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上世纪九十年代以前北京市装配式公共建筑发展与变迁研究

2016-06-30李雯马英樊则森

建筑技艺 2016年4期
关键词:北京市

李雯 马英 樊则森

编者按:

自新中国建国以来,我国就开始了装配式建筑的设计、研发和建造,其中以北京市最为典型。无论是装配式住宅还是公共建筑,都有着影响深远的历史传承和很多经验教训。本期二篇系列文章:《上世纪九十年代以前北京市装配式公共建筑发展与变迁研究》、《上世纪九十年代以前北京市装配式住宅的历史发展与技术变迁》、《2007年以来北京市装配式住宅的新发展》,试图把建同以来北京市装配式建筑技术的典型案例串联起来,相对全面、系统地帮助读者对北京市的装配式建筑的过去和现在有一个完整的了解,并引发思考。

摘要 以时间为线索,以时代特点的影响将建国以来装配式公共建筑的发展历史分为几个典型阶段,梳理了当代北京市装配式公共建筑的发展与变迁,并选取典型建筑案例加以分析说明。

关键词 装配式公共建筑 北京市 历史研究

0引言

装配式公共建筑作为建筑业的重要部分,既受到技术发展的影响,又受到时代特点的影响。本文以北京市为例,以时代特点为主线,将我国装配式公共建筑的发展情况划分为几个典型阶段,对北京市装配式公共建筑的发展与变迁进行梳理,并展望未来。

1 1950年代——学习苏联经验

1.1基本情况

1953N1957年是国家第一个五年计划时期,国家大力发展建设,1953年号召向苏联专家学习,除了学习苏联对“民族形式”的创作之外,还学习装配式的经验方法,使用比较多的是预应力空心楼板。预应力空心楼板是上世纪50年代一种典型的构配件,后来得到了大量的推广应用。

本时期预制装配式建筑主要有:民族饭店、友谊宾馆,具体情况如表1所示。

友谊宾馆的建成时间较早,当时的技术还不完备,主要运用了“空心预应力楼板”这种预制构配件,对后面预制楼板的推广起到了积极的作用。民族饭店是全国第一个梁、柱、墙、板全装配的建筑。以下详细介绍。

1.2典型建筑分析——民族饭店

民族饭店位于北京复兴门内大街,建筑面积42252m2,高47.85m,共12层。1958年建成,1959年开业,为国庆10周年首都“十大建筑”。民族饭店的立面设计重视门窗比例的推敲,建成后给人感觉端庄、雅致。后来分别在1980年及2005年进行了两次改造(图1~3)。

民族饭店的基础、地下室、一层及部分二层采用现浇钢筋混凝土结构。部分十一层及十二层限于塔式起重机的能力,亦采用现制。其余各层均为标准层,一律采用装配式结构,装配化程度达到60.47%。所有装配的构件都是在预制厂制作完成。外柱2层一根,整间密肋大楼板,接头焊接,用7台塔式起重机36个工作日完成吊装,平均三天半安装一层。民族饭店的预制及现制的分布情况如图4所示,其部分节点照片见图5。

民族饭店已经显露出了预制装配式建筑与现浇建筑相比的诸多优点,如工期短、节约木材模板、节约建设用地、污染少等,预示着装配式公共建筑的发展前景,它的成功建造对今天的预制装配式建筑仍有借鉴意义。

此外,由于经验和条件的限制,民族饭店也存在着一些缺点。首先是接头处型钢消耗量较多,总量达到200多吨。其次是构件规格类型多至836种(6915件),编号也较复杂,给制作、储藏、运输和安装都带来不少困难。

2 1960~1970年代——进行大量自主实验研究

这个时期是我国当代史上的探索时期,经历了大跃进、文化大革命等特殊历史阶段。在建筑艺术上也走了一些弯路,对于建筑技术,这一时期的发展也并无显著的进步,主要是进行大量自主实验研究。

我国专家于上世纪60年代在装配式建筑上进行了大量实验研究,并形成了一系列相应建筑类型的体系,较为典型的有:装配式多层框架建筑、装配式单层工业厂房建筑、装配式大板建筑等预制装配式建筑体系。在这一时期,装配式钢筋混凝土框架结构先在旅馆、办公楼等公共建筑中得到应用,而装配式大板结构主要应用在居住建筑中。该时期预制装配式公共建筑的情况如表2所示。

随着装配式结构的发展,许多工程中预制框架结构构件间的连接,采用高强砂浆锚固钢筋代替焊接,这种方法俗称“浆锚连接”。它具有构造简单、节省钢材、施工安装方便等特点,其节点构造情况见图6。

2.1典型建筑分析——北京民航大厦

北京民航大厦位于东城区东四西大街,1964年1月竣工,建筑面积为23 000m2,以民航总局办公楼为主,附有民航科研所、售票营业厅以及飞行员招待所等。其东西长107.30m,进深38mm,地面以上最高处达到54.5m。办公楼外墙面全部贴米黄色面砖配以水刷石立线条,地面材料为预制水磨石,部分为木地板(图7)。

北京民航大厦由三个装配整体式框架结构办公楼组成,层数分别为14、11、9层,民航大厦标准层分段平面示意图见图8。其九至十四层采用预制抗震框架施工、上下柱主筋用熔杯焊接后现浇接头,在国内首次采用整间预制贴面砖外墙挂板和内爬式塔式起重机施工。

除基础、地下室及一层结构为现浇钢筋混凝土外,民航总局办公楼自二层以上所有的柱、梁、楼板、楼梯、内外墙壁板以及外墙饰面均为预制装配,装配面积占总建筑面积的78.58%。后由于唐山大地震的影响以及建筑物本身年久失修,又在2000年左右进行了一次加固改造。

