中机院阐述美国装配式住宅的发展历程和法律法规

中机院阐述美国装配式住宅的发展历程和法律法规

         在日益紧张的能源与环境形势下,随着建筑工业 化的要求,各国建设模式和建筑产业发展方式正在加 快转型。世界发达国家都把建筑部件工厂化预制和装 配产业化施工,作为建筑产业现代化的重要标志。“装 配式建筑产业化是世界性的大潮流和大趋势,同时也 是各国改革和发展的迫切要求 ;而美国在这方面无疑 代表了目前世界的最先进的水平。”美国建筑管理局 国际联合会(ICBO)副主席凯文?伍尔夫教授认为, “美国已经形成成熟的装配住宅建筑市场,装配住宅 构件及部品的标准化、系列化以及商品化的程度将近 100%。”本文从政策机制、结构装配、技术体系、标准 规范、信息化应用等方面阐述美国装配式住宅的产业 动向与发展趋势。
 
一、美国装配式建筑的发展历程
 
         “美国早期的装配式建筑外形比较呆板,千篇一律。 17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋,就是一种装配式建筑。到 20 世纪初,美国经历了三次移民高 潮后,1920 年美国人口总数首次猛超 1 亿。”美国白宫 科技政策办公室(OSTP)主任奥普拉 - 温弗瑞介绍,“人 们在拼装房屋设计上做了改进,增加了钢结构的灵活性 和混凝土预制件的多样性,使装配式建筑不仅能够成批 建造,而且样式丰富。”
 
         起源于 20 世纪 30 年代的汽车房屋是美国装配式住 宅的一大主流,当时主要用来野营,二战期间野营的人 减少,这种房车也就作为一个分支业务而存在,为选择 迁移 / 移动生活方式的人们提供一个住所,成为一种比 较先进的装配式活动住宅被固定下来。它的每个住宅单 元就像是一辆大型的拖车,只要用特殊的汽车把它拉到现场,再由起重机吊装到地板垫块上和预埋好的水道、 电源、电话系统相接,就能使用。活动住宅内部有暖气、 浴室、厨房、餐厅、卧室等设施。其特点是既能独成一 个单元,也能互相连接起来。至此,美国装配式建筑产 业化、标准化的雏形出现了。
 
         美国装配式建筑产业化、标准化初期的另一方面动 力是采用 Art Deco 建筑风格。1931 年完工的纽约帝国 大厦是美国采用 Art Deco 建筑风格的标志性装配式建筑物,它在美国建筑师协会公布的美国人最喜爱的建筑中 排名第一位。建于大萧条时期的大厦的建设速度和技术 在当时是具有划时代的意义的。所有的建筑构件全部都 在宾西法尼亚的工厂里预装配好,然后运到纽约“搭积 木”。每周的建设速度是 4 层半,在当时是非常了不起的。
 
         完工时 102 层 381 米高的大楼成为纽约最高的大楼,直到 1972 年世贸中心的双塔建成之前帝国大厦一直是全 纽约最高的建筑。2001 年 911 事件发生,世贸双塔被毁, 帝国大厦又夺回之一头衔。它现在是美国第三高的建筑(第一和第二高的都在芝加哥)。目前每年到帝国大厦 86楼参观的游客大约有 350 万。在帝国大厦内有 1000 多 家公司、2 万多名雇员,是美国继五角大楼之后的第二 大单体办公楼。
 
