日本新工业建筑设计（共5篇）
日本新工业建筑设计 篇1
摘要：工业化的定义、内容指出了,指出了工业化与产业化的区别简述了日本住宅建设工业化的发展过程,与之相应也陈述了建筑工业化的政策与制度的演变。
关键词：日本建筑工业化,日本建筑工业化发展过程,日本建筑工业化政策与制度,日本建筑产业化,住房数量,住房质量
1建筑工业化的概念与由来
1.1何谓“建筑工业化”
顾名思义,建筑工业化是指建筑业从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡,即以技术为先导,采用先进、适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场的中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业化、社会化道路,称之为“建筑工业化”。
1.2建筑工业化的基本内容
采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重、复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。
1.3工业化和产业化的区别
在日本,这是两个概念。住宅工业化是指将住宅分解为构件和部品,用工业的手法进行生产,然后在现场进行组装的住宅建筑方式。工业化本质上是建筑生产方式的变革,并不等同于产业化,但工业化是实现产业化的手段和前提。住宅产业化,应从与传统建筑业的区别来理解,住宅产业首先将工业化住宅生产放在首位,同时包括产业链上的建材和部品的制造、物流、商流、管理等行业。住宅产业非但不隶属于传统的建设业,而且为其他行业提供了加入的空间,比如建材加工制品业等。当今日本,建筑工业化已成为建筑业发展的主要方向和主流趋势。
1.4建筑工业化的概念起源于欧洲
18世纪产业革命以后,随着机器大工业的兴起、城市的发展和技术的进步,建筑工业化的思想开始萌芽。20世纪20～30年代,早期的建筑工业化理论就已基本形成。当时有人提出,传统的房屋建造工艺应当改革,其主要途径是由专业化的工厂成批生产可供安装的构件,不再把全部工艺过程都安排到施工现场完成。第二次世界大战后,欧洲面临住房紧缺和劳动力缺乏两大困难,促使建筑工业化迅速发展。其中,法国、前苏联、瑞典发展最快。到了60年代,欧洲各国,以及美国、口本等经济发达国家的建筑工业化也都迅速发展起来。对于发展中国家如何实现建筑工业化问题,联合国经济事务部在1974年发表了《关于逐步实现建筑工业化的政府政策和措施指南》,认为建筑工业化是20世纪不可逆转的潮流。发展中国家虽有大量廉价的劳动力,但是各国根据现有条件,有步骤地推行建筑工业化,提高劳动生产率,仍有重要意义。
中国的建筑工业化始于20世纪50年代第一个五年计划时期。国务院在1956年5月作出的《关于加强和发展建筑工业的决定》中明确提出:“为了从根本上改善我国的建筑工业,必须积极地有步骤地实行工厂化、机械化施工,逐步完成对建筑工业的技术改造,逐步完成向建筑工业化的过渡。”随后即迅速建立起建筑生产工厂化和机械化的初步基础,对完成当时的国家建设任务起了显著的作用。1978年当时的国家基本建设委员会正式提出,发展建筑工业化要以建筑设计标准化、构件生产工业化、施工机械化以及墙体材料改革为重点。但之后中国的建筑工业化一直又徘徊着停滞不前,一度以“建筑产业化”“住宅产业化”等提法代替了建筑工业化的提法。
日本虽然不是建筑工业化发展最早的国家之一,却是建筑工业化发展最为持续、发展水平最高、发展质量最好的国家之一。
2日本住宅建设工业化的发展进程
2.1日本住宅建设现状
自“二战”以来,日本住宅建设走过了一条从不足到积压、从量到质,从传统建筑业向产业化、从应急政策转向可持续发展的历程。
2.1.1日本住宅建设量
据统计调查,早在1968年日本全国的住宅户数已超过家庭的总数,1973年各都道府县(包括东京、北海道、京都府、大畈府和其它43个县)均实现了一个家庭拥有一户(近似于中国的“套”)以上的住宅。可以说从那时起全社会已基本解决了居住问题。但住宅的供给仍维持着每年新建100多万户的数量。
据日本总务省《2003年住宅与土地统计调查》,2003年日本有住宅达5400万户,比当年全国总家庭数4700万户多出了700万户。
2.1.2日本住宅的种类
从日本住宅种类分析,可分为单户住宅(一栋一户)、长屋住宅(水平联排住宅)、集合住宅(水平联排、垂直重叠的复数住宅)等。
随着城市化的发展及地价的上涨,单户住宅占全国住宅总量的比例下降,由1978年的65.1%降至2003年的56.5%;集合住宅占全国住宅总量的比例由1978年的24.7%上升至2003年的40%(见图1)。在大都市集合住宅比例上升的倾向更为明显,如以东京为中心的关东大都市圈集合住宅占55%,远高出日本全国40%的平均水平(见图2)。
2.1.3日本住宅的结构
日本住宅所采用的结构形式多种多样,即使是同一结构形式,也会因开发者、施工者不同而出现许多派生形式。
据2003年日本总务省调查统计,笼统地按材料划分,单户住宅绝大部分是木结构和防火木结构。从总体看,木结构、防火结构、钢筋混凝土结构(包括钢骨钢筋混凝土结构)各占三成左右(图3)。
其中集合住宅所采用结构形式,除了砖混结构之外,如表1所列举的形式,它们分别被应用于不同规模的建筑。
2.2日本住宅工业化的发展进程
日本住宅建设的工业化起步于二战后的五十年代,经历了住宅建设的若干个三年计划和五年计划阶段,而逐步发展起来。自二战以来,日本住宅建设大致经历了三个发展阶段,其间住宅建造方式的工业化和产业化水平也与时俱进,日臻完善。
2.2.1上世纪50年代至60年代
住宅产业建设的矛盾焦点是恢复战争创伤,适应城市化的发展,解决房荒,其重点是住宅建造方式的工业化,提高建设效率。
日本住宅产业化和工业化在战后最初期,民间的开发商基本没有做什么工作,这个时期完全由政府主导。为解决住宅需求严重不足,政府制定了一系列与住宅建设相关的法律法规,在发展住宅产业方面,实施了一整套的政策及措施。1955年设立了“日本住宅公团”,以它为主导,开始向社会大规模提供住宅。住宅公团从一开始就提出工业化方针,以大量需求为背景,组织起学者、民间技术人员共同进行了建材生产和应用技术、部品的分解与组装技术、商品流通、质量管理等产业化基础技术的开发。培养出了一批领跑企业,以他们为核心,逐步向全社会普及建筑工业化技术,向住宅产业化方向迈出了第一步。20世纪60年代,日本住宅建筑工业化有了相当发展,混凝土构配件生产首先脱离建筑承包企业,形成独立行业。构配件与制品的工厂化生产和商品化供应发展很快,参与住宅生产的各类厂家越来越多。住宅的生产与供应开始从以前的“业主订货生产”转变为“以各类厂家为主导的商品的生产与销售”。日本政府围绕住宅生产与供应,将各有关企业的活动加以“系统化”协调。正是在市场关系发生这种重大变化的情况下,才提出了发展以承担住宅生产与供应的企业群为对象的新兴产业——住宅产业。“住宅产业”一词也随之在日本出现。早期的工业化住宅全部是标准型,规模、外形、户型、材料等都是固定的,它只有型号而没有商品名,给予人的是千篇一律、无可选择、廉价普及住宅的印象。20世纪60年代末,日本全国的既有住宅总户数超出总家庭数,即住房不足的问题已经得到基本解决。住宅生产的发展开始了从“量”向“质”的转变。
2.2.2 20世纪70年代至90年代
随着住房数量基本满足需求以及石油危机的出现,住宅建设的焦点从关注“量”转向“质”和节能。
20世纪70年代初期,由于住宅工业化和部品大量的实施,真正迎来了日本住宅工业化和产业化时代。在70年代以前,政府主要是出台法令,保证大量建设的公共住宅的质量,并进行工业化、产业化部品技术的开发;20世纪70年代以后,在政府的帮助下,民间开发商迅速提升技术实力,也参与到住宅工业化生产中来。
20世纪70年代,是日本住宅从“量”到“质”的转换期。特别是这期间又经历了二次石油危机后,对住宅建设提出了节能要求。住宅产业在维持每年提供100万户住宅的高水平同时,在扩大居住面积、提供住宅品质和性能、丰富居住设备等方面也取得了较大的成果。
20世纪70年代也是日本住宅产业逐渐迈向成熟的时期。这一时期,大企业联合组建集团进入住宅产业,在技术上产生了盒子住宅、单元式、大型壁板式住宅等多种形式,同时设立了工业化住宅性能认证制度,以保证其质量和功能。工业化住宅已抛充了呆板、单调、廉价的形象,走向了成熟阶段,并成为优质、安定、性能良好住宅的代名词。工业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的10%左右。
1975年前后,日本住宅市场发生了重大变化,住宅供应的数量问题已经解决,人们开始对住宅有多样化的要求,住宅从数量上的增加转向质量上的提高。以1975年为界,在这之前用工业化的办法,通过标准设计建设的大量住宅,在之后的一段时期已不为市场接受。由于按标准设计建造的住宅没有市场,导致全国性的标准设计图基本上废除。因此,1974年以后,日本住宅产业化和工业化进程中实行了一项最有影响力的制度之一,就是BL部品制度,即优良部品认证制度。它是按产业化、工业化的方式来考量全国的优秀部品,将这种制度广泛应用在对政府开发的公营住宅、公库住宅以及民间开发的住宅项目的评估认定上。
这一时期还有两个很重要的特征:第一,日本民间开发商的研究开发实力大大增强,已经研究开发出一些工业化的办法,来建设有多方面需求、更高标准的住宅;第二,在七十年代初期发生的世界范围内的石油危机,使得日本住宅的建安费用提高了很多,为了降低住宅的建安费用,不要求全部采用PC构件,而是根据住宅的地点和特点的不同,既可全部采用PC构件开发,也可以采用PC结合现场的一部分来作业完成,这样一来,技术开发和建设方式呈现多样化。
到80年代中期,日本产业化方式生产的住宅占到竣工住宅总数的15%～20%,住宅的质量和功能也有了较大提高。
到90年代,日本开始进入少子女、高龄化时代,劳动力严重不足,尤其是被称之为“3K”行业(日本语头音为K的三个词:危险、重体力、肮脏)的建筑业现场劳动力严重不足,提高施工现场的劳动生产率显得尤其重要。因此,开始采用产业化方式大量生产住宅通用部件,其中1418类部件取得了“优良住宅部品认证”,各种新的工业化施工技术在日本被广泛采用。产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的25%～28%。
2.2.3 20世纪90年代以后
提出了全球关注人类赖以生存的地球的可持续发展,关注生物多样性、温室气体减排等问题,住宅产业转向环境友好、资源能源节约和可持续发展。
