來源：建筑學(xué)報(bào) | 2020年05期

日本住宅生產(chǎn)的預(yù)制化建筑

構(gòu)法理論變遷與技術(shù)演進(jìn)

松村秀一

東京大學(xué)大學(xué)院

伍止超 譯

中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司

 01. 

“建筑生產(chǎn)工業(yè)化”的概念及內(nèi)涵

建筑生產(chǎn)的技術(shù)，以及技術(shù)應(yīng)用、生產(chǎn)組織方式等方面，存在很大的地域性差異。就技術(shù)本身而言，不可能將日本經(jīng)驗(yàn)照搬應(yīng)用到中國，即使可以采用，在日本所取得的成果也不一定能夠在中國取得同樣效果。因此，當(dāng)技術(shù)理論陷入各種各樣議論紛爭的時候，最好應(yīng)該首先明確的是，如何思考和定義“建筑生產(chǎn)工業(yè)化”概念、內(nèi)涵及其基本方法。

當(dāng)筆者還是20來歲初出茅廬的研究者時，為探索對事物判斷的標(biāo)準(zhǔn)，深入研讀了國內(nèi)外各種對建筑工業(yè)化概念的定義，其中對筆者影響最大的是原武藏工業(yè)大學(xué)江口禎教授對“建筑生產(chǎn)工業(yè)化”概念的定義。它具有完全超乎筆者想象的完美，那時筆者的人生目標(biāo)即是今后要成為能寫出這種概念和定義的學(xué)者。

江口禎教授是這樣定義“建筑生產(chǎn)的工業(yè)化”的：“在建筑生產(chǎn)中促進(jìn)先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，通過有效地發(fā)揮技術(shù)的合理性來改革或重組建筑相關(guān)人員的社會系統(tǒng)。它是一種動態(tài)的過程，其目標(biāo)可以體現(xiàn)在以下3個方面：

首先，對建筑的開發(fā)建設(shè)者和使用者而言，相對更容易參與到建筑建設(shè)行業(yè)中來，這不僅可以降低建造成本和縮短建造周期，而且還可以預(yù)先把握產(chǎn)品質(zhì)量并解決用戶擔(dān)心的問題等；

其次，對建筑的生產(chǎn)者而言，可以擺脫不穩(wěn)定的勞動市場及傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，以高度的生產(chǎn)性改善企業(yè)利潤；

第三，從更加廣泛的社會角度來看，在建設(shè)與國家發(fā)展、資源環(huán)境、城市建設(shè)和人民生活協(xié)調(diào)發(fā)展的優(yōu)良建筑存量資產(chǎn)方面，不僅承擔(dān)著重要的角色，而且正在發(fā)揮著主導(dǎo)作用”。

 02. 

龐大市場需求推動日本住宅工業(yè)化發(fā)展

歐美發(fā)達(dá)國家先于日本，為了快速解決巨大的住房數(shù)量短缺，在第二次世界大戰(zhàn)后普遍采用了住宅生產(chǎn)的工業(yè)化方法。但在之后的住宅工業(yè)化發(fā)展中，日本是出類拔萃的，表現(xiàn)在住宅建設(shè)數(shù)量、尤其是可持續(xù)性方面。

要通過快速、大規(guī)模建設(shè)來解決住房數(shù)量短缺的問題，就要在相對較短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)。當(dāng)然，有時也會受到國家經(jīng)濟(jì)和財(cái)政狀況的影響而無法短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。但無論如何只要在一定時期內(nèi)努力建設(shè)，就能夠解決住宅數(shù)量不足的問題，發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)也可以充分地說明這個事實(shí)。從歷年的新開工住宅數(shù)量看，住房短缺問題在一定時間中得到緩解后，住宅建設(shè)數(shù)量就開始迅速下降(圖1)。

▲ 1  1950-2008年間日本和歐美國家的新建住宅開工戶數(shù)

然而日本卻并非如此。盡管隨著日本全國47個都道府縣的住宅數(shù)量都已超過家庭數(shù)量，且由于1973年第一次石油危機(jī)爆發(fā)，日本開工住宅戶數(shù)在此前的持續(xù)增長被畫上了句號，并在短期內(nèi)大幅下降，但在那之后的30多年間，日本仍然保持了“每年每千人新增10戶以上新建住宅”的令世界震驚的增長速度。

