出自密斯·凡德罗之手。
密斯·凡德罗被誉为钢铁和玻璃建筑结构之父，玻璃幕墙的缔造者。
注意：自从1952年美国铝业公司发明了铝幕墙之后，砌块围护墙就彻底退出了高层建筑外墙围护体系。
上个世纪80年代，冷轧轻钢在美国得到了快速发展，在低层（三层以下）和多层（六层以下）冷轧轻钢建筑技术日趋成熟，美国人又开始打起高层冷轧轻钢外墙围护体系的主意，并且很快就取得了长足的进展。
现在，在美国、欧洲，高层冷轧轻钢外墙围护体系已经非常成熟，并且大量应用到建筑实践中，就连装配式高层木结构建筑也要采用冷轧轻钢外墙围护体系（案例一）。
四、密斯·凡·德·罗的观念
1924年，密斯·凡·德·罗在一篇题为《建造艺术与时代意志》的文章中写道：
“我出身在一个古老的石匠家庭，从小不仅了解产品的外观审美，而且也了解产品的工艺制造。我对手艺制品有很深的感情，但是这并没有妨碍我认识到手工艺已经不再是一种具有经济效益的生产形势。少数几个仍然健在的德国手工艺匠人已经属于珍稀动物，他们的产品只有为数不多的富人才能享用。现在，我们面临的是完全不同的问题。需求如此巨大，无法通过手工生产的方式来满足。……哪怕只用一台机器，也说明手工艺作为一种具有经济效益的生产方式的观念已经不合时宜。……由于我们还处在工艺发展的初级阶段，工业生产的不完美和迟钝还不能与一个高度成熟的手工艺文化相媲美。……对我们来说，古老的内容和形式、陈旧的方法和手段都只有历史价值。我们每天都要面对新的挑战，其重要性远远超过全部历史垃圾。……我们今天面临的每一个任务都代表一种挑战，终将导致全新的结果。这就是我们全部努力的实所在，也是我们与其他许多建筑师的区别所在，甚至是与最现代的建筑大师的区别所在。它将我们和现代生活原则联系起来。陈旧的内容和形式已经没有多少必然联系，当代建筑观念也不是非某些传统材料莫属。诚然，我们深知砖头和石材的魅力，但是这并不能阻止我们把玻璃、混凝土、金属作为同等重要的材料。在许多情况下，这些现代材料更符合时代的需求。”
14年之后，密斯·凡·德·罗在伊利诺斯理工学院的就职演说中进一步阐述了上述文字的主要思想：“因此，每一种材料都有自己的特点，如果我们要想使用这种材料的话，我们就必须对它的特点了如指掌。同样的观念也适用于钢和混凝土材料。需要牢记的是，一切都取决于我们如何使用材料，而不在与材料本身如何。”