从90年代后期,住宅政策开始重视节能环保,提出了“环境共生住宅”“资源循环型住宅”的理念,并进行了众多的试验性建设,先后提出了100年寿命和200年长寿命住宅的发展目标,导致住宅建设的法律框架、政策制度、规划理念、市场开发、建筑材料、住宅部品,以及施工方法都随之不断调整和创新。
2000年以后,全日本实现了KSI住宅真正大面积的推广和应用。
2.3日本集合住宅的发展
第一阶段:集合住宅大量建设时期(1950年～1970年)
20世纪60年代和70年代可谓日本集合团地的实验时代,展开了大规模的集合团地开发运动。最早的是大阪的千里新城,在大阪近郊的千里丘陵约1160公顷的范围内,配置了新干线和两条铁道线与大阪相连,在新城内设置公园、污水处理中心、大学、医院等都市设施,以英国的新城计划为范本,按照邻近住区理论和人车分离理论等详细地规划了新城,实现了日本第一个以居住为中心的都市。以后日本又相继建成了泉水新城、筑波科学园等大规模的把居住和都市有机地结合在一起的新城。
进入60年代后,日本的住宅总数已超过居民的户数,住宅政策也发生了很大转变,即从原来的“偏重数量”阶段转变为“提高质量”的阶段,集合住宅的开发建设也有了很大的变化。在开发区位上,郊外住宅开发逐渐被城市中心地区租赁住宅的开发所取代;在生活形态上,从单一类型家庭为基本单位的居住形态向着多样化居住形式转变,随着都心(都市中心)单身者、丁克族(Dinks)、三人家庭(夫妇+1子)的数量的增加,这些人更加重视住宅本身的机能及其所能提供的服务,而不十分注重住宅的面积规模,对能够提供多样化服务的集合住宅的需求量大大增加。配合都心的再开发,都心型集合住宅日渐增加,开发了低层高密度、高质量、多功能、多元化的集合住宅。如,单身的、多人合用的高龄者住宅、住宅中多设有工作空间的“SOHO”住宅、前店后宅、下店上宅的复合性集合住宅等。
战后初期的都市集合住宅,是大量化、经济化和快速化的住宅工业的产物,制造出了单调、庞大、重复的都市住宅空间,大量的板状平行布置的集合住宅充斥着城市的空间。20世纪80年代以后,人们对此进行了深入和全面的反省和探讨。随着经济高度增长期的结束,带来了住宅自身的巨大转变,住宅设计更加注重人的价值观和生活形式的多样化,日本的集合住宅也更加丰富多彩起来。
第二阶段:以多样化为城市目标的建设时期(1970年～1990年)
在原有普通住宅的基础上,增加一个住宅内功能不固定的可变空间。1990年竣工的由坂仓建筑研究所设计的东京多摩新城集合住宅中,这种增设了可变空间的住宅平面形式首次出现。根据住户各自的需求,有各种不同的形式,有的与起居室结合起来,类似太阳房,作为起居室空间的补充和延伸;有的从住户中独立出来,作书房、琴房、画室,任居住者自己确定。据调查:住户经过一段时间摸索后,都把它利用起来。有的把它当做工作房,也有的把它当做健身房,甚至有的住户把它当成店铺营业。使广场、街道以及整个集合住宅变得生动起来,成为多彩生活的体现和缩影,是集合住宅设计中尊重人性、开发个性的一种新的尝试。
例如,六番池小区是一个低层公营住宅。小区采用围合型布局。各个住栋采用雁形平面,特别是由于采用了层层后退的格局,各户的采光和晒台的宽敞空间都得到了保障。中庭具有非常好的尺度感,环境优美,有高差的绿地和儿童游乐设施的布置显得别具一格。外楼梯设计借鉴了日本传统小巷的做法和尺度。它不仅成为一条通路,而且造就了如同小巷近邻般的亲密气氛。由于采用了二、三层的跃层式结构设计,外观颇具变化,而连续的屋顶景观更成为当地一道亮丽的风景。该小区不仅表现了对低层住宅形式的成功探索,而且建筑师融汇了传统文化,探讨了建筑尺度,以多样的手法创造了充满生气的居住空间。
第三阶段:全方位解决居住环境问题的建设时期(1990年至今)
随着21世纪的到来,为了能够实现永久的居住,面向未来的课题不断地被提出,从保护地球环境的角度进行居住环境建设,将设计原则建立在各地的风土文脉、气候环境、资源材料等条件的基础上,同时着重解决日益严峻的环境问题和高龄化问题。
日本是世界的长寿之国,老龄化也是日本最大的社会问题之一。开发适应高龄者居住的住宅已经十分必要。让他们在日常生活中能够照顾自己,或者在少量家庭护理的情况下做到自理,从全社会的角度考虑老人和残疾人能够安全健康自立的生活,这是对住宅建设提出的一个课题。日本住宅充分体现出在老龄人住宅和为老龄人提供的公用设施上,使得老龄人能够在生活中充分实现自助和自理。比如,提供无障碍设施的老龄人住宅产品、提供具有看护性质的老龄人住宅产品、提供能和家人共同生活的(二代居)住宅产品。通过这三种老龄住宅产品在社区内的共存,可以形成满足各类型老龄人基本生活需求的老龄人生活社区。
日本住宅建设积极应对21世纪“低能耗经济增长”和达到“能源供需平衡”等人类面临的重大环境课题。“保护环境”就是要解决大气污染和全球变暖的问题,即进行能够代替石油等不可再生能源的未来新能源的开发,利用节能对策,不仅要抑制二氧化碳的产生和将化石燃料的使用量减少到最低,还要致力于从自然界中获得的可再生和重复利用的、洁净的自然能源,开发利用新能源的同时必须推行节能。
在集合住宅的设计和建设中,环境课题有三个方面:第一是有关都市自然环境的保全和再生;第二是都市和住宅环境的节能;第三是资源的有效利用和废物的减少。重视新技术应用、自然通风与采光设计、可再生能源的利用、自然资源的再利用,以及建筑废弃物的处置利用等;保证生态空间、加强绿化并充分考虑对原生态的保护,采用雨水浸透技术来保护地下水等措施成为一个新的发展方向。
近年来的集合住宅区,由于土地利用的高密度化,树木的数量也在减少,特别是高大树木变得越来越少。由于作为生物的人也是在自然生态环境中生活着,身边的自然环境很重要,通过每个微小的、局部的自然环境构成能使城市回归自然。因此,住宅区的绿化作为不可缺少的居住性能的认识,又再次得到了认同。
2.4日本住宅产业化能够兴起与实现工业化发展的原因分析
——时代背景与大量需求。20世纪的50年代是日本战后的混乱时期,大量的城市住宅在战火中烧毁,大量的侨民和旧时军人陆续回到日本,住宅不足成为当时日本最严重的社会问题。如何在在短期内向社会提供大量的住宅成为首要问题。
——物质基础。当时建筑材料由土、木等自然材料转向使用钢材、水泥、非铁金属、塑料等人工材料;建筑工程原来以现场加工成形为主,随着人工材料增多,现场以外的预制成型力度加大,许多工作集中在固定的工厂,建立工业生产的流程,从改善工作环境、提高质量、降低成本等均取得良好效果,客观层面,从物质上提供了日本住宅产业走向工业化的基础。
——组织保障与技术基础。1955年日本成立住宅公团,从一开始就提出工业化方针,以大量需求为背景,组织起学者、民间技术人员共同进行建材生产和应用技术、部品的分解与组装技术、商品流通、质量管理等产业化基础技术的开发。日本住宅公团在住宅产业化组织、技术攻关等方面起到主导作用。而且,日本住宅公团向民间企业大量订购工厂生产的住宅部品,向建筑商大量发包以预制组装结构为主的标准型住宅建设工程,由此达到高速度、高质量地建设公共住宅的目的,解决了住宅不足的矛盾。与此同时,还培养一批领跑企业,以他们为核心,向全社会普及建筑工业化技术,这样,日本向住宅产业化方向迈出了第一步。民间企业在初期仅仅是执行者,按住宅公团的设计生产定购的产品。当民间企业生产和管理体制成熟之后,转向自主开发,一方面向公团推荐新的部品,另一方面向公共住宅以外的民用住宅大量提供住宅部品,并逐渐取代公团成为研究开发的主角,公团也随之转变角色,制定民间技术审查认证制度,由自主开发为主转向广泛采用民间技术为主。
——相关配套产业基础及产业地位的确立。20世纪五六十年代大量需求时期,随着众多的钢铁、化学、家电企业相继加入到住宅产业中来,住宅生产的工业化也逐渐从幼稚走向成熟,形成了社会经济的新兴产业。1968年,当日本住宅年建筑户数达到100万户规模时,当时的建设部官员内田元亨先生在杂志上发表了题为《住宅产业——经济成长的新主角》的论文,正式提出了“住宅产业”的概念,从而确立了住宅产业在社会产业结构中的地位。
——政策法规配套齐全,金融支持到位。自始至终,日本政府制定了一系列方针和政策,出台了若干住宅计划,辅之以金融杠杆和财政政策,引导着日本住宅产业化的发展。
3日本建筑工业化的政策与制度变迁
二战后,日本国土受到极大的破坏,住宅的绝对数严重不足。当时,政府制定了一系列与住宅建设相关的法律法规,用来解决这一大社会问题。
根据《日本的住宅政策与各时期的社会动向年鉴》,我们了解到,1948年日本成立了建设省,1950年颁布了一部重要的建筑法律《建筑基准法》。同年,针对商业银行和一般金融机构难于提供长期、低息的住宅建设资金和购房贷款的问题,根据《住宅金融公库法》,日本政府成立了专门的政策性住宅金融机构“住宅金融公库”(1950年)(现为住宅金融支援机构),为建房和购房的单位和个人提供低息贷款,并实行固定利率(贷款利率低于国家财政投资及贷款的利率),还贷期限也较长(一般为35年)。住宅金融公库的资金来源主要为国家财政投资和贷款所得。次年又颁布了《公共住宅法》。而日本住宅公团(现为都市再生机构)也于1955年成立。“公库”“公营”“公团”的三套班子奠定了公共住宅制度的基础。
所谓公共住宅是由各地方政府或公共团体出资,为解决低收入家庭的安居问题而建设的低租金的租赁住宅。住房问题是各国政府非常关注的国计民生问题,尤其是公共住宅(PublicHousing)方面政府的主导作用不可或缺。日本的公共住宅约占日本住宅总量的10%左右,主要有三种供应形式:公营住宅(占公共住宅总量的47.4%)、公团住宅(占公共住宅总量的33%)、公社住宅(占公共住宅总量的19.6%)。公营住宅由地方政府负责建设和管理,只向本地区低收入者提供廉价租赁住宅;公团住宅由国家层面的行政法人(相当于我国中央政府所属的大型国有企业)的都市再生机构(原住宅整备公团)建设和管理,主要在都市圈和大城市开发建设租赁和分售的公共住宅;公社住宅由地方负责公共事业的企业建设和管理,向本地区提供租赁和分售住宅。日本的公共住宅政策制度,尤其是公团住宅,在质量、品质、性价比、节能环保等方面无一例外地体现着日本国家产业政策导向,起到了市场杠杆的作用。
从1952年开始,日本实行“公营住宅建设三年计划”,持续了5期,共15年,为解决严重的住宅不足问题作出了巨大的贡献,有效地缓解了住宅不足的社会问题。日本经济从1960年进入高速发展期,都市人口激增,家庭结构缩小,住宅市场需求旺盛,在此背景下,1966年制定了《住宅建设计划法》,它的目的在于明确包括民间开发在内的全国住宅建设发展方向和长远目标。在此法律制度下,作为前面三年计划的后续政策开始实行“住宅建设五年计划”,具体提供每5年新建住宅的户数和改善居住质量的指标,把它作为国家和地方政府的基本建设方针。自1996年,住宅金融公库为推行国家产业政策,引导市场,对开发和购买适应人中老龄化需求的住宅和节能住宅采取更加优惠的贷款利息措施。另外,20世纪70年代还由政府主导,实施了多项大型的技术开发项目。