如圖1所示，很少有國家能夠做到如此增速，即便能夠做到，也只能在一兩年內(nèi)保持這樣的增長。雖然對全世界來說，這個巨大的住宅市場短期內(nèi)仍不會停滯，但像日本這樣自石油危機(jī)之前開始的每年每千人新增10戶以上新建住宅的高水平增長持續(xù)了40年，也就是說這樣自高速經(jīng)濟(jì)成長期以來逐漸壯大的日本住宅建設(shè)市場，是人類史上前所未有的。因此，要了解這期間日本住宅市場的成因，特別是了解日本住宅產(chǎn)業(yè)的成長歷程，必須首先認(rèn)識到這一點(diǎn)。

 03. 

歐洲式集合住宅、美國式商品住宅與日本式住宅的特點(diǎn)

二戰(zhàn)之后在發(fā)達(dá)國家也普遍出現(xiàn)了巨大的住宅建筑需求，然而在住宅市場中起著核心作用的住宅生產(chǎn)與供應(yīng)方式上存在很大的地域性差異。

在蘇聯(lián)和東歐國家，戰(zhàn)后住宅是由政府機(jī)構(gòu)直接運(yùn)營管理的公共租賃住房，在法國等西歐國家則一般由非營利性住宅聯(lián)盟或住宅公社從政府獲得補(bǔ)貼，來代替政府機(jī)關(guān)經(jīng)營公共租賃住房。歐洲國家的戰(zhàn)后住宅形態(tài)通常都是集合住宅。而在美國，戰(zhàn)后住宅主要是自持住宅，且為獨(dú)戶式住宅，公共集合住宅在美國戰(zhàn)后住宅建設(shè)中所占份額很少。一個典型的例子是萊維頓(Levit Town)住宅區(qū)，在1940年代末至1950年代初風(fēng)靡世界，在住宅用地上開發(fā)建設(shè)的獨(dú)戶式商品住宅是美國戰(zhàn)后住宅建設(shè)與供給的重點(diǎn)。

長期延續(xù)的巨大住宅市場需求是日本獨(dú)有的歷史現(xiàn)象。日本戰(zhàn)后住宅分為3種類型: 第一種是1951年后一直由地方政府直接經(jīng)營、與蘇聯(lián)類似的公共住宅(形態(tài)上不僅有集合住宅，還有獨(dú)戶式住宅)；第二種是類似美國的獨(dú)戶出售的住宅金融公庫(現(xiàn)為金融支援機(jī)構(gòu))融資住宅；第三種是1955年后類似西歐模式的日本住宅公團(tuán)(現(xiàn)為UR都市機(jī)構(gòu))住宅。3種類型都是因政府住房政策而出現(xiàn)的產(chǎn)物，且都一直持續(xù)到今天。

從建設(shè)數(shù)量來看，日本住宅以獨(dú)戶式自持住宅為主，且與美國式商品住宅不同，是一種定制性住宅，日本在這個領(lǐng)域中的工業(yè)化發(fā)展在全世界范圍內(nèi)都無可匹敵。但本文不對民營企業(yè)所主導(dǎo)的獨(dú)戶式定制住宅進(jìn)行論述，而是將話題聚焦在中國當(dāng)前正在關(guān)注的集合住宅的工業(yè)化領(lǐng)域上。

 04. 

國際上預(yù)制混凝土住宅建筑的兩種不同類型

中國和日本一般將鋼筋混凝土用于集合住宅的建筑結(jié)構(gòu)骨架，在工業(yè)化生產(chǎn)中通常用預(yù)制混凝土代替現(xiàn)澆鋼筋混凝土。這種最初由歐美發(fā)明和開發(fā)的預(yù)制混凝土有兩種不同的類型：一種作為結(jié)構(gòu)和基底，最終施工建設(shè)完成的裝飾面會將其隱藏起來；另一種則通過表面的材料和顏色來裝飾建筑物外立面。美國建筑技術(shù)相關(guān)人員稱前者為“工作式混凝土”(job concrete)，后者為 “建筑式混凝土”(architectural concrete)，并解釋說，這兩種預(yù)制混凝土類型的價格和制造工廠完全不同。

