上海市装配式住宅的历史和技术变迁

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概述

建国初期，城市住宅的严重短缺成为亟待解决的重大问题，前苏联“一种快速解决住房短缺方法”的住宅工业化技术，即预制混凝土结构技术被引进国内，并经标准化后，在全国得到了广泛的应用，其后伴随着解决居住问题的不同思路，我国住宅工业化历经了漫长而曲折的发展道路，上海也不例外。总结上海市装配式住宅的发展历程，基本可以分为四个阶段，即：上世纪五十年代至六十年代的技术引进和本地化阶段、上世纪七十年代至八十年代的第一次全面推广和实践阶段、上世纪九十年代的停滞阶段和本世纪以来重新快速发展。

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技术引进和本地化阶段

(1950-1975)

在新中国成立的发展建设初期，随着住宅建设的全面复兴，快速、经济的解决城市住宅的严重短缺成为一个亟待解决的重大问题。

1953年“一五”期间，随着社会主义工业化建设的开始，前苏联“一种快速解决住房短缺方法”的住宅工业化技术，即预制混凝土结构技术被引进国内。在苏联专家的指导下，我国提出了“发展标准化生产、机械化施工和标准化设计”的建筑工业化思路。而其中的住宅工业化内容主要包括设计标准化、构件工厂化和施工装配化三个方面，核心是主体结构的装配化［1］。在加快建设速度、降低工程造价和节约人员数量的前提下，大量、快速和廉价地提供城市住宅。

这一时期上海地区住宅建设的主要特点主要表现为工业化技术的引入和本地化。

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预制构件的工厂化和标准化

50年代以来，预制构件在全国得到了大面积的推广，上海从1955年开始研制小型预制构件的预制装配，1956年开始，市建工局所属各土建公司先后建立附属本公司的预制混凝土构件厂，在民用住宅方面，较多采用的预制混凝土构件是预制楼板，有实心板、槽形板、密肋板和空心板等多种形式。前期一般多为小型预制构件，后为提高吊装效率，构件逐渐走向大型化，如长向预制板开始代替短向预制板和大梁组成的楼盖。初期，各预制构件厂生产工艺比较落后，60年代逐步向机械化过渡，到70年代生产规模和机械化程度有了大幅度提高，先后建成和改造了成型钢筋和混凝土构件的半自动生产线。混凝土构件由露天转向车间生产，混凝土构件的预应力钢筋、抽芯、蒸汽养护技术和钢模等得到全面推广。并开始采用立窑、平窑、成组立模、远红外线养护等先进工艺技术［2］。

50年代中期开始，为解决技术人员不足和提高设计效率的问题，由城市建设部负责，按照标准化、工厂化构件和模数设计标准单元，编制了全国六个分区的标准设计全套各专业设计图［1］，华东地区主要由原华东工业建筑设计院和上海市民用建筑设计院等负责编制，“通用构件图集”的编制和推广使用进一步使得预制构件的标准化与定型化。

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结构体系和建筑材料的装配化

建国初期，上海地区的民用住宅多采用砖木结构体系，其竖向承重体系多为手工砌筑的黏土砖或木立贴结构，楼屋盖多采用木格栅、木屋架等。

随着住宅工业化和装配化的推进，首先木楼屋盖被预制板迅速替代，逐渐形成了目前最面大量广的砖混结构住宅。早期由于生产工艺水平较低，预制板多以实心板、槽形板和密肋板为主，后期随着工艺水平的提高，预制空心板得到了广泛的应用，其余各种形式的预制板逐步退出历史舞台。

随着全国范围建筑工业化运动的逐步推进，竖向承重墙体材料也经历了黏土砖、大型砌块到预制板材的三阶段发展。建国初期，墙体材料大量使用粘土砖手工砌筑。五十年代后期到六十年代早期，随着政府对耕地的保护和工业废料再利用的要求，上海硅酸盐制品厂建立后成为了上海市大规模新型墙体材料的生产基地，推出了粉煤灰硅酸盐中型密实砌块等多种新型墙体材料［2］。后因砌块吊次多，还需要抹灰，不能适应大型吊装机械，砌块建筑的发展受到限制。到七十年代，随着大板结构、一模三板、内浇外挂等装配式住宅结构体系的应用，外墙的砌筑材料渐渐从砌块堆砌发展到大型预制板材，施工效率显著提高。

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第一次全面推广和实践阶段

(1976-1990)

20世纪70年代，在设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化和墙体改革等三化一改方针指引下，全国各地均发展了大型砌块、楼板、墙板结构构件的施工技术，出现了系列化工业化住宅体系，出现了以大板结构为代表的全装配式预制混凝土结构，此外还出现了内板外砖结构体系、振动砖板结构体系以及内浇外挂和一模三板等各种形式的预制装配式结构体系［3］。这些装配式结构在北方地区特别是北京和东北地区得到了广泛的应用，为规范其设计和施工，我国于1978年12月颁布了《装配式大板居住建筑结构设计和施工暂行规定》(J78-1)，并于1991年对其进行了修订，制定了行业标准《装配式大板居住建筑设计和施工规程》(JGJ1-1991)。