1973年,在全国范围内达成了一家一户的目标。同年末,因第一次石油危机爆发,新建住宅动工数锐减,住宅政策实行了“从量向质”的大转换。跨入80年代,“两阶段供给方式”“百年住宅建设系统(CHS)”等新的住宅生产和供应方式开始应用到建设中,它们成为1990年代以后的“SI住宅”的基础。
从90年代后期,住宅政策开始重视节能一体环保,提出了“环境共生住宅”“资源循环型住宅”的理念,并进行了众多的试验性建设,一直持续到现在。到2005年止,“住宅建设五年计划”共实施了8期,持续40年。且一直以提高居住水平为宗旨作出了不懈努力,主要的成果指标是增加了人均居住面积。根据第八期(2001～2005)目标,到2015年为止,让总家庭数的三分之二达到“诱导(推荐)居住面积水准”的同时,还要求室内面积为100平方米(集合住宅为80平方米)的住宅占全部现有住宅的比例达到50%以上,室内面积为5 0平方米(集合住宅为40平方米)以上的住宅所占比例达到80%以上。由此可见,日本政府在住宅政策与制度的制定和实施方面的一贯性。
2006年,在人口增量开始锐减,现有住宅户数(约5400万户)已超过家庭数(约4700万户)的现实面前,日本住宅政策转向重视现有住宅的运用,为此,制定了《居住生活基本法》,根据其精神制定了从2006年到2015年的“居住生活计划”,以“住宅性能水准”“居住环境水准”“居住面积水准”为目标,制定了具体的成果目标及必须采取的政策如下。
3.1形成可留给下一代的优良住宅社会资产
新抗震基准的合格率:75%→90%;
集合住宅的共用部分的无障碍化设计率:10%→25%;
具有节能措施的现有住宅比率:18%→40%;
旧房改造率:2.4%→5%;
建立了合理的修缮公积金制度的优良集合住宅的比率:20%→50%;
3.2打造良好的居住环境
重点密集市区的防火安全措施整备率:0%→100%;
地震时有危险的现有人工填池:1000处→500处;
3.3建设多样化的住宅市场环境
新建住宅的性能表示率:16%→50%;
既有住宅的市场投入率:13%→23%;
延长住宅可使用寿命:30年→40年;
有孩子家庭的住户推荐居住面积达成率:37%→50%;
3.4确保有困难人群的居住问题
早期消除未达到最低居住面积水准的比率(3人:40m2,4人:50mm2)
高龄人、残疾人的住宅无障碍化率为29%→75%;作者简介略。
日本新工业建筑设计 篇2
1.教学目标
知识目标
1.了解传统工业区的分布、条件和工业部门。[来源:学&科&网Z&X&X&K] 2.掌握传统的鲁尔工业区优越的区位条件，了解它的衰落原因及其综合整治途径。能力目标
1.读图分析矿产资源与工业部门之间的联系，培养学生的地理思维能力、综合分析能力，明确工业生产也应因地制宜。
2.联系实际，了解当地传统工业发展状况，为适应当今世界经济发展状况，应有哪些改善措施，培养学生的创新能力。
德育目标
1.通过了解鲁尔区的发展变化，用发展的观点看待传统工业区的改造，适应世界发展潮流。
2.中国已经“入世”，我们应用辩证唯物主义观点分析我国传统工业今后遇到的机遇和挑战。
2.教学重点/难点
教学重点
传统工业区衰落的原因和整治措施。教学难点
传统工业区改造过程中观念的转变。
3.教学用具
把课本中的相关图形可制作成投影片或多媒体课件，搜集一些有关传统工业发展的新闻报道资料及景观图片，增强感性认识。
4.标签
教学过程
教学过程设计
［导入新课］
同学们，我们前面几节课分别学习了工业生产活动的一些基本理论，了解工业生产的基本模式，从工业生产的投入开始，到工业地域的形成，从理论上比较系统地阐述了工业生产活动的发展状况。从本节开始，我们利用两节课时的内容，重点分析现实生活中的工业生产状况。具体问题具体分析，以我们以前所学理论来指导实践，促进工业的发展。本节课，我们学习第八节，传统工业区。
［新课教学］ 传统工业区(板书)本节内容主要以德国鲁尔区为例，分析了传统工业区的区位特点，衰落的主要原因和综合整治过程，我们学习时应推而广之，联系我国的实际情况，对我国的传统工业基地有一正确认识，并提出一些可行性建议。
一、概念(板书)
传统工业区，如德国鲁尔区、英国中部工业区、美国东北部工业区等，一般是在丰富的煤、铁资源基础上，以纺织、煤炭、钢铁、机械、化工等传统工业为主，以大型工业企业为轴心，逐渐发展起来的工业地域。这些工业区在本国以至世界工业发展过程中起着重要作用。早期的传统工业区多数是在煤铁资源的基础上发展起来的，如上述所提及的，后来，由于生产力水平发展，超级油轮、巨型运输船舶和集装箱的出现，形成了“临海型”的工业布局区域，如日本太平洋沿岸工业地带、意大利的塔兰托等，这些也属于传统工业区。
传统工业区在20世纪50年代以来，尤其是70年代以来，开始出现衰落，有些工业区后来经过长期的改造历程后，现在又成为一颗备受众人关注的新星。下面我们以德国的传统工业区——鲁尔区为例，加以详细分析。
二、鲁尔区的区位特点(板书)
请同学们阅读课文内容，参看相关地图分布内容，了解鲁尔区所处的地理位置、资源状况以及当时如何形成世界上有名的工业地域。
同学们看课文时，我们可通过多媒体技术或投影仪，把鲁尔区的位置与资源分布图制作出来，课本图供同学们参考。然后，老师再作具体分析。鲁尔区是德国最重要的工业区，它形成于19世纪中叶，被称为“德国工业的心脏”。位于德国西部、莱茵河下游支流鲁尔河与利珀河之间的地区，区内煤藏丰富，水陆交通运输便利，工厂林立，城市栉比、人口稠密，集中了全国大部分煤炭、钢铁、化学、机械制造等工业，电力、石油提炼、电子、军火等工业亦占重要地位，是以采煤、钢铁、机器制造工业为主的综合性工业区，是德国和西欧地区乃至世界的重要工业区。鲁尔区的工业是德国发动两次世界大战的物质基础，战后又在原联邦德国经济恢复和经济起飞中发挥过重大作用。
下面，我们结合刚才的图形，重点分析鲁尔区的发展，有哪几方面的优势区位条件。1.丰富的煤炭资源(板书)鲁尔区是在鲁尔煤田的基础上发展起来的，是以采煤工业起家的工业区，随着煤炭的综合利用，发展了炼焦、电力、煤化学等工业，进而促进了钢铁、化学等工业的发展。鲁尔煤田储量大、煤质好，煤种齐全，含硫低、发热量高，开采条件好。
2.离铁矿区较近(板书)鲁尔区铁矿资源较为贫乏，但离法国东北部著名的铁矿区——洛林铁矿较近，通过便捷的交通即可运抵。后来，德国又通过便捷的水陆交通运输，从瑞典、荷兰等国进口铁矿，来满足其生产。
3.充沛的水源(板书)鲁尔区位于莱茵河、鲁尔河、利珀河等淡水河流之间，加上附近的支流及人工运河，河网密布，淡水资源充足，满足了其生产、生活的需求。
4.便捷的水陆交通(板书)鲁尔区位于欧洲中部陆上交通的十字路口，地理位置联系了东欧与西欧、北欧与南欧地区，地理位置既优越也重要。陆上交通广布，铁路网稠密，从法国巴黎通往北欧和东欧的铁路，由本区穿过。这里的高速公路已交织成网，区内任何地点距离高速公路都不超过6千米，从德国西部通往柏林和荷兰的高速公路也由本区通过。此外，莱茵河、鲁尔河、利珀河等天然河流和四条人工运河，不仅联成一体，而且都可通航，并能直达海洋，有着方便、廉价的水运条件，便捷的水陆交通为鲁尔区原料的运入和产品的运出提供了条件。其中，内河航运尤为重要，因为鲁尔区所需的铁矿石主要经荷兰的鹿特丹港通过内河航运运入，而工业产品的输出也主要由这条运输线承担。方便的陆上交通，把鲁尔区与德国以及欧洲其他地区紧密联系在一起。
5.广阔的市场(板书)鲁尔区既是生产中心，又是消费中心。德国以及西欧发达的工业，为鲁尔区工业生产提供了广阔的市场。以鲁尔区为核心，方圆100千米内，是德国最大的消费核心，鲁尔区生产的70%以上的煤炭和钢铁在此加工、消费。
总之，德国鲁尔区有着诸多有利因素，再加上原有的基础设施、科技力量等因素，在二战后，经济进入了高速发展阶段。至70年代，德国(主要指当时的西德)的经济实力稳居世界第三，仅次于美国和日本，在国际竞争中处于优势地位。
课堂活动：为便于同学们的理解与掌握，我们组织学生完成下列表格，通过学生填写表格，我们还可检查学生的学习情况和掌握程度，表格中的内容，可由学生自己填写，老师加以概括与归纳。（如下表）
承转：我们了解了鲁尔区的区位特点，那么，根据前面所学的内容可知，在鲁尔区发展煤炭工业和钢铁工业等相关工业部门较有利，事实也正如此。但在20世纪50年代以后，鲁尔区在经历了约一个世纪的繁荣之后，经济开始衰落。由于生产力的发展、生产技术的革新等原因，使鲁尔区的煤炭工业和钢铁工业深受影响，工业经济明显衰落，下面我们来具体分析一下鲁尔区经济衰落的主要原因。
三、鲁尔区衰落的主要原因(板书)
请同学们阅读课文内容，从社会的进步、技术革新，传统工业受到挑战等几方面来了解鲁尔工业区衰落的几个主要原因。
同学们在看完课文后，老师及时归纳、总结，并以此为例，说说我国的传统工业在发展过程中应避免的教训及应借鉴的经验。
20世纪50年代，尤其是70年代以后，鲁尔区的传统工业开始衰落，其经济地位逐步下降，尤其是煤炭和钢铁工业，这也标志着鲁尔工业区的鼎盛时期已过，经济发展需作重新调整。那么，鲁尔区从鼎盛时期走向衰落的过程，可归纳为以下几个主要原因：
1.生产结构单一(板书)由上可知，鲁尔区有丰富的煤炭资源，借助其便利的交通运输条件，可从附近运入铁矿，依据其主要的区位条件，鲁尔区的工业自然就是以煤炭、钢铁为主，最终形成了鲁尔区以煤炭工业为基础，以钢铁工业为主导，并高度集中了电力、机械、化工等工业生产(如课本图5.33)，即鲁尔区形成了煤炭、钢铁、电力、机械、化工五大传统工业部门，其中煤炭和钢铁工业是全区经济的基础。在这样的经济结构中，如果某一工业部门生产衰落，则将引起全区生产的衰落。
鲁尔区五大工业部门的联系 2.煤炭的能源地位下降(板书)随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，勘探技术的发展，20世纪50年代以后，石油和天然气开始广泛使用。如课本图5.34，在世界能源消费构成中，煤炭所占比重逐渐减少，石油、天然气的比重逐渐增多。另一方面，由于科技的进步，冶炼钢铁所消耗的煤炭量逐渐降低，(如课本表5.3)，这样，煤炭的能源地位开始下降，直接导致煤炭的市场需求量下降，随后则影响了钢铁工业，最终使全区的生产产生连锁反应，生产衰落。
世界能源消费构成的变化