比如在歐洲常見的預(yù)制成品——?預(yù)制混凝土空心樓板(圖2)，現(xiàn)場施工完成樓板的表面做法后是看不見混凝土本身的，即典型的“工作式混凝土”。圖3和圖4是1990年代在丹麥考察時拍攝的同一棟集合住宅施工現(xiàn)場照片，建筑墻體等主要結(jié)構(gòu)部件都使用了預(yù)制混凝土，但建筑墻體構(gòu)造的外側(cè)有保溫材料，最外側(cè)采用了磚成品砌塊，這也是一種典型的“工作式混凝土”。

▲ 2  歐洲建筑工地的預(yù)制混凝土樓板

▲ 3  1990年代丹麥集合住宅建筑工地，前面這棟樓正在施工過程中，后面那棟樓就是預(yù)制混凝土類型的“工作式混凝土”，外側(cè)采用磚成品砌塊

▲ 4  可以清楚地看到墻內(nèi)側(cè)到墻外側(cè)的預(yù)制混凝土類型的“工作式混凝土”、保溫材料和磚成品砌塊構(gòu)成

在1980年代巴黎郊區(qū)新城鎮(zhèn)建造的著名的Picasso Arena集合住宅，像天然石材質(zhì)的具有裝飾性細(xì)節(jié)的成排立柱(圖5)和住戶外墻(圖6)全都是通過建筑材料添加顏料的預(yù)制混凝土，這就是典型的“建筑式混凝土”。

▲ 5  1980年代巴黎Picasso Arena住宅

▲ 6  Picasso Arena住宅的預(yù)制外墻

兩種預(yù)制混凝土類型的區(qū)別在是否易于現(xiàn)場澆筑與制造。顯而易見的是，外部看不到的“工作式混凝土”非常易于澆筑與制作。而“建筑式混凝土”在現(xiàn)場澆筑和制作中無法實(shí)現(xiàn)各種不同顏色的表達(dá)，一些部件剖面也并非簡單的形狀，難以在現(xiàn)場澆筑和制作品質(zhì)均一的預(yù)制建筑部件。

通過各種顏色和建筑材料的處理、以及對混凝土表面進(jìn)行一定材質(zhì)化加工來表現(xiàn)混凝土本身質(zhì)地的飾面做法，在日本建筑中并不多見，大多建筑采用石材或瓷磚飾面做法，因此通常不使用“建筑式混凝土”這一用語。只是有些現(xiàn)場澆筑和制作難以完成的地方才會采用預(yù)制混凝土來實(shí)現(xiàn)，包括高層建筑外部幕墻、高強(qiáng)度混凝土超高層建筑的結(jié)構(gòu)柱和梁等部分。另外，雖然沒有被稱為“工作式混凝土”，外飾面隱藏下的樓板和墻體也有采用預(yù)制的情況。

“建筑式混凝土”難以在現(xiàn)場澆筑、制造，通常價格較高。而“工作式混凝土”可以在現(xiàn)場制造，與現(xiàn)澆混凝土相比其造價并不太高。因此，當(dāng)討論預(yù)制化、裝配化和工業(yè)化等技術(shù)在一個工程中是否適用時，如果對工程需要哪種技術(shù)沒有明確的判斷，就會對整個生產(chǎn)體系的發(fā)展方向產(chǎn)生誤導(dǎo)。

 05. 

始于1960年代的日本預(yù)制混凝土建筑構(gòu)法研究與技術(shù)開發(fā)

1950年代以來，歐洲集合住宅主要采用預(yù)制混凝土大型板的預(yù)制建筑構(gòu)法，其建筑構(gòu)法的起源之一是磚砌塊的組合砌筑結(jié)構(gòu)方式。

磚砌塊的組合砌筑方式非常耗時，亟需節(jié)省勞動力的歐洲技術(shù)人員發(fā)明了如圖7所示的作業(yè)方法：首先將磚砌塊進(jìn)行排列，通過在里面澆筑混凝土，使磚砌塊一體化后形成一定尺寸的墻板，然后搬運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行施工，之后將磚砌塊省去，僅采用鋼筋混凝土來澆筑和制作大型板，最終創(chuàng)造了一種預(yù)制混凝土的大板建筑構(gòu)法。