         在民用装配住宅方面,美国与其他国家的装配住宅 产业化发展路径不同,发展初期就注重装配住宅的个性 化与多样性,市场也主要集中在远离大城市的郊区,以 低层木结构民宅为主体。与其他国家由于受到大城市扩 张所带来的住房产业化的急速发展不同,美国最开始的 装配住宅产业化有着自己独特的发展方向与应用对象。 特别是 20 世纪 40 年代后,美国随着战后移民涌入人口 大幅增加,二战中军人也出现复员高峰,军队和建筑施 工队对简易装配住宅的需求增加,全国出现了严重的住房荒,在这种背景下,联邦政府开始指导使用汽车房屋, 并努力提高这种住宅的质量 ;同时一些装配住宅生产工 厂开始生产外观趋近传统装配住宅,底部配有滑轨可以 用拖车托运的产业化装配住宅,在上世纪 40 年代末到 50 年代初,美国建筑界随着 对高层建筑的需要与塔式起重机的出现,为了减轻维护 墙体重量,开始使用标准化与模数化的装配集成预制建 筑材料—幕墙。大面积玻璃幕墙代表作是 1952 年美 国 SOM 事务所设计建造的纽约利华公司办公大厦。幕 墙采用不锈钢框架,色彩雅致,尺度适宜,成为了当时 宣传集中装配建筑的绝佳实例。
 
         上世纪 60 年代后,随着生活水平的提高,美国人 对住宅舒适度的要求也水涨船高。通货膨胀致使房地产 领域的资金抽逃,专业工人的短缺进一步促进了建筑构 件的机械化生产,这也直接促进了美国集成装配建筑进 入一个新阶段,其特点就是现浇集成体系和全装配体系, 从专项体系向通用体系过渡。轻质高强度的建筑材料如 钢、铝、石棉板、石膏、声热绝缘材料、木材料、结构 塑料等构成的轻型体系,是当时集成装配体系的先进形 式。这一时期,除住宅建设外,美国的中小学校以及大 学的广泛建设,使得柱子、支撑以及大跨度的楼板(7.2 米 /8.4 米)在框架结构体系的运用中逐渐成熟。工业厂房以及体育场馆的建设使得预制 柱、预应力 I 型桁架、桁条和棚 顶得到了应用。由于新的结构体 系比混凝土结构更加易于生产、 节点制作更多样化、精度更高, 从而出现了要求统一集成装配建 造体系通用标准与技术规范适用 范围的紧迫趋势。
 
         到了上世纪 70 年代,在装 配建造体系需要统一标准与规范 的紧迫趋势中,人们不仅对住宅 的要求更高了,美国又恰逢第一 次能源危机,建筑界开始致力于 实施配件化施工和机械化生产 ; 于是,美国国会在 1976 年通过 了《国家产业化住宅建造及安全法案》;同年在严厉的联邦法案指导下出台了美国装配 住宅和城市发展部(HUD)的一系列严格的行业标准。 其中 HUD 强制性规范的法规《制造装配住宅建造和安 全标准》,一直沿用至今,并与后来的美国建筑体系逐 步融合。直到 1980 年,接近 75% 的产业化装配住宅都 是 3.7~4.3m 宽的单个部段单元,大多是放置在租来的 产业化装配住宅社区土地上。该阶段美国建筑业致力于 发展标准化的功能块、设计上统一模数,这样易于统一 又富于变化,降低了建设成本,提高了工厂通用性,增 加了施工的可操作性,也给设计带来更大的自由。
 
         到了 1988 年,美国超过 60% 的产业化装配住宅是由 2 个以上的单元在工地用各种方法再结合到一起,大约 75% 的这些装配住宅是放置在私人土地上的,已经 超过了放在装配住宅社区的数量,许多新的产业化装配 住宅社区开始提供永久性混凝土基础上的高质量装配住 宅,许多还带有地下室。
 
         1990 年后,美国建筑产业结构在“装配式建造潮流” 中进行了调整,兼并和垂直整合加剧,大型装配式住 宅公司收购零售公司和金融服务公司,同时本地的金 融巨头也进入装配式住宅市场。在 1991 年 PCI 年会 上,预制混凝土结构的发展被视为美国乃至全球建筑 业发展的新契机。特别是 1997 年《美国统一建筑规范(UBC-97)》的规范结构在强度、刚度方面具有甚至 超过相应的现浇混凝土结构。
 