每冶炼1吨钢铁所需原料的变化 单位：(t)3.世界性钢铁过剩(板书)20世纪50年代以后，随着社会经济的发展，产钢和出口钢的国家越来越多，发展中国家相继独立后，积极发展各自的民族工业，使世界钢铁市场竞争激烈，市场需求量又相继下降。随后，70年代的经济危机，以及钢产品的替代产品(如铝合金、塑钢等)的广泛使用，使世界钢材消耗量急剧减少，表现为世界性钢铁过剩，导致鲁尔区钢铁工业生产萎缩。
4.新技术革命的冲击(板书)随着生产力的不断提高，科学技术革命的每一次革新，都会促进工业生产的飞跃发展，既产生一大批新兴工业部门，也改变了传统的工业生产和组织方式。鲁尔区是诞生于19世纪70年代开始的第二次技术革命中，在经历了约一个世纪的繁荣之后，遭遇到了20世纪50年代以来的第三次技术革命的严峻挑战，使鲁尔区工业企业传统的生产和组织方式不适合时代发展的要求，这也是使鲁尔区衰落的根本原因。在鲁尔区，20世纪50年代之前是其鼎盛时期，当时工业布局已达到一定的密度和规模，基本呈现“饱和状态”，如再建设新的工业部门，就会出现争地、争水、争动力、争公共设施，加剧环境污染等问题。因此，在新的技术革命(第三次技术革命)中出现的那些新兴工业部门(如电子工业、航天工业等)，则不愿意到此设置厂矿基地，它们在环境及条件适宜的地方，重新布置生产，进而形成新的工业地域，削弱老工业区的经济实力。
总之，由于上述种种原因，尤其是新技术革命对传统工业的冲击，使传统工业区开始衰落，甚至使一些工业部门面临倒闭、破产的危险。
承转：以上我们了解了鲁尔区衰落的主要原因，面对这种现状，我们不能过于悲观，滞步不前，面对一些客观因素的变化，我们也应以发展的、变化的特点来看待。对于鲁尔区的发展，我们可以进行一次讨论，假如你是决策者，为了鲁尔区的继续发展，应采取哪些措施?如何来迎接新技术革命的挑战?下面请同学分组讨论，阐述自己的观点。
之后，老师进行归纳总结。
四、鲁尔区综合整治(板书)鲁尔区从19世纪70年代诞生，到20世纪50年代的鼎盛时期，经历了约一个世纪的辉煌。对德国、欧洲，乃至对世界做出了巨大贡献。然而在20世纪50年代，科技进步、新技术革命的诞生，给鲁尔区带来了极大的挑战。由于社会发展、工业转型，鲁尔区这一时期难以转变完成，经济出现明显衰落。面对这种现状，鲁尔人没有失望，没有坐等，而是敢于迎接挑战，主动改革，于20世纪60年代，鲁尔区开始实施综合整治的总体规划，现在，环境得到治理，经济得到恢复，以新的面貌面对世界。
鲁尔区在综合整治过程中，主要从以下五个方面着手进行： 1.调整产业结构(板书)发展新兴工业和第三产业，调整产业结构。鲁尔区有五大传统工业部门，即煤炭、钢铁、电力、机械、化工，其中煤炭工业和钢铁工业是全区经济的基础。那么，在改造过程中，鲁尔区也从煤炭、钢铁开始，促进经济结构多样化。经过整治，煤炭、钢铁两大工业部门的厂矿企业数量大幅度下降，每个厂矿的生产规模却大幅度提高。随着第三次技术革命，一些新的工业部门出现，如电子、汽车、石油化工等，鲁尔区利用其区位的优势条件，改善环境，消除污染，积极新建或迁入了一批新兴工业部门，且以技术精良的中小型企业为主，努力发展第三产业，促进了本区经济结构的多样化。
2.调整工业布局(板书)保证各行业平衡发展在调整产业结构过程中，原有结构必然打破，建立新的产业结构，区内原有的工业分布重新调整，以保证新结构下各产业部门的平衡发展。例如，鲁尔区的钢铁工业所需铁矿石几乎全靠进口，为了就近获得通过荷兰鹿特丹港进口的铁矿石，钢铁工业逐步调整，集中到西部，有的钢铁公司还通过与荷兰联营，将高炉建到荷兰海边，再把那里炼出的生铁运到鲁尔区炼钢、轧材。这样，老的工业部门得到调整，新的工业部门又得到安置，新老工业相得益彰。
3.拓展交通，完善交通网(板书)交通建设历来是经济发展的前提和保证，虽然这里路网稠密，河网密布，但运输量大，航运繁忙，有待于继续建设与维护，确保畅通无阻。
4.发展科技，繁荣经济(板书)随着生产力水平的不断提高，社会进步、科技手段的应用，发展科技成为维护经济发展的重要手段。科学技术是第一生产力，历史上每一次技术革新，都推动了社会的巨大发展。为此，鲁尔区自60年代相继建立了鲁尔大学、多特蒙德大学等几十所各种专业的高等院校、为数众多的中等技术学校以及一大批科研机构，各大型公司也普遍建立了自己的科研机构。这样，本区依靠强劲的科技力量，极大地推动了经济的发展。
5.消除污染，美化环境(板书)伴随传统工业的发展，本区对煤炭、铁矿等自然资源开发利用的规模和数量越来越大，与此同时，在生产过程中排放出来的“三废”(废渣、废水、废气)也越来越多。工业排放的污水，污染了江河湖海，使水质恶化；燃烧煤炭产生的烟尘和有害气体严重污染大气；工业所排放的废渣堆积如山，占用大片田地，淤塞河道，污染环境。为了改善本区环境，鲁尔区实行严格控制工厂废气、废水的排放，并建立完善的废弃物回收装置和污染处理系统。同时，开展大规模的植树造林，绿化环境，使区内人均绿地面积超过130平方米。这样，吸引了对环境要求较高的新兴电子工业部门，使它们能够落户在此。同样，我们以表格的形式列出鲁尔区综合整治的内容及措施，便于同学们的学习。展示：
通过上述诸多治理措施，现在的鲁尔区，已步入了一个良性发展的轨道。不仅社会经济结构比较协调，工业布局较为合理，经济由衰落转向繁荣，而且改变了重工业区环境污染严重的局面，成为一个环境优美的地区。目前，本区又成为一个让世人瞩目的工业区。
课堂小结
本节我们较详细分析了鲁尔工业区的发展状况，了解到了其区位优势，也分析了由于技术革命的冲击而造成传统工业的衰落现象，最后又看到了鲁尔区经过综合整治而出现的新面貌。其间，我们插入了三则补充材料，以供同学们再作具体分析和判断。总之，传统工业在当今世界中还起着重要作用，我们应一分为二地看待，既要看到以前的繁荣历史，也要对今后的发展趋势做出相应判断，共同促进经济的发展。
日本新工业建筑设计 篇3
日本城市建筑防灾抗震效果显著
在日本，许多高层公寓开始销售不久即告罄，一个重要因素是这些高层公寓多半进行了与高层
写字楼同等水平的抗震设计。
日本大京公司的一座号称日本最高(地上55层、高185米)的公寓(建在崎玉县川口市)，使用了1 68根与美国纽约世界贸易中心相同的CFT(钢管)，确保了抗震强度。这种钢管的直径最大达800毫米，厚度达40毫米，钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土。另外，该公寓还使用了刚性结构抗震体。通常情况下，高层公寓柔性结构为主流，靠整个建筑来减弱地震引起的摇动，但在强风刮过来时，楼的结构也会发生一定的摇动。采取了刚性结构后，摇动大大降低。如遇阪神大地震级别的地震发生时，柔性结构的建筑一般要摇动1米左右，而刚性结构建筑只摇动30厘米。
三井不动产公司在东京都杉并区出售的一座免震结构公寓高达93米，建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶，建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。这样，在裂度为6的地震发生时，就可将建筑物的受力减少至1／2。三井不动产公司2000年已向市场投放40栋这样的建筑。
大林组开发了一种超高层楼房用抗震装置，使用的是类似橡胶的黏弹性体，该装置可将强风造成的摇动减轻40％，同时也可提高抗震能力。日本清水建设也开发了一种高层楼房用抗震结构，使用在建筑物的公用部分，如电梯间和楼梯等处。
独户建筑与高层楼房相比整体重量轻，积层橡胶不起作用。有效的抗震方法是在建筑物与基础之间加上球型轴承或是滑动体，形成一个滚动式支撑结构，这样可减轻地震造成的摇动。古旧建筑的抗震问题也得到了有关方面的重视。东京都台东区的国立西洋美术馆补修了抗震处理结构，东京都丰岛区区政厅也实施了补修工程。
除在硬件方面研究如何抗震外，日本一些大的建筑公司还利用计算机对地震造成的物理性损坏进行预测，并从地产的证券化等角度对建筑物进行地震风险评估。日本大林组开发出一套使用地理信息系统的计算机地震预测系统，在假定某地点发生地震的情况下，该系统可在画面上用不同颜色表示出各地的地震裂度和建筑物的损坏程度等。大成建设公司也与日本著名的地震研究所筱冢研究所合作，开发了一套地震灾害简易评估系统，可根据地震的破坏程度测算出写字楼遭遇地震时的损失金额。
开展合乎减灾大趋势的综合减灾研究
日本理化学研究所于1998年1月成立了地震防灾开拓研究中心。该中心是基于阪神大震灾的经验教训，综合工程学、社会科学等研究领域，旨在推进更广阔视野的研究开发而成立的。它作为理由学研究所的机动性尖端研究项目而开展活动。
该中心的研究课题是“以减轻城市区域地震灾害为目标的开拓性研究”，尤其突出三个项目作为支柱项目：
地震灾害过程综合模拟研究。主要研究内容是发生地震后的灾害对应工作的高度信息化，为模拟地震灾害过程而构筑的假想环境，综合性地震对应模拟系统的开发。研究思路是对地震灾害，特别对概率低而一旦发生则造成巨大灾害的大城市地震灾害过程有正确了解，深刻理解地震发生因素、致灾因素、个人和社会对该过程的反应，最后建立其理论模式。同时引进高新技术，建立能直观掌握灾害过程的模拟系统，提高防灾研究者和市民等多层次人员的防灾能力。
开发为地震危机管理服务的灾害信息系统。主要研究内容是开发灾害信息收集系统所必要的尖端技术，建立综合性早期灾害推定系统、综合性防灾对应系统等。研究的主要目标为减灾，不仅要使构造物抗震化，而且在震后能顺利采取应急措施。
应急措施中应包括基础资料的准备、引进尖端技术、防灾部门的相互联系、向居民迅速传达信息等。同时还要吸收地震工程学、信息通讯、遥测等许多领域的尖端技术，建立危险管理所必须的灾害信息系统，开发应急对应系统等。
地震时城市构造物破坏机制和城市的脆弱性评价的研究。主要研究内容包括强震动对构造物的输入过程和输入机制，强震时构造物的反应、破坏的评估。研究思路是地震灾害发展过程中每一阶段都有不同的反应，因此，捕捉从地震发生到构造物的损伤、破坏的现象，分析构造物的地震反应，全面精确掌握灾害过程，开发城市构造物对地震的脆弱性的可靠性高的评价方法。地震防灾开拓研究中心将成为促进工程学、理学、人文、社会科学、信息等多领域的研究者合作、交流、研究的场所。
为提高地震防灾能力和水平，该中心通过报告、研讨会、网络等方式，将研究成果广泛地向国内外进行传播。该中心一面加强和有关部门的联系，一面积极与国外进行信息和人才的广泛交流，推进以亚太地区为中心的国际研究交流活动，使之成为国际性研究交流场所。该中心将实施对所有研究项目、课题由地震防灾领域以外的其他部门的一流研究者进行评价的办法，并将评价意见应用于研究计划的修订和改进自己的研究工作中。
日本新工业建筑设计 篇4
1.1什么是部品?部品与构件有何区分?