▲ 7  磚砌塊組合大型板的制造與組裝

筆者恩師日本學(xué)士院院士、東京大學(xué)名譽(yù)教授內(nèi)田祥哉先生，是親身經(jīng)歷并研究1960年代日本和歐美工業(yè)化建筑構(gòu)法發(fā)展的學(xué)者。據(jù)內(nèi)田老師說，由于早期磚砌塊結(jié)構(gòu)只是較為簡單地敷設(shè)砂漿并將砌塊砌筑起來，于是以此為源頭產(chǎn)生了預(yù)制混凝土建筑構(gòu)法類型，其連接節(jié)點(diǎn)相對比較簡單，而像焊接鋼筋等較為復(fù)雜且費(fèi)工的節(jié)點(diǎn)在歐洲也很少見(圖8)。

▲ 8  磚砌塊組合大型板和樓板與墻連接

但實(shí)際上，日本住宅幾乎沒有磚砌塊結(jié)構(gòu)。日本從1868年開始明治維新，積極學(xué)習(xí)與借鑒西方文明，從歐洲引進(jìn)了磚砌塊的結(jié)構(gòu)技術(shù)，當(dāng)時許多建筑都是用磚砌塊結(jié)構(gòu)建造的。但是在1923年的關(guān)東大地震中，磚砌塊結(jié)構(gòu)建筑物大多遭到嚴(yán)重破壞，就此也銷聲匿跡了。而通過一體化現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是最適合日本這個地震多發(fā)國家的結(jié)構(gòu)方式。

日本集合住宅最初采用預(yù)制混凝土的板式建筑構(gòu)法(類似我國剪力墻結(jié)構(gòu))時，無法直接照搬歐洲已經(jīng)采用的技術(shù)。因此，有必要獨(dú)自開發(fā)一種預(yù)制混凝土板式建筑構(gòu)法，其抗震性能也要保證等同于現(xiàn)澆一體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑，特別是要解決如何在節(jié)點(diǎn)處通過鋼筋連接、澆筑混凝土來滿足良好的性能要求，以及如何保證施工省時省工的問題(圖9)。

▲ 9  1961年早期預(yù)制混凝土板建筑構(gòu)法(4層集合住宅施工現(xiàn)場，樓板在施工現(xiàn)場制造，呈現(xiàn)出連接鋼筋和混凝土端部形狀的復(fù)雜外形)

始于1960年左右的這種建筑構(gòu)法研發(fā)，為以提供城市中產(chǎn)階級大量住宅為目標(biāo)而在1955年由政府推動成立的日本住宅公團(tuán)發(fā)揮了重要的作用。1960年代中期以來，住宅公團(tuán)已經(jīng)把預(yù)制混凝土的板式建筑構(gòu)法實(shí)用化，自行建設(shè)了預(yù)制混凝土板的標(biāo)準(zhǔn)化工廠，并激發(fā)與推動了民間企業(yè)的開發(fā)和投資意愿(圖10)。

▲ 10  1965年左右日本住宅公團(tuán)的樣板工廠

1970年，根據(jù)住宅公團(tuán)當(dāng)時研究開發(fā)的技術(shù)成果，日本創(chuàng)立了適用于公團(tuán)住宅、公營住宅等所有公共住宅預(yù)制混凝土板式建筑構(gòu)法的住戶與樓棟標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)體系，即公共住宅標(biāo)準(zhǔn)(SPH，Standard of Public Housing)，以推動基于這種公共住宅標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的大量住宅建設(shè)的工程訂單。SPH的基本方法是，住戶平面進(jìn)深方向?yàn)楣潭ǔ叽纾_間方向以150mm為單位增加，既可提供各種類型的住戶面積，住戶間分戶墻也都能采用相同尺寸的墻板(圖11)。期望得到大筆訂單的民間建筑企業(yè)對其預(yù)制混凝土工廠進(jìn)行了設(shè)備方面的投資。

▲ 11  SPH標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)平面布局系列示例(圖中數(shù)字為榻榻米單位，a為富余量)

確實(shí)，在根據(jù)SPH預(yù)訂預(yù)制混凝土產(chǎn)品的初期，由于使用同一套鋼模板可以反復(fù)澆筑100多枚預(yù)制混凝土板，似乎達(dá)到了預(yù)期批量生產(chǎn)的效果，然而這種預(yù)制混凝土板式構(gòu)法并沒有持續(xù)很長時間。3年后的1973年，受世界第一次石油危機(jī)的影響，日本經(jīng)濟(jì)增長顯著放緩，同時由于住房數(shù)量短缺問題已得到解決，公共住宅的總體建設(shè)數(shù)量也隨之下降。而且SPH雖然具有一定的種類劃分，但還是很難維持標(biāo)準(zhǔn)化的住房供應(yīng)。

1973年以來基于SPH的住宅的訂購數(shù)量急劇下降，到1979年幾乎沒有任何訂單(圖12)。在此期間，希望獲得大量訂單而投資的預(yù)制混凝土工廠被迫關(guān)閉或轉(zhuǎn)產(chǎn)，日本的預(yù)制混凝土板式建筑構(gòu)法沒能得以普及推廣。

▲ 12  1970-1979 年間采用SPH住宅標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)體系的住宅戶數(shù)

 06. 

