日本节能装配建筑产业化发展趋势（中）

5.日本节能装配建筑产品技术动向

近30年来节能装配建筑产品技术在欧美等国家（地区）逐步发展起来，后在日本得到了进一步的研究和开发，设计制造、装配和施工技术日趋成熟。同时在《节约能源法》、《住宅节能标准》等法律法规多次修正发展中，日本节能装配建筑产品技术不仅改变了传统住宅的结构模式，而且以节能标准化设计生产的建筑装配部构件几乎完全替代了砖、混凝土、石材、木材，真正实现了节能标准化设计、工厂系列化生产、快速机械化施工，从而大大降低了施工现场的劳动强度，缩短了施工工期，这种方式已在国际处于领先地位。

现在日本，不同结构形式节能装配建筑所占比例：木结构12～15%，PC装配结构24%～30%，轻钢结构56%。其中高层节能装配住宅的市场占有率为58.40%，若是有85%的装配住宅不同程度地采用了PC装配构件，那么采用PC装配结构技术的装配住宅，市场总体占有比率接近40%以上；在住宅标准化方面，日本各类装配部构件（构配件、制品设备）工业化、社会化生产的产品标准已十分齐全，占标准总数的95%以上；在建筑节能方面，日本新建的建筑物中80%以上是节能化的；而内装100%是工业化生产+现场干作业方式。近年来，日本节能装配建筑界正在发掘与推行的节能产品与装配技术主要有：

5.1木结构节能装配技术

日本1990年提出发展3R型社会的基本方针，旨在通过节省资源（Reduce）、废旧产品再使用（Reuse）、废弃物再资源化（Recycle），实现资源的循环利用，其中在木結构建筑领域已经取得了很大的进展，积累了很多成功的经验。特别是2003年在《循环型社会推进基本计划》中确定了木结构建筑业的主要节能规范：①抑制木结构建筑废弃物的产生、减少木结构建筑用料和能源消耗；②促进木结构建筑产品的再使用和废弃物的再资源化；③企业要努力生产环保型、能够长期使用的木结构建筑产品。国土交通省公布的“2015年度木结构建筑副产物实态调查”显示，2015年度木结构建筑废弃木材比1998年减少了75%，建筑废弃木材的再资源化率为68%，2016年再资源化目标为80%；2020年再资源化目标为98%。

现在日本，木结构建筑的节能装配技术工法主要有：

（1）木造轴组工法。该制法是日本传统的装配制造工法，多被大工工务店类的中小型建设企业所采用，是民间建筑应用最广泛的住宅施工方式。一般情况下，大工工务店的木制住宅现场由工务店的负责人统一指挥。住宅的木制主体结构多由本工务店的技术工人承担施工，屋顶、装饰等工程则由外部的工人承担。采用该工法的节能装配效率与住宅数量难以统计，原因是按照日本的法律规定，较小的建设工程（工程造价低于1500万日元，约90万元人民币）无需取得建设业许可证，是可以不用办手续的。

（2）2×4工法。这是日本传统工法和美国标准化的结合，以2in×4in的木材为骨材，结合墙面、地面、天井面等面形部件作为房屋的主体框架进行房屋装配建造方法。该工法较传统的轴线工法有更高的施工效率，且不需要技术较高的熟练工，适合中小企业进行房屋建造。1988年日本采用该工法新建住宅数量为全部新建住宅的2.5%，节能装配效率达到45%。此后持续稳步增长，2003年新建住宅数量达到5.2%，节能装配效率达到56%；2015年新建住宅数量达到7%，节能装配效率达到67%。

（3）Pre-fabricated工法。它是大型住宅建设企业以工厂预制构造的主要施工方法。该工法是将住宅的主要部位构件，如墙壁、柱、楼板、天井、楼梯等，在工厂成批生产，现场组装。其节能标准化、工厂生产化与施工装配化效率较高。2003年日本采用该工法新建住宅数量为全部新建住宅的2.5%，节能装配效率达到45%。此后持续稳步增长，2003年新建住宅数量达到11.5%，节能装配效率达到75%；2015年新建住宅数量达到13.7%，节能装配效率达到75%。

5.2 PC结构装配节能技术

日本制定的《节约能源法》与《住宅节能标准》等法规，经过多次修改后，2006年又追加了与PC结构等装配建筑设备有关项目的节能标准。要求PC结构建筑应从设计阶段就综合考虑标准化、装配化和集约化理念，引导叠合楼板、内外墙板、楼梯板、阳台板等预制构配件的系列化开发、规模化生产，促进PC装配式建筑的建造工期缩短、成本降低以及运营管理效率提高，确保节能减排综合效益。

日本自1956年开发了壁式预制装配的2层住宅后，其结构装配技术逐步发展，至今形成了多种完善的PC结构装配节能技术，不同的结构装配对应不同节能建筑的施工方法，不同的施工方法又相应不同结构体系的节能设计方法，即形成了不同节能装配的结构技术体系，在节能装配建筑产业化方面走在世界的前列。目前日本建筑界采用的PC结构装配节能技术体系主要有：

（1）W-PC工法技术体系。该工法于1965年由日本住宅公团首创在千叶县建设了4层住宅楼。同年，日本建筑学会编写了《壁式钢筋混凝土预制结构设计及解说》以及《JASS10混凝土预制结构工程》。1970年SPH（住宅标准设计）的开发与1971年日本建筑中心《壁式钢筋混凝土预制结构5层公共住宅设计指南及解说》的出版使W-PC工法形成了具体化技术体系，开始广泛地应用于实际建设，并成为日本经济高速增长时期住宅大规模建设的主要工法。到目前为止，W-PC工法仍然是日本5层以下公共住宅的代表性技术体系。

技术特点：其工法技术是将预制的构件在现场吊装连接形成整体结构，因此在设计时需要将W-PC结构分割并预制。其结构主要有三种预制构件：①剪力墙板：连接正交剪力墙的大型钢筋混凝土预制板；②楼面板、屋顶板：连接平行剪力墙的钢筋混凝土预制板；③楼梯板：连接平行剪力墙的钢筋混凝土预制楼梯平台板及连接楼梯平台之间的钢筋混凝土预制板。

节能装配优势：该技术的节能装配优势主要有：①将外墙或隔墙作为剪力墙来使用，既合理又经济；②柱或梁不暴露在室内，能够有效利用居住空间；③预制率越高，越能大幅度缩短工期；④施工器具、外部装饰、各种配管等可以事先准备，可以节约现场工作量，弥补技工数量不足的问题；⑤通过减少噪声、振动、粉尘等施工公害和废弃物，大幅度削减木模板的使用量，有利于保护环境。