         2000 年,美国通过产业化装配住宅改进法律,明确 装配住宅安装的标准和安装企业的责任。在经历了产业 调整、兼并及重组之后的美国装配建筑产业已初具规模, 装配住宅产业化也开始向多方面多体系发展。2000 年后, 正因为政策的推动,美国装配式建筑走上了快速发展的 道路,产业化发展进入成熟期,解决的重点是进一步降 低装配式建筑的物耗和环境负荷,发展资源循环型可持 续绿色装配式建筑与住宅。
 
         近十年在信息时代到来后,数字化语境下的集成 装配建筑发展渗透到建造技术的各个层面,诸如“数 字化建构”“模数协调”“虚拟现实”“功能仿真”等概 念术语在学术界风起云涌。美国建筑界不断深化使用 电脑辅助设计建筑,用数控机械建造建筑,借用数字信息定位进行机械化安装建筑。生于新泽西州的美国 建筑师彼特?艾森曼作为这个改革的主导者之一,深 刻强调 :“从第二次世界大战后的 50 年,美国产生了 一种对建筑学体系机构影响的新范式转型,从机械范 式转向电子范式。”装配式建造技术也将迎来信息化进 程下信息范式的转变。
 
二、美国发展装配建筑产业的法律法规
 
         美国是市场化水平最高的国家,在装配式建筑与建 筑产业化方面走在国际前列,取得了突出的成就。而推 动这一浩大艰巨的产业工程,不仅需要产业界建筑设计 与工程技术层面的解决方案,更重要的是法律衔接是其 标准化管理体制的根本保障。为了促进装配式建筑的发 展,美国政府出台了很多法律、法规和一些产业政策。
 
(一)美国装配建筑法律法规的发展
 
         上世纪初,美国在政治、经济方面发生了一系列变 革,联邦政府将装配式活动住宅与汽车房屋作为解决 房屋市场混乱和低收入居民住房问题的主要政策目标。 1934 年国会通过了《联邦住宅法》,并建立联邦住房管 理局(FHA),由政府担保,说服银行为低收入者住房 贷款提供按揭,随后开始建立永久性的联邦补助制度。 1935 年,美国工会又通过《米勒法案》,规定对政府资 助的帝国大厦等大型装配建筑工程项目与一些装配住宅 生产工厂进行付款保证担保,要求所有参与联邦装配建 造工程的承包商都必须及时履行担保合同。
 
         二战后到 50 年代末,由于战争等原因造成住房严 重短缺,政府启动了各种优惠政策大力扶持住房建设, 重点解决供给不足问题。特别是在凯恩斯主义政策引导 下,政府对住房市场的干预继续扩大,1949 年,杜鲁门 政府颁布《1949 年住房法令》,内容包括装配式住房建 设、贫民窟清理和社区重建等。
 
         20 世纪 60 年代初到 70 年代,公共住房建设的核 心地位开始淡化,以租房补贴为代表的新型装配式住 宅与建筑援助政策被提出。1961 年肯尼迪政府签署《综 合住房法》,增加中低收入家庭的低息贷款和保险以及 鼓励私营发展商为低收入家庭建造低价装配式住房等 政策。该法案标志美国的住房保障政策由政府建造公共住房转向政府补贴引导私营部门通过市场提供低价 住房。1965 年,约翰逊政府开始对穷人实行租金补贴, 1968 年,政府签署《开放住房法案》,确定在 10 年内 提供 600 万套政府补助房给低收入家庭购买或租住 ; 市场也主要集中在远离大城市的郊区,以低层木结构 装配式民宅为主体。1970 年,美国政府出台了《住房 和城市发展法》,鼓励和支持城市装配式住宅适度发展, 重点在新社区和内陆城市。1970 年的《职业安全与健 康法》是美国的基本法也是联邦法,该法及其重视“雇 员”的人身安全,要求装配建设单位必须提供安全的 工作和工作场所,明确了业主和总承包商承担的安全 责任。在 1970 年~1973 年间,美国住房存量中新增了 170 万套装配式补贴住房。
1974 年《住房与社区开发法》 的通过,标志着联邦政府直接兴建的装配式公共住房 计划暂告一段落,明确补贴鼓励低收入居民和非营利 发展商承担新建装配式民用住房及其修复工作,成为 政府援助的主要方式。1976 年,美国国会通过了《国 家工业化住宅建造及安全法案》,在该法案规范下同年 出台了一系列严格的装配行业规范标准,逐渐与美国 建筑产业化体系相融合、趋于完善。
 