5.1 一模三板结构体系的大规模推广

与北方地区不同，上海在通过全装配式住宅和大模板全现浇住宅试点后，结合两者之长，大力发展了以大模板体系为主的一模三板结构体系，将其应用在多层住宅建设中。

“一模三板”结构体系是指承重内墙采用大模板现浇混凝土(一模)，并辅以自承重预制外墙板、预粉刷中型楼板和预制内隔墙板(三板)，从而取消小砖砌筑，基本实现了建筑工业化施工。

1976年，原上海市民用建筑设计院在借鉴北方地区经验的基础上，设计了上海市第一套一模三板住宅结构构件通用图集［4］，该图集中的住宅均为五层结构，分为两种类型，一种是单元为一梯六户五开间，每户1个居室，每二户合用一个套厨卫；另一种是为一梯八户六开间，每户1个居室，每二户合用一个套厨卫。楼梯和楼板均为预制板，由于强调“标准化、工业化和减少构件规格”，住宅单元仅使用了一种住宅开间，如图1所示。

图1 一模三板住宅结构构件通用图集结构平面示意图

该结构体系中，主要承重横墙均由大模板制作，160mm厚，150#(C13)混凝土，中部无配筋，仅在端部节点附近设有少量构造钢筋；外墙板为自承重构件，板厚160mm(内隔110nn厚泡沫混凝土)，200#(C15)混凝土，内配4@200双层双向钢筋网片，由板内伸出锚固环与大模板横墙节点钢筋连接现浇成整体；预制内墙插板，板厚75mm，200#(C15)混凝土，内配46@200单层双向钢筋网片，板与板节点四角焊牢，下节点用110与预埋件焊牢后插入预制板缝中；预制楼板多为中型预应力多孔板和槽形板，安装前在支座铺设20mm厚混合砂浆，搁置长度不小于60mm。

市建五公司从1976年开始试点推广，至1980s竣工“一模三板”住宅近100万平方米。但在试点阶段，由于条件限制，同时又片面追求“一模三板”三取消(不做内、外粉，地坪是预粉的，不砌墙、不搭脚手架)，致使出现墙面粗糙，接缝漏水、渗水等许多质量问题。特别是1977年8月本市受到台风和暴雨袭击时，渗漏非常严重，受到社会上多方面的批评。此后数年，在构造上、工艺上经过改进，质量有了一定的提高。

5.2 内浇外挂和内浇外砌结构体系的应用

内浇外挂和内浇外砌结构体系则是在一模三板基础基础上发展起来的大模板施工工艺的另外两个分支［2］。

内浇外挂结构体系多用于高层住宅，其横墙和内纵墙用大模板以混凝土浇筑，外墙挂预制混凝土复合墙板，又称为鱼骨式剪力墙结构。

1983年上海市在彭浦新村五期高层住宅建筑中进行内浇外挂工程试点，以解决挂板安装精度和防水施工等成套施工技术问题。彭浦新村五期高层有2幢10层和1幢13层的条状建筑，上部结构除外立面为预制陶粒混凝土外墙挂板外，其他承重墙均为现浇大模板混凝土墙，外墙挂板厚240mm，其中包括20mm厚的竖直线条。挂板竖缝采用双槽空腔加密封油膏防水，水平缝采用高低缝加斜向空腔及嵌缝油膏防水。试点成功后，各个建筑公司先后承建中山北路高层、长风新村高层、陆家嘴地区高层等大量的内浇外挂装配式住宅［5］，见图2所示［6］，至八十年代中期先后竣工面积达到30万平方米。

图2 陆家嘴高层

“内浇外砌”体系是大模板施工工艺的又一个分支。1977年市建五公司501工程队参加梅山工程指挥部铁矿区建设，在建造多层住宅时，因“一模三板”中外墙挂板供应不上，而采用了“一模二板”，将外墙挂板改为砌筑的砖墙，形成了“内浇外砌”的施工工艺，当时既克服了“内浇外挂”体系中外墙挂板的板缝渗漏问题，又提高了住宅的保温隔热性能，比较适合上海地区的实际。此后市建五公司逐步转向内浇外砌体系，1980年该公司内浇外砌体系住宅竣工面积达到8万平方米，1981年上升到10万平方米［7］，超过了该公司一模三板体系住宅的竣工面积。由华东建筑设计研究院设计、市第六住宅建筑工程公司承建的上海仙霞新村一期二街坊群体板式高层住宅建筑，由9幢高层住宅组成，是上海首次采用内浇外砌施工的高层住宅建筑。内浇外砌的外砌材料有粘土砖、蒸养硅酸盐砌块、熬养煤肩砖等三种，内墙均用160毫米厚混凝土墙。

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停滞阶段

(1990-2005)