民航总局办公楼建造于文革时期,当时的结构普遍安全储备不大,且当时高层结构的设计经验尚少,后又经历了邢台、唐山两次大地震。1998年经专家检测鉴定,其结构可靠性略低于标准要求,且其建筑外观不能满足市容市貌的要求,使用功能也不能满足现代办公的需求。究其原因,一是当时的施工质量、技术不完备,经验尚少;二是特殊历史时期,人们缺乏创作的激情,在设计上也缺少亮点。

3 1980年代——引进法国预制薄板迭合板技术和南斯拉夫预制升板技术

1978年十一届三中全会后,建筑创造领域百家争鸣,我国预制装配式公共建筑也迎来了历史上的空前繁荣。这一时期装配式建筑的标志性进步是引进了法国预制薄板迭合板技术和南斯拉夫预制升板技N术。预制薄板迭合板是采用5~6cm的预制板,到施工现场铺好以后,上面再现浇混凝土制成。

预制无梁楼盖升板结构是一种典型的装配式结构,是南斯拉夫体系,主要用于工厂、仓库、商场中。

3.1基本情况

这一时期出现了各种程度的装配式公共建筑,从主体结构的装配到仅是外墙板、楼板的预制装配。此时期部分典型预制装配式公共建筑的情况如表3所示。

3.2典型建筑分析——西苑饭店

西苑饭店引进法国预制薄板迭合板技术,我国自行实验并加以应用,获得了全国结构优秀设计一等奖。西苑饭店共有709套客房,总建筑面积61367m2,地下3层,地上23层加顶部旋转餐厅塔楼6层,地面以上高度93.51m(图9)。

工程于1979年底开始方案设计,1981年3月开工,1984年7月建成开业,布局紧凑、合理,外形新颖,室内装修简洁明快。

主楼四至二十三层为标准层,楼板采用了预制预应力混凝土薄板叠合板,为国内首次在高层建筑中大面积采用此种楼板。在西苑饭店工程中,所用板的宽度为1.5m,一个房间在进深方向要用三、四块,摆放好了再现浇。这种板造价较高,因此多用在公建里,住宅里较少采用。

西苑饭店建筑外形呈锯齿状,为了方便施工和保温,采用了陶粒混凝土面层内夹加气混凝土预制复合外墙板。

“预制薄板迭合楼板”既有预制板不需要支模、施工快捷的优点,又有现浇楼板整体性好、抗震性能强的优点。此技术在西苑饭店工程中取得成功,并推广到不同的工程中去。

4 1990年代至今——装配式建筑发展停滞,全现浇式得到发展

我国在这一时期由计划经济转为市场经济,经济发展异常迅猛。装配式建筑发展遭遇停滞,全现浇式建筑大行其道。

同时期,发达国家开始关注可持续发展的问题,由追求“量”改为强调“质”。欧洲各国家率先提出城市与建筑的可持续发展战略,欧洲的预制装配式建筑进入了一个节能减排的“绿色”阶段。

4.1问题剖析

4.1.1造价问题

在这一时期,预制构件的价格不再受国家的控制,飞速上涨,因此许多大型构件厂纷纷关闭。现如今,大型构件厂已经消失,只有一些民营小作坊还在营业。

4.1.2技术及管理问题

预制装配式施工除了要有专业的预制构件厂之外,还需要专业的技术人员及安装机械,需要相关企业从方案设计、项目开发到构件制作、运输、现场测量、吊装、连接等各道工序均具有较高的技术力量和管理水平。而我国目前施工人员专业水平十分有限,企业管理水平也亟待提高。

5总结与展望

5.1总结

从1950年代开始,我国开始学习外国经验,并设计建造自己的装配式公共建筑。中间经历了大量实验和探索的时期,于1980年代迎来发展的黄金时期,直到1990年代中期发展停滞。

纵观1950~1990年间我国装配式公共建筑的发展情况,不难发现:装配化程度总体上呈下降趋势,预制构配件种类愈发丰富,节点连接方式不断进步。

这说明,技术进步带给建筑师选择的空间,可以根据抗震要求、外观、经济性等因素综合考虑构配件的选择及节点的连接方式。总体上,直到停滞之前,发展趋势都是良好的。

5.2展望——重提“装配式”

近年来,装配式建筑又重新进入大众的视野,国家亦大力推行预制装配式建筑。预制装配式建筑可以减少施工污染,提高施工的准确率,减少返工和错误。另外,随着时代的发展,人力反而逐渐变为稀缺资源。装配式建筑可以节省人力,进而节约造价。

预制装配式建筑的优点很多,但其抗震性能不如全现浇式建筑。因此,对于抗震性能要求高的建筑,把预制和现浇的优点相结合的“装配整体式”是一个可行的办法,也是发展的方向。可以说预制装配式无论是在住宅领域还是公建领域,都具有良好的发展前景。

樊则森

中建科技有限公司总建筑师,教授级高级工程师,一级注册建筑师。1994~2015年任职于北京市建筑设计研究院有限公司。硕士毕业于清华大学。曾获得中国建筑学会青年建筑师奖。主持项目:全总职工之家扩建配套工程、北京市检察院二分院业务楼、中华全国总工会办公楼、朝阳公园东小区(观湖国际)、中粮万科假日风景Ⅰ~Ⅱ期工程、住总万科金域华府、北京市公安局公租房、合肥蜀山装配式公租房。主要科研成果:主编国标图集《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例(剪力墙结构)》、《全国民用建筑工程设计技术措施装配式建筑专篇——装配式混凝土住宅设计(剪力墙结构)》、《北京市地方标准《装配式剪力墙住宅建筑设计规程》、《装配式钢筋混凝土结构建筑工程设计深度要求》,参编国家标准《工业化建筑评价标准》。

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