要实现工业化生产, 将住宅分解为构件和部品是必不可少的手段。构件是中文的术语, 日本称为“部材”, 二者在意义上并无本质区别。部品一词原是日文的术语, 按照中文严格地理解为“非结构构件”, 但部品一词蕴含了日本建筑工业化的精髓, 近来在我国国内也较多采用。对部品涵义的理解是:
(1) 是非结构体, 比较容易从建筑物里分解出来;
(2) 是工厂制造的产品;
(3) 是可以通过标准化、系列化的手段独立于具体建筑之外, 实现商业流通的产品。与构件不同的是, 部品有品牌和型号;
(4) 具有适应工业生产与商品流通的价值, 换言之, 太特殊或太简单不具备成为部品的条件。住宅的部品本身就是商品, 具有较好的零售市场流通性, 不局限于某一牌子的住宅, 也不限于工业化住宅, 还包括用于以现场建造为主的一般建筑业, 也提供给现有住宅的改装等使用。
根据日本部品的涵义, 我们认为部品应理解为广义的部品概念, 包括若干部品系统、子系统, 凡是建筑或住宅采用的独立功能的商品均可称为部品。
1.2部品发展
部品发展与集合住宅有很密切的关系。依据日本住宅部品生产专家岩下繁昭先生1999年发表的《日本住宅部品产业的发展》一文, 日本住宅部品产业化发展阶段的划分为:
——20世纪50年代—--材料工业化时代;
——20世纪60年代----部品开发时代;
——20世纪70年代----集成化时代;
——20世纪80年代----系列化时代。
20世纪50年代, 不锈钢橱柜、铝合金窗、强化纤维塑料浴缸等新材料制作的部品相继被开发, 逐渐进入住宅。随着水、电、燃气的普及, 卫生部品、冷暖空调、燃气用具等也相继登场。1959年“公共住宅用标准部品” (称为KJ部品) 被包括公团在内的所有公营住宅开始采用, 首批KJ部品有不锈钢橱台、厨房抽风机、钢门、小型洗面器等。KJ部品制度后来发展到17个种类, 延续18年, 直至1978年被新的BL部品制度完全取代。
20世纪60年代, 相对成熟的部品制造商积极开发新的部品, 推动了新部品的普及和居住水平的提高。典型代表之一是家庭浴室的普及, 浴缸、浴室热水器、沐浴设备等应运而生。代表之二是铝合金窗的普及, 从1961年推出之初, 普及率以每年10%的速度递增, 到1974年达到87.6%的普及率。
1966年, 日本建设省提出了《住宅建设的工业化构想》, 文中指出:“为了顺利地达到住宅建设的五年计划, 必须大力推进住宅建设的工业化, 材料和部品实现工厂化生产, 原来的大部分现场工作也应尽量移到工厂内进行, 由此来提高生产效率。”
1969年, 日本建设省工业技术研究院开始实行《关于推进住宅产业标准化的五年计划》, 制定了住宅的基准尺寸和模数, 并进行了集成设备系统的设计、制作和组装试验。
20世纪70年代是日本住宅建设由量向质的转换时期, 也是部品系统化、集成化发展的时期, 同时还是部品制度的变革时期 (1974年BL建立, 1978年完全取代KJ) 。装修和部品的种类与生产量都急剧增加, 而且部品的规模趋向大型化和集成化。比如, 集成式厨具实现了日本本土化, 它将水、电、燃气等系统集为一体, 包含了清洗、炊事、照明、排气、储物收藏等厨房的所有功能, 在现场只是安装和连接水、电、燃气接头, 大大减少了现场作业和提高了施工速度。另一个有代表性的集成部品是单元式浴室, 它包括地板、天花板、四周隔墙的完整立方体, 包含浴缸、沐浴设备、给排水、照明、换气空调等所有设备, 该部品最初为酒店开发, 后应用于住宅, 80年代其销售量超过单体浴缸, 目前所有新建的集合住宅100%、单户住宅的90%采用单元式浴室。
由于集成化的对象复杂、涉及工种多、质量要求高, 因此, 集成化多采用将功能和空间相关的部分集约起来的方法;也有以材料为中心的集约方法, 和以工种为中心的集约方式。小部品进一步集成为大部品, 标准对象一般是控制小部品, 以小部品的不同排列组合增加自身的自由度和多样性。
部品集成化的优点:
(1) 增加部品的附加值, 满足少数灵活的需求;
(2) 集成部品内是独立的系统, 许多不能单独成为部品的部份因归纳到集成体内就可以在工厂进行生产;
(3) 简化设计与定购, 更易为设计商和建筑商所接受;
(4) 减少现场工作量, 加快施工速度和提高质量的稳定性。
20世纪80年代, 部品需求多样化和系统化发展很快, 种类急剧增多, 加之计算机CAD/CAM辅助设计系统的采用, 又大大增加了部品设计和生产的自由度, 使得多种类、小批量生产成为可能, 满足了个性化的需求。部品化不是简单的规格化、单一化、标准化, 但种类繁多, 毕竟会增加制造商制造成本和库存费用, 订、发货容易出错, 安装调整时间也增加, 改装或更换困难。原因很复杂, 有用户个性化需求原因, 也有生产者原因, 还有开发商和建筑结构形式等多种原因。
20世纪90年代后住宅部品生产发生了新的变化, 一是随着1999年《品确法》实施, 对部品质量和所能达到的性能级别都有较严格的要求;二是每年的新建住宅数虽居高不下, 但住宅市场已呈饱和状态, 市场重心开始转向旧房改造, 部品形式和种类也为适应其特点而发生变化;三是节能、环保、满足高龄人适应性、残疾人需求成为这一时期对部品开发的新要求;四是随着数字技术的发展, 住宅部品走向多功能和智能化。
1.3住宅的工业化生产
如前所述的构件、部品及部品化生产, 还不是完全意义上的住宅的工业化生产。工业化生产的住宅是指全部或大部分在工厂生产, 然后到现场组装的住宅, 分为工业化单户住宅和工业化集合住宅两大类。
工业化住宅是日本住宅建设的一种主要做法。工业化生产的单户住宅占全部住宅建设户数的15%左右, 工业化生产的集合住宅占全部住宅建设户数的50%左右。仅就单户住宅而言, 工业化方式生产的单户住宅占全部单户住宅建设的三成以上。工业化生产单户住宅也是日本住宅工业化生产和产业化的典型成果之一, 从这个意义上讲, 工业化生产的单户住宅最为典型, 在日本亦称为“预制组装住宅”, 其结构形式有钢结构、木结构、钢筋混凝土结构等多种。
注:日本传统的住宅绝大多数是木结构的单户住宅, 直至今天, 这种住宅无论是现有户数还是新建户数仍占大半。且以分布在日本全国范围的各个地方角落为多, 在东京等大城市并不多见。
1.3.1住宅的工业化生产方式主要有两种。
一种是将住宅的墙和楼板等分解为平面构件, 在工厂进行生产, 结构形式包括钢筋混凝土结构住宅、钢结构住宅、木结构住宅等。有的在工厂直接将门窗安装好, 甚至有的将外装修、内装修、保温层等全集成为一体, 最大限度地减少现场安装。
另一种方式是将住宅分解为立体空间单元, 每一个单元体在工厂的流水线上生产, 出厂时将单元体的墙、楼板、设备、装修等所有构件和部品都已安装完毕, 运到现场进行大的组装, 数小时后, 至少在外形上一栋住宅便拔地而起, 剩下工作仅是室内连线和连接部处理。单元体的大小取决于道路运输条件和住宅形状。采用这种方式的工业化程度更高, 但比之前者, 工厂生产效率和运输效率稍低, 为调整工期而存放所需的空间也大。其更大意义和价值是, 住宅作为一种商品, 实现了住宅的商品化。
1.3.2概念型住宅与设计商品化生产。
早期的工业化住宅全都是标准型, 规模、外形、户型、材料等都是固定的, 它只有型号而没有商品名, 给人的是千篇一律、无可选择、廉价普及住宅的印象。进入20世纪70年代, 随着住宅市场渐趋饱和, 再加上石油危机的冲击, 住宅需求急剧减少, 促使住宅生产商追求差异化的商品化路线, 因此概念型商品住宅应运而生。
概念型商品住宅的外观风格、性能规格是固定的, 通过设计许多有个性的独立部品和设备, 以此来吸引顾客刺激市场。人们可以通过住宅展示场, 从各生产商、各牌子的住宅商品系列中, 挑选自己喜欢的风格和样式, 要求的性能看得见、摸得着, 选定后, 由开发商根据顾客土地面积大小进行详细的规模和户型设计后再进行现场安装, 很快, 顾客购买的商品化住宅就坐落在自家土地上了。这种以工业化住宅商品概念为本, 通过具体的设计来响应各种客户的意向和要求的手法, 被称为设计商品化。
设计商品化使得原来发包和承包的建筑行为变成了具备商流和物流的商业行为, 住宅建造行为变成了商品购买行为, 从而使得日本在住宅市场饱和之后仍能维持较高水平的新建住宅数量。而且, 现在的工业化住宅早已抛弃了呆板、单调、廉价的形象, 走向成熟阶段, 成为优质、安全、可信赖住宅的代名词。
1.4工业化住宅的功能与特点
1.4.1设计多样化
工业化生产的装配式房屋, 由于每个配件都按一定的模数制成, 有不同的规格, 因此房屋的平面可以随意地组合与划分, 包括厨房、卫生间的设备都是定型产品, 但都有很多规格、品种, 以适合不同居住者的喜好, 因此, 一些外型虽然一致的建筑, 其内部却可以根据住户的要求进行不同的分割, 形成多样化的风格。
1.4.2功能现代化
——节能。外墙有保温层, 最大限度地减少冬季采暖和夏季空调的能耗;
——隔声。提高墙体和门窗的密封功能, 保温材料具有吸声功能, 使室内有一个安静的环境免外来噪音的干扰;
——防火。使用不燃或难燃材料, 防止火灾的蔓延或波及;
——抗震。大量使用轻质材料, 降低建筑物重量, 增加装配式构件的柔性连接, 外观不求奢华, 但里面清晰而有特色, 长期使用不开裂、不变形、不褪色, 为厨房、厕所配备各种卫生设施提供有利条件, 为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性。
1.4.3制造工厂化
把房屋看成是一个大设备, 现代化的建筑材料和预制构件是这台设备的零部件, 这些零部件经过工业生产和严格的检验可以保证其质量, 组装出来的房屋能够达到功能要求。相比之下, 采用传统的水泥、砖瓦、石灰、砂子、钢筋、木材等建筑材料, 利用人工的方法在施工现场建造房屋, 就相形见拙了。
1.4.4施工装配化