虽然国家于1991年制定了行业标准《装配式大板居住建筑设计和施工规程》(JGJ1-1991)，然而此后上海乃至全国的装配式建筑却基本处于停滞状态。1999年上海市建委发布“关于提高上海市住宅工程质量的若干暂行规定”(沪建建（99）第0037号)中规定，多层住宅楼面板、屋面板必须采用现浇钢筋混凝土结构，此后甚至连预制楼板也基本上退出了上海住宅的建设。

分析该段时期的装配式住宅停滞的原因，归纳起来主要是以下几条原因：

1)．造价偏高。

根据文献[8]中对240厚粘土砖或240厚砌块墙、外挂内浇大模板体系、内浇外砌大模板体系和全现浇大模板体系等四种住宅体系技术经济效果比较，外挂内浇大模板造价最高，比粘土砖、砌块造价高出16.94 %，全现浇大模板造价高出8.7%，而内浇外砌大模板高出7.48%。随着我国逐步从计划经济转向市场经济，建筑企业也逐渐注重经济效益，且改革开放以来，特别是浦东改革开放以后，大量的外来劳动力涌入建筑行业，使得劳动力成本进一步降低，从而使得成本较高的预制装配产业逐步退出住宅建造。。

2)．较多的质量问题。

受制于当时的生产工艺水平，预制装配式住宅结构在渗水、抗震等各方面均存在不少的问题。根据不完全统计，目前现存装配式结构外墙板渗漏率达90%［9］，已成为影响装配式结构工程质量的主要问题之一，严重影响建筑物使用功能，业主对此反映强烈。其次虽然预制大板结构在唐山、丰南等地的地震中表现不错，但是因为当时中国的住宅装配化主要体现为砖混结构的预制多孔板中，而由于施工质量较低和缺少圈梁构造柱等抗震措施导致这种结构体系的抗震性能不佳，在唐山、丰南地震和其后的多次地震中损毁严重，加深了人们对于装配式住宅抗震性能和整体性能较差的印象［10］。

3)．设计户型受到比较大的局限。

随着人民对生活水平的要求进一步提高，市场对户型的多样化及大户型的需求日益提高，相比现浇住宅来说，受预制板尺寸和施工吊装技术的限制，装配式住宅平面的自由度还是很低，难以满足市场的需求［1］。

07

重新快速发展阶段

(2005-至今)

进入本世纪以来，随着我国将可持续发展和节能环保做为基本国策，以装配式混凝土结构体系为代表的建筑工业化，由于其环境污染少、能源消耗低、科技含量高、综合性能好等特点，得到了越来越多的重视。这一时期出现的装配式结构与早期装配式结构的主要区别就在于不再强制要求全预制结构的装配，转向了预制和现浇相结合的方向，即主要构件为预制构件，但预制构件之间连接节点要做到等同于现浇结构，连接节点处一般现浇混凝土，钢筋连接一般采用套筒连接、浆锚连接与机械连接等技术，从而确保装配式结构的整体性等同于现浇结构。

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结语和展望

从上世纪50年代初至今，上海市乃至全国的装配式住宅建设经过了多次起起伏伏，从50年代初从前苏联引进预制混凝土构件技术，经标准化后推广到楼屋盖，并制定了统一的模数，到七八十年代多种结构体系如大板结构、一模三板、内浇外挂、内浇外砌等发展和大量应用，上海的装配式住宅达到了它的第一次建造高峰，然而到九十年代，这种建造技术未能很好的解决自身存在的问题，从而陷入了停滞状态，进入本世纪以来，随着我国经济的快速发展，人力成本的不断提高，环境压力的不断增大，可持续发展的观念不断深入人心，建筑工业化及装配式住宅的进程在我国将迎来一个爆发性增长期。然而在建筑工业化如火如荼的现今，认真的总结以往装配式住宅的发展历程，总结其经验教训，以避免其在发展道路上重蹈覆辙是十分必要的。

参 考 文 献：

[1] 刘东卫，薛磊，建国六十年我国住宅工业化与技术发展（一）[J]，住宅产业，2009(10)

[2] 吴文达，等，上海建筑施工志[M]，上海社会科学院出版社，1997.

[3] 张静怡，樊则森，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[J]，建筑技艺，2016(4)

[4] 上海市民用建筑设计院，“一模三板”住宅结构构件图集[S]，1976.4

[5] 朱宝昌，上海建工住宅装配式施工探索沿革，建筑时报[N]，2015.12.10，第007版

[6] 徐绳墨，沈传扬，关于上海高层住宅工业化体系的调查[J]，建筑施工，1981(1)

[7] 叶可明，如何正确评价“一模三板”住宅建筑体系与在上海发展前景的展望[J]，建筑施工，1981(6)

[8] 曹更新，关于上海住宅建筑工业化问题[J]，建筑经济研究，1980(4)

[9] 郭保文，李晓英，外墙板空腔渗漏治理[J]，中国建筑防水，1996(5)

[10] 汪震，李检保，我国预制剪力墙结构的历史与现状概述[J]，结构工程师，2015(6)

[11] 施嘉霖，唐 婧，张 凯，上海预制装配式建筑发展研究与对策[J]，住宅科技，2014(11)

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