[分享][钢结构·技术]日本钢架结构组合式预制住宅的发展历程

时间: 2020-07-30 18:30 阅读: 次大中小

来源：日本钢铁联合会（提供中文翻译），作者东京大学教授松村秀一，图片和文字版权属于该协会和作者，转载请务必注明

如果按施工建筑面积分析日本的新建建筑市场，长期以来，木质结构占据了首位份额，但在泡沫经济期间，钢架结构跃到了顶点。在新建建筑市场中，钢架结构超过 RC 结构及木质结构占据首位份额的国家，在世界上大概只有日本，可称是极端特殊的钢架结构大国。

关于日本的钢架结构建筑，有些人会联想到以霞关大厦为首的超高层办公楼，也有些人会联想到在由方型钢管立柱和 H 型钢横梁构成的构架上安装ALC 板的那种在城市中常见的中层楼房。然而，仅靠这两款典型结构，钢架结构建筑无法实现首位份额。另一种典型结构始终保持着相当份额的施工建筑面积——这就是以独立式住宅及出租公寓为主的低层钢架结构工业化住宅。

建筑用轻量型钢

日本的钢架结构工业化住宅的发展历程从 1955年采用冷弯成型工艺的轻量型钢实现了国产化开始起步。明治以来，钢铁行业的发展是国家所面对的课题，日本的钢铁行业以政府需求为中心成长发展。

但是，二次世界大战结束、朝鲜战争进入停战状态后，对日本的钢铁行业强烈要求代替以军需为中心的政府需求，即开拓民用需求。其中对建筑市场的急速成长充满期待，作为对促进该新市场发展的重要对策全力推进的项目之一，是对 2～6mm 左右厚度的钢板以冷弯成型工艺加工成槽钢等钢材的轻量型钢制造技术的开发。

采用冷弯成型的轻量型钢实现了国产化后，钢铁行业立即着手开发其用途。钢材俱乐部创建了名为轻量钢架建筑协会的组织，从当时建筑学界的泰斗到前途无量的年轻研究人员，从建筑结构学到建筑计划学以及建筑设计领域，大量学者加入该俱乐部，制定将轻量型钢用于结构的住宅和学校等低层建筑设计指南，快速推进包括连接细节在内的构建

工艺的开发、以及试行性设计施工事例的积累。

采用轻量型钢的组合式预制住宅

从开始获得这些成果的 1960 年前后起，住宅市场出现了快速发展的征兆，许多此前非建筑业的企业开始加入这个富有魅力的市场。来自钢铁工业、化学工业、以及家电设备制造业等的加入企业以生产和提供与以往依靠木工作业的木造住宅不同的工业化住宅为目标，关注到作为其必然性结局、刚刚完成实用化的轻量型钢的可能性。当时，轻量型钢已经由巨大的钢铁行业完成了产品化，处于可作为结构材料随时使用的状态。

关于采用轻量型钢的构建工艺，虽然各钢架结构工业化住宅制造厂商的细节部分各不相同，但采用槽钢及方形钢管作为立柱、采用槽钢及轻量 H 型钢等作为横梁及桁架的方法基本相同。这种构建工艺与壁式结构的预制混凝土构建工艺相比，对非常习惯木质构架构建工艺的市场的住宅感、以及对房间配置方法的适应性也良好，各钢架结构工业化住宅厂商扩大销售量，并且临时扩大房间配置的自由度，在市场上确立了如今的地位。

作为 1960 年前后的初期钢架结构工业化住宅，具有不少与以往人们所熟悉的木造住宅相比有些奇妙变化的“新颖性”。墙板之间的接缝通常明显地显现在外面，外部装潢采用铝材料等也令人耳目一新（照片 1、 2、 3、 4）。此外，当时的钢架结构工业化住宅厂商的工厂尚处于与量产相差甚远的状态，生产的部件种类也极少。因此，在平面的外形尺寸方面，各公司大多仅限数种。在当时的产品目录中，有的房间配置仅有 1、 2 例。但是进入上世纪 60 年代后期，钢架结构工业化住宅的外形向与普通木造住宅相似的方向变化，从只能在少量种类中选择的“现成”配置向“易购”型配置系统重组，对各种住户的要求在一定程度上可灵活地满足。这种住宅将重点放在各位住户对自身的住宅寄托的现实性梦想，而不是建筑师以及工程师等专业人员描绘的未来住宅。由于这个原因，钢架结构工业化住宅被日本的住宅市场接受，作为与以往木造住宅不同类型的住宅在社会中扎根。

照片 1 开发当初的钢架组合式预制住宅（ 1960年）：闪闪发光的铝材外墙、新颖的钢窗、

以及塑料房檐和护墙给人以深刻印象。

照片 2 在住宅厂商的研究所内保存的上世纪 60 年代初期的钢架组合式预制住宅

照片 3 初期的组合式预制住宅之一——小型房屋：1959 年上市销售，是设置在院子内的书房。目前在住宅厂商的研究所内展示。

照片 4 初期的组合式预制住宅之一（ 1961 年）

大量制造、销售的“商品”

在数家企业开始进入该领域后刚过去 10 年的1970 年，出现了每年销售户数超过 1 万户的钢架结构工业化住宅厂商，虽然经历了石油危机的严峻考验，但进入 80 年代后，形成了每年 1 万户以上的大规模制造和销售体制的钢架结构工业化住宅厂商增加至数家，采用重量钢架的 3 层以上住宅用系统的开发也在不断推进（照片 5）。此外，从 1970 年前后开始，基于进一步提高工厂生产的比例、追求名副其实的工业化住宅性价比的考虑，相继开发了采用房间尺寸的大型墙板建造住宅的构建工艺、以及在工厂完成房间的单元构建工艺（照片 6）。钢架结构工业化住宅厂商提供的住宅具有的作为大量制造和销售“商品”的性质越来越浓重。

照片 5 3 层建筑住宅用重量钢架框架结构系统例

照片 6 1970 年前后，进一步提高工厂生产化比例的工艺开发也在积极推进。（单元构建工艺例）

最后，关于这种钢架结构工业化住宅今后的课题，是每个企业各不相同的独特构建工艺。由于新建住宅市场缩小，这种构建工艺在今后的经营环境中无法发挥以往的合理性，甚至将会成为各企业的负担。在近 50 年期间，独特的构建工艺细节中蓄积了各企业的大量专有技术。因此，不应局限于以往作为“商品”的形式，应该考虑向市场提供开放的构建工艺，笔者认为这个时期已经到来。

鸣谢

在此谨向提供照片等给予协助的各组合式预制住宅公司：积水住宅株式会社、大和房屋工业株式会社、 Panahome 株式会社、旭化成株式会社、以及积水化学工业株式会社表示衷心感谢。

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