由于装配式建筑的自重比传统建房自重减轻一半, 因此, 地基也简化了。工厂预制好的建筑构件运来后, 在现场工人们按图组装, 工地再也不会出现过去那种大规模和泥、抹灰、砌墙等湿作业了。
装配化施工具有下列优点:施工进度快, 可在短期内交付使用;建筑工人减少、劳动强度降低;交叉作业方便有序, 每道工序都可以像设备安装那样检查精度, 保证质量施工;现场噪音小;散装物料减少, 废物及废水排放很少;施工成本降低。
1.5工业化生产的意义
(1) 以工业化生产为手段实现住宅产业化, 极大地促进了技术进步, 提高了劳动生产率;
(2) 工业化生产经营规模大、社会信用度高, 有利于保证住宅质量和提高长期信用保障;
(3) 作为工业产品的住宅, 质量和性能良好且稳定;
(4) 实现了住宅的商品化, 刺激市场需求;
(5) 培养和促进了工业化住宅产业体制的形成, 创造了居住核心文化。
2日本建筑工业化技术的发展
2.1建筑工业化的实现工法——PCa工法
2.1.1PCa的涵义
PC (Precast Concrete) 工法, 或PCa工法, 称作预制组装工法, 又叫预制组装 (混凝土结构) 工法。为区别于预应力混凝土结构 (Prestressed Concrete) , 一般称为PCa工法。
PC工法将建筑商品化、部品化、构件化分解, 将以现场建造为主的方式转变为以现场装配组装为主, 通过部品和构件的工业厂化生产和现场装配, 从而实现建造房屋就像汽车零部件组装成汽车一样完成, 彻底改变以现场湿作业为主的现场建造方式。
2.1.2预制组装 (混凝土结构) 工法发展历程
PCa工法的原型是1907年美国人Thomas Conllins) 发明的、一般在现场进行的平打竖立 (Tilt Up) 工法。1955年日本住宅公团成立, 1956年运用近似方法试验建设二层集合住宅后, 1960年开始进行中层集合住宅的研究, 1961年采用纯剪力墙Tilt Up工法建设四层集合住宅取得成功。1964年公团设立大批量生产试验场, 开发使用水平钢模板、蒸汽养护的工厂制作技术, 从此, PCa工法真正成为工业化主角登上历史舞台。
早在1952年日本建筑学会就制订了纯剪力墙结构设计规范, 之后又制定了适应纯剪力墙PCa结构专门规范, 为PCa工法的出台提供了设计依据。PCa板之间通过钢板焊接或钢筋搭接等方法使建筑连为一体, 以充分保证它的抗震性能。1967~1974年进行了一系列足尺结构试验, 充分考证了PCa结构体系的抗震性能, 经过几十年, 这种PCa结构体系经历了数次大地震, 没有出现因结构问题而损坏建筑的报告。
1980年代以后的PCa工法较之70年代以前工法, 从目的到方法都有了较大变化, 变化对比见下表。这一时期, 日本已解决了住宅数不足的问题, 但随着人口向大城市集中, 城市集合住宅建设仍不断增加, 而且建筑规模越来越大, 数十层数万平方米的大型住宅层出不穷, 劳动力慢性不足已成为社会问题, 因此, 预制组装工法成为省力、保工期、保质量的重要手段。高层住宅的PCa工法与以前的纯剪力墙PCa工法有了很大不同, 已不再是成套的固定的工法, 而是根据项目时期、地点、建筑物特点, 具体进行梁、柱、楼板等各部位的工法选择, 预制件形式也多为半PCa化, 留出现浇部位以利于建筑的整体性, 且由于建筑规模大, 单项目中就有相当数量的PCa构件, 可进行分类归纳后进行工厂化生产, 但大的项目之间并无共通的标准。而且预制组装工法已不再限于钢筋混凝土结构, 也广泛应用于钢骨钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构 (表1) 。
PCa工法中预制组装结构构件的连接方法有:焊接、搭接、螺栓连接、压力连接等, 以压力连接的预制组装结构的工业化程度和建筑技术水平为最高。
预应力组装工法 (PCPCa工法) 是构件与构件之间不需要连接的钢筋或钢材, 只是通过钢索施加的预应力保证建筑的强度和整体性, 这种连接方法被称为压力连接, 这种工法也有叫做“关节工法”, 形象地说, 结构如人体骨架, 预应力钢索如人体的筋, 形成的节点如人体的关节, 既有力又灵活, 不但对提高抗震性能有利, 而且施加预应力的混凝土结构在耐久性方面也得到了很大的提高。这种工法广泛应用于大型公共建筑, 如大型运动场、大型仓库、集合住宅、单户住宅、学校等, 例如:日本著名的“公立函馆未来大学”。
2.2集合住宅技术
日本集合住宅的设计和建设技术可从设计、结构、装修、设备等方面及实例进行概述。
集合住宅是日本术语, 指纵横排布了复数住户的住宅建筑, 近似于中国的公寓。集合住宅虽然只占日本住宅总数的一半左右, 但它是城市住宅的代表, 从集合住宅的建设技术中可以清楚地看到可持续发展思想、抗震设计思想、SI住宅思想、节能环保思想等的具体运用。
日本都市集合住宅的特点:
(1) 日趋高层化、大规模化。高低层的划分并没有明确的定义, 一般是3层以下称为低层, 4~5层为中层, 6~19层为高层, 而20层以上为超高层。从规模上划分, 50户以下为小规模, 50~200户为中规模, 而200户以上为大规模集合住宅。日本是一个土地私有制国家, 根据土地大小和所处地方, 各种层数和规模的集合住宅都有。日本最近流行回归都市的热潮, 原先搬到郊外的打工的人, 由于孩子大了, 经济宽裕, 为了谋求高龄化医疗的便利, 逐渐搬回城中心居住。导致地价昂贵的城中心的集合住宅越来越高, 规模也越来越大。
(2) 出入口和共有空间的设计。
(3) 设有集会所和会议室。方便召开集合住宅管理会议和为居民提供临时交际场所。
(4) 绿化。绿化是构成自然舒适生活环境不可缺少的要素, 自然成为集合住宅组成部分, 近来, 作为缓和热岛效应的对策, 楼顶绿化和墙面绿化受到重视。如, 《东京自然保护和恢复条例》规定, 开发商既要确保20%的地面绿地面积 (除建筑占地外) , 还要尽可能使楼顶绿化和墙面绿化达到可利用面积的20%。
日本都市集合住宅的结构种类如表2所示。
注:日本几乎不采用砖混结构, 历史的经验证明其抗震性甚低, 用于住宅最危险, 即便围墙采用砌体时, 也要配筋加固。表中可见, 采用频率顺序是RC>SRC>H-RC>CFT, S, W。
钢筋混凝土结构是集合住宅中被最普遍采用的结构类型, 其优点有三:一是保温、隔声、抗震性能好, 能维持各住宅良好的居住环境和保证其独立性;二是刚度大, 能避免或减小因强风、地震而带来的摇动;三是具有优越的防火性能, 不但本身是不燃材料, 而且在火灾中仍可维持必要的强度, 不产生倒塌或崩坏。缺点也有三:一是截面积大、体积大、占去不少建筑空间;二是自重大, 对抗震设计要求甚高的日本而言自重大就意味着作用的地震力也大;三是由于不易变形, 地震时易产生脆性破坏, 导致建筑物瞬时倒塌, 这是抗震设计的大敌, 为了增加其变形能力, 日本对其配筋量和配筋形式有相当严格的要求。
2.3住宅的可持续发展技术
2.3.1SI住宅及技术
当今的日本, SI (Skeleton Infill) 住宅成为了实现住宅长寿化的基本理念。Skeleton (骨架) , Infill (填充体) 。这种理念是指通过将住宅骨架和基本设备与住户内的装修和设备等明确分离, 从而延长住宅的可使用寿命。因为骨架寿命一般较长, 而装修和住宅用设备老化较快, 如不能改装设备与更新装修的话, 建筑将不能再继续使用。所以, 将使用年限不同的骨架与装修、设备等混在一起建造, 是造成建筑物短命的重要原因。
SI (Skeleton Infill) 住宅的核心思想来源于荷兰学者哈布拉肯教授 (N.John Habraken) 在其著作《Supports, an Alternative to Mass Housing》 (支撑体----大量住宅建设的一个选择) 提出的Open Building (敞开型住宅建设) 理论。理论的独特性在于提出了将工业化和住户参与适当融合的思想, 哈布拉肯教授认为, 欧洲单调的住宅是由于对工业化技术的使用不当而造成的, 应将住宅建设的过程向居住者开放并让他们参与意见, 进而适当地活用工业化技术, 以达到良好的效果。敞开型住宅建设理论主要从Urban Tissue (城市肌理) 、Supports (支撑体) 、Infill (填充体) 三个层面来解释住宅环境要求。对应住宅建设中公 (社会) 、共 (群体) 、私 (住户) 的不同地位和要求。由于日本地震多发, 人们对结构强度关注度特别高, 因而用Skeleton (骨架) 一词取代了Supports (支撑体) 并沿用至今。
SI住宅的指针 (草案) 要点:
——Skeleton与Infill充分考虑建筑物中材料的使用年限及空间利用主体的差异, 从而谋求两者分离;
——确保骨架结构的耐久性及耐震性;采取相关措施减轻建筑物的老化程度和地震时的安全性;
——确保建筑物的维持管理及更新的容易性;
——确保住户内装修及设备 (Infill) 的可变性及所需空间;骨架结构内的空间面积Skeleton面积和Skeleton净高需保证住户的可变性;确保住户内的采光及通风要求;
——确保舒适、宽裕的居住性能;要对骨架作出规划, 确保公用部分 (走廊、楼梯、共用设施等) 在空间上宽裕;确保邻里间隔声性能;
——须考虑建筑物与周边环境的和谐。
2.3.2 KSI住宅的开发技术
KSI住宅是机构型SI住宅的简称, 英文名称KSI----Kikou Skeleton and Infill Housing。
KSI住宅是由都市再生机构在充分继承日本住宅公团时期的成果的基础上开发出来的, 其技术要素已在1998年建成的实验楼中得以验证, 还包括如可变地板、同层排水方式等Infill相关技术 (表3) 。
参考资料:都市再生机构《K S I----K i k o uSkeleton and Infill Housing》)