         20 世纪 80 年代后,美国联邦政府又推出了一系列 税务与贷款改革,加快装配式住宅等民用住房的自有化 发展。1986 年,美国政府实施的《税制改革法案》从根 本上改变了装配式住宅等廉租房的商业模式,降低了借 贷双方的进入门槛 ;1989 年国会通过的《住房和城市发 展改革法》,促进道德、金融和管理的完整及统一,并 逐步对装配建筑实施法制化立法。2000 年美国国会颁布 的《装配式住宅改进法案》,就装配式住宅使用过程中 的责任界定给出了法律依据。2003 年开始实施每年 2 亿 美元的“首付款资助计划”,为主要购买装配式住宅的 中低收入家庭提供 1 万美元或房价 6% 的首付款资助。 这些制度极大地刺激了装配式建筑产业与市场的发展。 现在每 16 个美国人中就有 1 个人居住的是装配式住宅, 并成为非政府补贴的经济适用房的主要形式。
 
(二)建筑法规体系的相关法律
 
         当然,国家基本法规是由国家制定的,是建筑业应 当遵守的母法。在美国的法律体系中,与装配建筑产业相关的法律主要还包括 :民商法、经济法和行政法等。 与装配建筑产业有关的美国民商法有《统一商务法 规》《合同重述法》《公司法》《合伙法》《破产法》及《商业职业法》等。 与装配建筑产业有关的美国经济法有《税法》《银行法》《劳动法》《保险法》《金融法》《贸易法》《联邦 财产与行政服务法》《联邦采购法》《反托拉斯法》《谢 尔曼法》等。
 
         与装配建筑产业有关的美国行政法表现为行政规章,行政规章分为多种形式,一般分为程序规章、实体 性规章、解释性规章三类。
 
         除此之外,还有《住宅法》《统一管理法》《土地 政策管理法》《联邦测量法》《赫德法案》《联邦管道法》《联邦防火法》《联邦机械设备法》《环境保护法》《职 业安全与健康条例》等法律法规来调整装配建筑产业 及其相关的活动。
 
(三)各州装配建筑法规的相应内容
 
         美国是联邦制国家,其政府机构设置分联邦、州、 县、市四个层面,各州、县、市也具有各自相对独立的 建筑立法权限。以马里兰州为例。《马里兰州建筑实施 条例》(2006 版)是在基于保护人民生命财产安全、建 立可操作的装配建筑规范程序和政策的目的,在《国际 建筑条例》和《国际住宅条例》基础上,结合本州实际, 增加、修改、删除了一些条款后颁布的。如增加了装配 农业建筑、装配观光农业建筑规范 ;装配式独栋住宅、 双拼住宅和联排住宅的详细规定 ;限制装配式住宅层 数,不超过三层等。
 
         同时,《马里兰州建筑物实施条例》也明确指出本 州内各县市地方条例可实施特殊要求的条例法规,以 体现较强的针对性和可操作性。例如巴尔的摩县是马 里兰州下属的 23 县之一,2005 年 1 月 3 日巴尔的摩县 议会通过的《巴尔的摩县建筑条例(简称 BCBR)》修 改与增加的法规 :如 BCBR-101.2 条法规 :装配式独 立住宅、双拼住宅和联体住宅不允许超过三层。又如 BCBR-115.3 条法规 :建筑官员发现装配式建筑物或 构筑物出现不安全现象,应书面告知业主,并在规定 时间拆除危险部分。

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