日本集合住宅的預(yù)制復(fù)合式建筑構(gòu)法與技術(shù)普及

1970年代之后，雖然日本在集合住宅領(lǐng)域預(yù)制混凝土的方法和應(yīng)用上并沒有實(shí)現(xiàn)新的跨越式發(fā)展，但是以長期專注于預(yù)制混凝土板式構(gòu)法的大型建筑企業(yè)為龍頭，采用現(xiàn)澆混凝土與預(yù)制混凝土相結(jié)合且發(fā)揮兩種方法所長的預(yù)制復(fù)合式建筑構(gòu)法在不斷增加。

圖13為具有代表性的基于預(yù)制復(fù)合式建筑構(gòu)法的集合住宅施工現(xiàn)場，其構(gòu)法與預(yù)制混凝土板式建筑構(gòu)法明顯不同，集合住宅建筑哪個部分需要使用哪種技術(shù)，要基于每個項(xiàng)目的不同特點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立判斷和選用。

▲ 13  采用預(yù)制復(fù)合式構(gòu)法的集合住宅施工現(xiàn)場

在集合住宅項(xiàng)目現(xiàn)場，為了保證住宅的隔音性能，通常會采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土來建造住戶之間的分戶墻。同時由于項(xiàng)目現(xiàn)場有施工空地條件，采用了在空地上預(yù)先組裝模板和鋼筋、然后起重機(jī)吊裝整體組裝部件到位的方法，即所謂的預(yù)制大型模板組裝技術(shù)和裝配式鋼筋組裝技術(shù)。集合住宅樓板最重視其隔音性能，在日本并不采用預(yù)制混凝土板式構(gòu)法，而是現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)法，但澆筑后模板不需要脫模，其模板變成樓板結(jié)構(gòu)的組成部分，并且減少了施工現(xiàn)場的支撐工程，這種構(gòu)法叫半預(yù)制式混凝土(疊合預(yù)制混凝土)構(gòu)法(圖14)。而且，支撐樓板的梁也采用半預(yù)制式混凝土構(gòu)法，梁的下半部分采用預(yù)制混凝土，上半部分在配筋之后與樓板進(jìn)行一體化澆筑。但是，集合住宅陽臺和外走廊部分的樓板，由于存在坡度或排水溝的設(shè)計(jì)要求，預(yù)制混凝土板在保證其形狀及精度要求方面優(yōu)勢更加突出，所以通常采用全預(yù)制混凝土的方法。而集合住宅在入戶門位置的墻體部分，也因同樣理由而采用全預(yù)制混凝土的方法(圖15)。

▲ 14  集合住宅樓板部分的半預(yù)制混凝土板(疊合樓板)

▲ 15  集合住宅入戶門位置的預(yù)制混凝土墻體

當(dāng)前，特別是在高層集合住宅的施工中，這種預(yù)制復(fù)合式建筑構(gòu)法非常普遍。根據(jù)建設(shè)企業(yè)、尤其是建筑技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)與反饋，在每個具體項(xiàng)目中采取最為適宜與合理的多樣化組合技術(shù)。

 07. 