KSI住宅采用的主要技术有:
——先铺地板后立墙的方式;
——铺设型地板;
——地板下配线管道, 保证约300mm高空间;
——地板下配线, 电线不埋在楼板里;
——胶带线槽施工法, 电线不埋在楼板里;
——共用排水管:设置在住户外;
——排水接头:实现放坡只有1/100的排水
参考资料:都市再生机构《KSI----Kikou Skeleton and Infill Housing》)
2.3.3百年住宅建设系统 (CHS)
百年住宅建设系统 (CHS, Century Housing System的缩写) 是原日本建设省 (现为国土交通省) 于1980年作为“提高居住功能开发项目”的一个重要环节而提出并致力开发的。
百年住宅建设系统 (CHS) 是为了实现可持续地提供舒适居住生活的住宅而建立的, 包括设计、生产、维护管理等全过程在内的思想体系, 通过确保物理的耐久性和功能的耐久性, 从而实现“无论何时都能享受到舒适优质的居住生活”, 同时也如Century (世纪) 所表达的意思一样, 将可持续约100年的长期使用定为设想目标。除了要求设计、结构及使用材料实现长寿化以外, 还要求对维护管理进行计划, 确实建立从设计、生产、供应到售后服务的一条龙体制。
1988年“财团法人优良生活” (Better living) 制定了《百年住宅建设系统认定基准》, 开始进行“百年住宅建设系统认定事业”, 并一直持续至今。但它并不是法律制度, 因而未对认定样式和要求进行详细规定。它主要是接受住宅开发企业的认定申请, 根据认定基准对住宅开发企业提出的住宅商品和设计系统进行整理并提出创新建议, 然后通过认定。百年住宅建设系统认定分为单户型住宅认定、集合住宅认定、特定户型和样式的“个别供应型”住宅认定, 以及不限地方、户型、样式可以灵活地、持续地“系统供应型”住宅认定等类型。
在《百年住宅建设系统认定基准》中, 对百年住宅的定义是“可持续地提供舒适的居住生活, 而且居住者可以通过自身的维护和更新有效性进行再利用的住宅”。
《百年住宅建设系统认定基准》主要由以下六个要点组成:
——可变性原则:可对房间的大小及户型布置进行调整更换。将住宅的居住领域与厨、厕、浴的用水区域分开, 通过提高居住区域的可变自由度, 居住者可以根据自己的爱好和生活方式进行空间分隔, 也可配合高龄化带来的生活方式的变化进行变更, 让住宅具有长期的适应性。
——连接原则:在不损伤住宅本体的前提下更换部品。将构成住宅的各种构件和部品等按耐用年限不同进行分类, 设计上应考虑好更换耐用年限短的部品时, 不让墙和楼板等耐用年限长的构件受到损伤, 以此决定安装方法和采取方便修理的措施。
——独立、分离原则:预留单独的配管和配线空间。不把管线埋入结构体内, 从而方便检查、更换和追加新的设备。
——耐久性原则:提高材料和结构的耐久性能。基础和结构应结实牢固, 具有良好的耐久性, 为提高其耐久性, 可采取加大混凝土厚度, 以涂装或装修加以保护, 对木结构应采取防湿、防腐、防蚁处理等措施。
——保养、检查原则:建立有计划的维护管理的支援体制。应建立长期修缮计划和确实实行管理、售后服务及有保证的维护管理体制。
——环保原则:要考虑环保因素。应考虑好节能, 积极选用可循环再利用的部品和建材, 抑制室内空气污染物质, 做好环保计划。
百年住宅建设系统的上述原则, 在明确住宅的必要性能和促进住宅长寿化方面起到了非常重要的先导作用。尽管自2000年开始实行了新的住宅性能表示制度后, 百年住宅制度本身的价值有所降低, 但它的上述类似原则已经以法律形式在新的住宅性能表示制度中固定下来, 成为指导日本百年住宅建设的重要原则。
其中, 部品群划分和连接原则是百年住宅建设系统独有的思想和最大特征。
部品群划分的标准有:
——位置与空间上归纳为一体;
——使用上或移动安置上归纳为单元;
——按耐用年限不同划分;
——按拆除后的再循环利用的可能性划分;
——与居住时所有形态的区分等结合起来划分;
——按施工组织、生产组织、流通组织进行划分。
对划分出来的部品群进行耐用性能 (物理耐久性、机能耐久性、社会耐久性等综合指标) 设定, 分为5种类型:
04型:预计有3~6年的耐用性;
08型:预计有6~12年的耐用性;
15型:预计有15~25年的耐用性;
30型:预计有25~50年的耐用性;
60型:预计有50~100年的耐用性。
根据耐用性年限, 对于部品群的连接与构造方式进行设计, 将耐用年限长的部品群定为“优先”, 将耐用年限短的定为“滞后”, 必须采用维修更换时不能让优先的一方受损的连接方式和构成方法。
2.3.4住宅性能表示制度
2000年, 依据《品确法》制定了详细的住宅性能表示基准制度, 进行10个区分和32个事项的性能表示, 为人们提供了客观的依据。其中与住宅长寿化有直接关系的表示事项有“耐久性方面”的1个事项及“维护管理及更新便利性方面”的4个事项。
2.4建筑工业化技术集成发展
日本建筑工业化技术很多, 且呈现集成化发展趋势。包括有:节能门窗技术、地板采暖技术、外墙保温隔热技术、太阳能和浅层地能等可再生能源技术、室内新风置换和空调技术、装修装饰及厨卫成套技术、垃圾处理技术、中水回用和雨水利用等节水技术、智能化家居技术以及建筑遮阳技术等。
集成技术还包括恒温恒湿技术、管线分离的技术、新风换气技术、干式地板采暖技术以及外墙内保温技术等。
2.5日本建筑工业化的最新技术和最新进展——隔震与减震
比之建筑物的性能和品质而言, 建筑在防震和防灾时的安全性是第一位的, 日本是一个地震多发的国家, 其对抗震的防范技术一直是人们关注的焦点。
1995年兵库县南部地震 (贩神大地震) 之后, 日本对建筑物的抗震性能有了更高的要求。法律上规定最低标准和最低要求是:“保护人身安全”;第二水平要求是“保护财产”;第三水平要求是“维持功能”。最高水平的要求是“保护地域的安全”。在此背景下, 隔震与减震结构得到很快普及, 从单户住宅到超高层集合住宅都得到广泛应用, 隔震与减震装置的种类也不断增加。
2.5.1隔震结构
隔震结构, 日文叫作“免震结构”, 是指在建筑物的下部设置既能自由地水平移动又能保持支撑建筑物重量的能力的隔震层。
隔震支撑体与阻尼器。隔震支撑体以叠层橡胶垫为主流, 其他的还有滑动型支撑、轨道性支撑和适合于小型住宅用的钢球型支撑。地震时, 地面的震动在这一层被隔减, 较少传到建筑物的上层, 建筑物与地面的相对位移也集中在隔震层上。因此, 往往在这之间装上阻尼器, 如油泵型、钢制型、铅芯型等, 能非常有效地吸收地震能量, 避免过大的变形和在地震后尽快停止振动。
隔震周期:在不考虑阻尼器作用的情况下的固有周期称为隔震周期。隔震周期越长, 作用于建筑物上部结构的水平力和加速度就越小, 建筑物就越安全。初期的隔震结构的隔震周期只有2秒, 现在已经出现了超过4秒的隔震建筑物。在日本, 隔震结构实际应用开始于20世纪80年代, 1983年建成第一栋单户式的隔震住宅, 用于近10年的研究。1995年阪神大地震时, 位于兵库县三田市的名为“WEST大楼”的隔震建筑物的隔震层记录了13cm的位移, 证明了隔震结构的有效性, 之后, 隔震结构得以普及。1998年开始应用于近百米的超高层住宅。目前日本已建成大小隔震楼宇1700多栋, 单户住宅3000多栋。同时, 隔震结构还被应用于对现存建筑特别是对历史建筑物和有名古建筑的抗震改造。
2.5.2减震结构
减震结构, 日文叫作“制振结构”, 是指在建筑物里装设阻尼器, 目的是控制振动, 控制的对象不单是地震, 还包括强风等对建筑物带来的振动。
在集合住宅中, 减震结构主要是为了吸收地震的能量, 减少结构体的损伤。比起隔震结构而言, 减震结构相对工艺简单, 成本低, 在日本得到相当的普及。用于减震结构的阻尼器种类繁多, 有用于小规模建筑的黏性体阻尼器、摩擦阻尼器等;用于比较大型建筑物的低屈服点钢制阻尼器和非拘束斜杆阻尼器等。在集合住宅中, 阻尼器位置一般置于公共空间, 当它本身受损时方便更换。
2.5.3抗震鉴定与抗震加固
在日本, 被称为“耐震诊断”、“耐震补强”或“耐震改修”。1970年日本修改了《建筑基准法》, 吸取了十胜冲地震时钢筋混凝土柱剪切破坏的教训, 把箍筋间隔从30cm加密到10cm以内。1977年制定了《耐震诊断基准》和《耐震改修指针》, 1981年又制定了新抗震基准, 提高了建筑物的抗震设计标准, 同时对以前建筑物的抗震性能进行重新评价, 抗震性能=强度×延性, 未经鉴定和加固的旧建筑物被称为“既有不合格建筑”, 政府限制其改建和扩建。同时, 日本政府率先对公共建筑进行抗震鉴定和抗震加固, 并以补助、低息贷款等政策鼓励民间实施抗震加固。一时间, 对抗震性能不足的建筑物进行抗震鉴定和抗震加固成为当务之急。抗震加固方法一般有:以强度为主的加固方法:追加剪力墙或钢架;以延性为主的加固方法:追加阻尼器。
2.6建筑节能与建筑新能源发展
日本作为世界第二大经济体, 是世界上主要能源消耗大国之一, 其能源严重依赖进口。但是近年来日本节能技术的发展使得能源利用效率大幅提高, 新能源开发利用也出现了扭亏为盈的倍增趋势, 使日本经济抗风险能力大大增强, 大幅度降低了对传统能源的依赖, 日本已经在不知不觉中晋身为新能源大国的行列了。日本高度重视建筑领域的节能和建筑新能源的应用与发展。
2.6.1建筑节能
日本特别重视建筑节能。节约建筑能耗最重要的措施是合理改善外围护结构的热工性能, 采用高效保温的节能墙体, 积极采用太阳能。日本建设省颁布的建筑法规与相应规范对居住小区的节能工作进行了明确的规定。如, 在建筑物的保暖节能方面, 规范中对建筑物的围墙结构、分层厚度及选用保暖材料等均作出具体的规定。在采光方面, 也有许多具体的节电措施。
