PC住宅中预制墙体不同安装方法的探讨

随着我国住宅产业化的发展，越来越多的企业开始进行“工业化住宅”的研发和生产，追求“像造汽车一样的造房子”，将房屋分解为多个模块在工厂加工成半成品，现场只要进行装配施工即可变为成品住宅，在许多发达国家由于人工成本很高，工业化生产的住宅不但品质好、施工速度快，甚至比传统的现场施工造价更低，其成熟的技术已经得到广泛认可，并逐渐成为住宅生产的主流方式，其中用预制混凝土构件（precast components，简称PC）建设的PC住宅以优良的性价比在不同国家受到普遍欢迎。



欧洲等国在二战结束后开始发展用PC构件进行大量的住宅生产，发展至今德国、法国已经出现产能过剩，上世纪六、七十年代起，美国、加拿大、日本等国的PC住宅技术开始发展，近二十年来，PC住宅在中东、新加坡、香港、澳门开始兴起，并已被市场接受。我国在上世纪八、九十年代也曾兴起过“装配式大板住宅”，但由于受到各方面条件的制约，大板结构构件之间多以简单的机械连接为主，在房屋性能方面存在众多严重缺陷，快就被市场淘汰，截至目前，由于自然条件、资源条件、技术标准的差别，各国对PC墙板的构造设计和安装方法存在很大的区别。


中国的PC住宅结构特征主要就是“两块板”——墙板和楼板，其中的PC楼板与国外大同小异，但由于外墙板兼具维护、防水、隔声、采光、通风、保温、装饰等多项复杂功能，不同的构造方法、生产工艺和安装工法决定了不同的PC住宅技术路线和结构体系，这也是PC住宅发展的关键，为了解决好质量、进度、成本之间的矛盾，众多的国内企业纷纷从日本、德国、法国、美国、澳大利亚等国家引进各种不同的PC技术，各国的PC住宅之间的技术和性能差异很大，行业内也产生了“中国的PC住宅主体结构应该采用什么样的技术体系？”的争论，其实，对于PC墙板的安装技术无外乎“后安装法”（日本工法）、“先安装法”（香港工法）两种主流的安装方式，为了说明两种不同工法的区别和适应性，本文作者总结数年研究与实践的心得，简述PC墙体的主流生产和安装方式，并结合我国住宅主要是“墙结构”的特点，与读者共同探寻适合我国PC住宅技术发展的正确方向。


所谓“后安装法”即：待房屋的主体结构施工完成后，再将预制好的PC墙板作为非承重结构安装在主体结构上，其中主体结构可以是钢结构、现浇混凝土结构、预制混凝土结构，这样的非承重PC墙板又称为外墙挂板，此做法在欧美日非常多，尤其以日本发展的最为成熟。


“后安装法”的特点是：由于安装过程会产生误差积累，因此对主体建筑的施工精度和PC构件的制作精度要求都非常高，导致主体施工费用、构件模具费用和安装人工费用都很高，而且构件之间多数采用螺栓、埋件等机械式连接，构件之间不可避免地存在“缝隙”，为了美观往往将这些缝隙设计成明缝，必须要进行填缝处理或打胶密封，这种工法必须进行细致的施工，否在容易在防水、隔音等方面出现问题。



“后安装法”适合与钢结构或高精度的PC结构主体相结合，其现场施工时基本是以“干作业”为主，可以说“后安装法”是PC建筑发展的高级阶段，在美国一般是配合钢结构主体或后张预应力混凝土结构使用，而敬业的日本人可以把PC构件做得像钢结构一样的精准，把后装工法发挥到了极致，因此将“后安装法”称为“日本工法”亦当之无愧。


所谓“先安装法”即：在进行建筑主体施工时，把PC墙板先安装就位，用现浇的混凝土将PC墙板连接为整体的结构，其主体结构构件一般为现浇混凝土或预制叠合混凝土结构，先安装法的PC墙板既可以是非承重墙体，也可以是承重墙体，甚至是抗震的剪力墙。


“先安装法”的特点是：在施工过程中，用现浇混凝土来填充PC构件之间的空隙而形成“无缝连接”的结构，现浇连接施工的过程是消除误差的机会，而不会形成“误差积累”，从而大大降低了构件生产和现场施工的难度，更易于市场推广。同时构件之间“无缝连接”的构造增强了房间的防水、隔音性能。香港房屋署在发展PC住宅的过程中，先是从法国和日本引进了“后安装法”，结果普遍出现了缝隙漏水的情况，给后期维护带来了难度，为了解决这一难题他们从新加坡引进了“先安装法”，整体无缝连接的结构彻底解决了香港房屋外墙渗漏的维修之苦，因此香港房屋署将这种工法不断改进和推广至今，现在香港已经有几千万平米公屋和居屋采用先安装法的PC外墙，因此“先安装法”又被叫做“香港工法”。





究竟哪种工法更符合我国PC住宅的发展需求呢？面对这一疑问，众多国内外企业对两种工法进行了实践探索，特别是万科和长沙远大都在实际工程中应用过两种工法，笔者也曾在快而居公司对两种工法进行了实验对比，基本掌握了两种不同工法各自的优缺点，并结合我国的住宅特性，系统地研究了它们在建筑结构设计、预制构件拆解、构件生产、安装构造等方面的区别（见下表）






从以上对比的内容不难看出，“日本工法”以干式作业为主，其结构体系更趋向于“装配式结构”，而香港工法提倡预制与现浇相结合，结构体系为“装配整体式结构”，从在编的国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》内容来看，国内PC住宅的发展方向是装配整体式结构，国内众多企业在PC外墙技术的发展趋势也与此相符，比如万科、长沙远大都经历了从学习“日本工法”开始，后来逐步转变为“香港工法”而走向成熟运用，黑龙江宇辉、中南建设也都采用了“先立墙、后浇筑”的施工方法，走的是装配整体式结构的道路，这些用先安装工法建造的PC住宅，其性能与传统工艺建造的住宅基本没有区别。

对PC住宅预制外墙的安装工法研究，不是简单地聚焦于“先装”还是“后装”，其意义在于两种不同的工法在前期的结构设计、构件拆解、构件模具、构件生产、安装施工环节存在着重大区别，并且在房屋性能、建筑成本方面影响巨大，对于合理确定PC住宅的技术路线和结构体系具有重要的意义。“香港工法”比较适合当前中国住宅产业化重点发展“装配整体式结构”的现状，而“纯装配式”的“日本工法”则可用于公共性建筑，