日本集合住宅內(nèi)裝及設(shè)備的部品化與體系化技術(shù)

日本集合住宅內(nèi)裝與設(shè)備領(lǐng)域的工業(yè)化與預(yù)制混凝土板式構(gòu)法一樣，也是在1960年左右開始進(jìn)行研究與技術(shù)開發(fā)，到1970年代末，多數(shù)種類的部品都步入了實(shí)用化階段。實(shí)際上在1970年中期以后，為實(shí)現(xiàn)零散性部品合理化整體組裝的目標(biāo)，日本開始著手進(jìn)行部品的系統(tǒng)化研究，在研究過程中對傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)住宅體系也進(jìn)行了反思。

日本傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)住宅體系的基礎(chǔ)是地板鋪設(shè)榻榻米。榻榻米作為日本特有的地面材料，形狀都是長方形，且以長邊與短邊尺寸之比為2:1為鮮明的特點(diǎn)。雖然不是正方形，但其縱橫比使得鋪設(shè)地板非常容易，并且尺寸本身也是固定的。由于地域不同，榻榻米尺寸也會有所區(qū)別，但短邊尺寸基本在90cm~100cm區(qū)間范圍內(nèi)。因此對于基本由滿鋪榻榻米的和室房間構(gòu)成的日本木結(jié)構(gòu)住宅平面，若榻榻米短邊為91cm，就會以91cm的網(wǎng)格來設(shè)計(jì)。

最有趣的是，建筑物各部分尺寸都與其網(wǎng)格建立關(guān)系(圖16)，比如，日式推拉門和隔扇等可動隔斷尺寸也與榻榻米短邊尺寸相呼應(yīng)，木結(jié)構(gòu)柱子的間距為榻榻米短邊尺寸的3或4倍，地板下方的橫梁和墻壁龍骨柱間距為榻榻米短邊尺寸的一半或1/3，連屋頂?shù)耐咂哺鶕?jù)水平投影上兩塊榻榻米所鋪設(shè)瓦片數(shù)量來決定標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品尺寸。滿足同樣尺寸體系要求的不同部品，在其制作現(xiàn)場會明確區(qū)分不同的工種類型，保證各種部品能夠單獨(dú)制作和安裝，展現(xiàn)出日本傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)住宅體系先進(jìn)的專業(yè)分工特色。

▲ 16  榻榻米網(wǎng)格與住宅各部位之間的關(guān)系

在日本，來源于榻榻米尺寸的住宅傳統(tǒng)的尺寸體系和工種分工體制得以廣泛應(yīng)用。因此可以說，日本相對較為容易實(shí)現(xiàn)住宅現(xiàn)代化部品尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化。基于此體系，日本木結(jié)構(gòu)住宅具有了以下兩種可能性及特色。

第一，居民自己可以在方格紙上畫出簡單平面草圖，通過榻榻米數(shù)量來確定房間大小，即使是外行也能畫出簡單的草圖，所有專業(yè)人員也可以清楚地了解如何制作和施工。同時，居民自己也可以自由地設(shè)計(jì)部品體系，可以說這也是日本傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)住宅的特征之一。

第二，由于榻榻米、可移動隔斷及瓦片等部品可以獨(dú)立區(qū)分，其相應(yīng)功能也非常明確。如果榻榻米損壞可以單獨(dú)更換榻榻米，可移動隔斷損壞就僅僅更換隔斷，瓦片損壞也就僅更換瓦片，這種只替換破壞部分而不傷及其他的方法，可以使整棟住宅長期保持優(yōu)良狀態(tài)。

1973年，日本開始了第一個住宅建筑體系項(xiàng)目研究——由日本住宅公團(tuán)主導(dǎo)研發(fā)的公團(tuán)住宅體系，被稱為公團(tuán)試驗(yàn)性住宅項(xiàng)目(KEP， Kodan Experimental housing Project)。這個項(xiàng)目既具有上述日本傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)住宅的第一種可能性及特色，也在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)集合住宅中實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的內(nèi)裝與設(shè)備部品的集成應(yīng)用。

KEP以30cm的網(wǎng)格來確定住戶平面布置，所有內(nèi)裝和設(shè)備部品的尺寸都要基于網(wǎng)格尺寸來設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)居住者可以自由選擇和自主布置的目標(biāo)(圖17)。然而，KEP的方法普及并非易事，至今在日本集合住宅中仍未得到普及與推廣。

▲ 17  KEP概念圖示(30cm的網(wǎng)格，居民基于該網(wǎng)格自己設(shè)計(jì)的平面)

1980年代，日本研發(fā)了在現(xiàn)代集合住宅中實(shí)現(xiàn)日本傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)住宅的第二個可能性及特色的住宅建筑體系，即當(dāng)時日本建設(shè)省研發(fā)的百年住宅體系(CHS， Century Housing System)。