建筑节能应从建筑的全生命周期着眼, 评定一个建筑节能与否也要从其全生命周期的分析着眼, 不仅要关注建筑初期的一次性投资, 更应关注建筑的后期运营支出, 不但要满足用户的居住和公共活动需求, 也要关注房屋在使用过程中的耗能费用支出。另外, 还应考虑二氧化碳排放等外部环境成本的增加等。为此, 日本《建筑节能法》对建筑节能的补助规定了很多措施, 并从政府的角度提供低息集资或税率方面的优惠, 这样有利于建筑节能新技术能够尽快普及。在日本, 生态节能建筑技术和建筑新能源应用技术在建筑设计上被广泛采用。从国外建筑节能的发展轨迹来看, 已经历了从“节省能源消耗”到“提高能源利用效率”, 再到“绿色、生态和可持续发展”三个阶段的提升。而目前我国建筑节能还处于第一、第二阶段, 正在朝着绿色建筑和新能源建筑发展。
2.6.2建筑新能源
新能源建筑首先应该是节能建筑, 建筑本体和机电设备等均应采用节能新技术和新产品, 以达到国家最新的建筑节能标准, 在此基础上可考虑采用如浅层地能、太阳能、生物质能等新能源的应用。
在建筑节电方面, 日本居住小区中比较普遍地应用太阳能系统。它大多属于被动式太阳房系统, 通过屋顶吸阳板高效率地采集太阳能, 并通过自身的太阳能电池自动控制系统, 根据室内房间需要自动地向室内输入热 (冷) 风同时可以供应热水。居住小区的太阳能利用不仅可以节省电能, 同时也可以改善、保护和优化环境, 是一种新的绿色能源, 也是小区建设中符合可持续性发展的一个节能方向, 因此备受日本政府的重视、支持和鼓励。可以说, 太阳能已经成为日本新能源发展的必由之路。
经过多年发展, 太阳能在日本已相当普及, 很多家庭都购买了太阳能发电装置。从2000年起, 日本太阳能光伏发电、太阳能电池产量多年位居世界首位, 约占世界总体产量的半壁江山, 有力地推动了建筑太阳能的应用。日本通过大力推进利用太阳能发电的“新阳光计划”, 对新能源技术开发进行财政支援, 对新能源消费者实施“直补”政策。在日本, 一般家庭安装太阳能发电时, 政府出资进行补贴, 始于20世纪90年代的补贴政策在2005年告一段落后, 从2006年开始, 日本环境省又实施了新的“太阳作战”计划, 对家庭用户的太阳能发电设备以削减二氧化碳排放为目标, 通过发放补贴, 大规模而有系统地推动建筑太阳能发电产业。据有关资料统计, 到2003年底, 日本居民光伏屋顶系统总计安装88.7万千瓦, 日本政府计划到2010年总计安装482万千瓦。
同时, 日本建筑和居住小区还尽可能综合采用浅层地热能、潮汐能、海水热能、河水热能、生物质能等新能源, 以达到更高的节能效果, 有效改善居住环境, 建成更高品质的绿色建筑和生态居住小区。
2.6.3建筑新能源的综合应用与集成发展趋势
通过考察, 我们了解到, 日本还在建筑新能源的综合应用与集成发展上进行了有益的探索与实践。如, 日本著名建筑设计师小林利彦向我们介绍了由他主持设计的2010年上海世博会日本国家展馆的设计理念, 就是综合地、巧妙地应用太阳能、风能、空气动力原理以及材料性能的生态建筑的典范。
3日本建筑工业化的发展趋势和最新进展
3.1 200年 (寿命 (编者注) ) 住宅
3.1.1“200年住宅构想”的背景和由来
当今日本, 一方面, 少子女、高龄化、地球环境、废弃物等问题日益严重, 证明了20世纪拆旧建新的大量消费型社会的发展是行不通的。因此, 当务之急是向“建好的、经常维护保养、长期持续使用”的储存型社会转变。在这个进程中, 2006年日本制定了《居住生活基本法》, 彻底改变了原来追求“量”的住宅建设方针, 政策转向注重提高居住生活的“质”的方面。另一方面, 住宅市场上, 不断积累了有关住宅长寿化的技术, 人们开始转向关注住宅的资产价值。在这样的背景下, 日本2007年5月发表了“200年住宅构想”, 目的是形成超长期可持续循环利用的高品质住宅的社会资产。该构想是由自由民主党 (日本当时的执政党) 政务调查会住宅土地调查会总结提出的, 以时任会长的福田康夫名义发表的。之后9个月, 福田康夫出任了内阁总理大臣, 在其就职演说中, 他提出了把建设“200年住宅”作为实现可持续发展社会具体政策的第一步来付诸实施。从此, “200年住宅”作为日本的一项重要的国家政策, 开始了一系列的具体实施措施。
3.1.2“200年住宅构想”的概要 (图1)
“200年”是住宅长寿命化的一个象征性概念, 并不是指具体的耐用年数。“200年住宅构想”并不是单纯地建设耐用型住宅的硬技术, 除了包括有利于超长期维护管理在内的建设系统以外, 同时还需建立切实可行的维护管理系统, 对既有住宅的正确评价方法和使其在市场顺畅流通的系统、适合200年住宅的金融系统、适合200年住宅的包括社会基础设施和街区在内的整顿等等。由此可见, 它是很多的个别系统组成的一元化系统。另外, 为了建立这些系统, 还必须宣传向储存型社会转变的重要性和200年住宅的意义, 以此提高国民意识, 并培养实施人才, 建立市场和商业模式。
提出200年住宅构想, 其意义非同凡响, 既减轻住宅建设、购入、维护管理的国民负担, 又减少产业废弃物和二氧化碳的排放量, 同时还纠正了过于偏重土地的不恰当的国家财政结构, 符合建设节约型社会的可持续发展要求。
3.1.3 200年住宅的具体要素要求:
——把结构 (Skeleton) 体与室内装修和设备 (Infill) 分离, 在确保结构的耐久性和抗震性的同时, 提高室内装修和设备的可变性;
——确保易于进行维护管理;
——具有能够沿用到下一世代的品质 (节能性能、无障碍性能等) ;
——实行有计划的维护管理 (检查、修理、更换等) ;
——考虑与周边街区的协调性。3.1.4“200年住宅构想”建议
“200年住宅构想”中提出了12条建议, 涵盖了住宅制度一系列内容 (表4) 。
3.2长期优良住宅认定制度
为普及200年住宅, 日本于2008年11月制定了《促进长期优良住宅普及的法律》, 于2009年正式实施。该法律的中心思想是:由地方自治体对“长期优良住宅”进行审查和认定, 施行促进普及的支持措施和实行优惠税制。国家制定“基本方针”, 明确国家、自治体、企业等为促进长期优良住宅的普及, 在财政和金融等方面应承担的义务。认定手续是由房主或住宅供应商作好“长期优良住宅建筑计划”后, 向自治体申请认定。尽管详细的认定标准尚在制定之中, 但可预期, 由于修改了税制, 诸如房产登记税、不动产所得税、固定资产税等都将有较大幅度减免。
虽然“200年住宅”和“超长期住宅”是一个广泛的概念, 包含了对未来的展望等, 但“长期优良住宅”则是将法律应用到实际制度上的术语, 且将维护保养期暂定在30年以上。
“长期优良住宅”的具体要点有:
(1) 结构的安全性 (防腐蚀、防腐朽、防磨损、抗震安全性) ;
(2) 容易适应住宅利用状况的变化;
(3) 品质和性能 (高龄人使用的方便性、能源的效率等) 。
3.3住宅和建筑的再生
住宅的再生是住宅的可持续发展的另一个重要方面。日本集合住宅的再生也是受到欧美住宅再生的启发而逐步得以推广。近年来日本住宅再生的方式有:修理、住户内全面改造、加固、增加面积、改造外部环境、土地利用变更 (改建、重建) 、住户内部分改造、改变住户划分、改造和扩充公用空间、外装翻新、用途变更等。
进入21世纪以来, 在日本, 非住宅建筑的用途变更也比较流行, 再生的对象不局限于旧住宅, 剩余的积压的办公楼、仓库、甚至旧厂房等也可作为进行集合住宅再生的方式。
日本循环社会法规体系中的《建筑循环利用法》对建筑再生和资源循环利用作出规定, 新建建筑或住宅时就应考虑该建筑未来的再生或拆迁时该建筑资源的可循环利用, 改建房屋时有义务循环利用所有建筑材料。用于建筑再生的材料, 包括了木材、水泥、沥青和其他钢筋材料等几个主要部分, 日本由此发明了世界先进的混凝土再利用技术。
日本九州工业大学信息介绍 篇5
学校简介
九州工业大学，英文名城：KyushuInstituteofTechnology。是于19建立，1949年开设大学教育的日本国立大学。大学的简称为九工大。九州工业大学的教育体系入选了多项日本教育支援项目。学校不断努力提高教育研究的高度化，目标是今后成为知识与文化的信息发布中心以及培养国际化的机电土建技术人员。
学科设置
九州工业大学设有工学院（机械智能工学、建设社会工学、电气电子工学、应用化学、原料工学、综合系统工学）、信息工学部（智能信息工学、电子信息工学、系统创成信息工学、机械信息工学、生命信息工学），研究生院设有工学府（机械智能工学、建设社会工学、电气电子工学、物质工学、先端机能系统工学）、信息工学府（信息科学、信息系统、信息创成工学）、生命体工学研究科（生体机能、大脑信息）。
学校特色
学校不单纯是传授技术知识，而且应是修炼如何做人的场所，即确定了培养擅长技术的`士君子这一指导思想。九十余年来，学校经历了官立明治专业学校、明治工业专业学校，直至今日，学校创立之精神脉脉相传。就这样，私立明治专业学校创立至今，向社会输送了89届共计3万6千余名毕业生，分布在全国各地的这批合格人才正为日本工业的发展做出应有的贡献，并以传统的做人理念和踏实肯干的精神，受到产（企）业界的高度评价。
历史沿革
明治40年（19），为提高日本工业教育水平和加快九州工业地区的发展，由安川敬一郎和松平健次郎二人捐献巨额个人财产，成立了私立明治专业学校，并获批准，昭和24年（1949年）5月31日，根据国家第150号国立学校设立法，成立了包括明治工业专业学校在内的九州工业大学。
工学府
机械智能工学（机械工学、宇宙工学、智能控制工学）、建设社会工学（建筑学、地域环境设计、都市再生设计）、电气电子工学（系统电子工学、电气能源、电子装置）、物质工学（应用化学、材料工学）、尖端机能系统创成工学
信息工学研究科
信息科学（智能信息工学、系统创成信息工学）、信息系统、信息创成工学
生命体工学研究科