CHS的內(nèi)裝與設(shè)備的部品所遵循的尺寸體系與KEP并沒有明顯差異，但它并非只是為了讓居民參與設(shè)計(jì)，其全新思想是根據(jù)住宅不同部品的使用年限能夠方便更換部品。CHS將部品的使用年限在時間上由短到長劃分為5個級別(圖18)，其基本方法是協(xié)調(diào)各部品之間的設(shè)計(jì)關(guān)系，來保證在更換使用壽命較短的部品時不損壞使用壽命較長的部品。遵循CHS的基本方法，可避免傳統(tǒng)集合住宅中設(shè)備管道直接澆筑在鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)中的情況，以使后期更換管道不會對主體結(jié)構(gòu)造成任何損害，從而達(dá)到提高集合住宅整體使用年限的目的。

▲ 18  CHS概念圖示

1990年代，日本廣泛應(yīng)用了建筑支撐體與填充體的住宅體系，即SI(Skeleton/Infill或Support/Infill)住宅體系。2000年代，日本國土交通省也推出了“長期優(yōu)良住宅”制度。從長期優(yōu)良住宅的研究與發(fā)展基礎(chǔ)來看，其基本方法都來源于CHS的相關(guān)成果。

但是在隨后的“SI住宅”和“長期優(yōu)良住宅”中，找不到像CHS住宅一樣通過使用年限對建筑物所有部位進(jìn)行徹底分類的案例。它們繼承的是通過以管道為中心的設(shè)備與結(jié)構(gòu)體明確分離的設(shè)計(jì)手法，可以更輕松地檢查和更新管道。這種思維方式不僅擴(kuò)展到“SI住宅”和“長期優(yōu)良住宅”，也普及到了普通的集合住宅。

另一方面，2009年開始的“長期優(yōu)良住宅”強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)框架的耐久性、抗震性以及節(jié)能方面的改進(jìn)等內(nèi)容，這是CHS并沒有重點(diǎn)考慮的。也就是說，被國家認(rèn)證的“長期優(yōu)良住宅”與普通集合住宅的結(jié)構(gòu)框架相比，需要更高的耐久性、更高的抗震性和更高的節(jié)能性能。遺憾的是，由于要花費(fèi)更高的成本，“長期優(yōu)良住宅”在集合住宅領(lǐng)域的滲透率低于獨(dú)戶式住宅領(lǐng)域。

 08.結(jié)語 

從日本住宅建筑生產(chǎn)理論與技術(shù)變遷、尤其是集合住宅建筑生產(chǎn)相關(guān)的預(yù)制建筑構(gòu)法體系開發(fā)和技術(shù)演進(jìn)中可以看到，自1960年代以來，日本研發(fā)了一系列住宅建筑生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)，但在實(shí)際的住宅生產(chǎn)與建設(shè)中，并非所有技術(shù)都成功地得以普及推廣，也并非所有技術(shù)都是失敗的。如果說只是部分基本技術(shù)得以普及，那么也可以認(rèn)為它們都對現(xiàn)在的住宅生產(chǎn)產(chǎn)生了影響。

經(jīng)過50多年住宅建筑生產(chǎn)的預(yù)制建筑構(gòu)法研究與實(shí)踐，再次重溫江口禎教授對“建筑生產(chǎn)的工業(yè)化”這一概念與內(nèi)涵的定義，我們需要進(jìn)一步反思，日本真的取得了所謂非常大的進(jìn)步嗎？尤其是，在建設(shè)現(xiàn)場最基礎(chǔ)的從業(yè)者及技術(shù)人員正迅速老齡化且數(shù)量迅速減少的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)下，工業(yè)化先進(jìn)技術(shù)的內(nèi)涵究竟是什么？現(xiàn)在的住宅比過去更容易建設(shè)了嗎？建設(shè)從業(yè)者的工作環(huán)境真正有比較顯著的提高與改善嗎？特別是，所建設(shè)的住宅是否已經(jīng)成為國家優(yōu)良資產(chǎn)了呢？我們的確很難做到充滿自信地回答上述一系列問題。為了住宅建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的未來，希望今后與正同樣面臨城市發(fā)展、住宅建設(shè)與老齡化等可持續(xù)建設(shè)課題的中國同仁們一起對住宅建筑生產(chǎn)的話題進(jìn)行討論，研究相關(guān)預(yù)制建筑構(gòu)法理論與技術(shù)的對策。

（正文完。原文刊載于《建筑學(xué)報(bào)》2020年05期，總第619期）