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來源：互聯網

模塊化建筑是一種新興的建筑結構體系，該體系是以每個房間作為一個模塊單元，均在工廠中進行預制生產，完成后運輸至現場并通過可靠的連接方式組裝成為建筑整體。

20世紀50年代至70年代，模塊化建筑的理念初步發展，眾多建筑設計師采用模塊化概念。20世紀80年代至90年代，模塊化建筑的設計與應用展現出多樣化特性，歐美和日本等發達國家對模塊化建筑體系進行深入研究。21世紀至今，隨著模塊化技術和市場不斷成熟，其應用領域逐漸拓展到各行業各業。津巴布韋哈拉雷伊斯特蓋特中心的建筑師米克·皮爾斯（Mick Pearce）通過研究白蟻巢穴的"煙囪"和"隧道"結構，將仿生學原理應用于33.3萬平方英尺的建筑設計中，該建筑通過夜間吸收冷空氣冷卻樓板、白天排出熱量的方式，比傳統建筑節能90%。2022年10月16日，中國共產黨第二十次全國代表大會在京開幕。面對高質量中國式現代化建設的新征程，模塊化建筑技術作為一種高度集成、建造高效、綠色低碳、節能環保的建筑方式，推動我國建筑業高質量發展。

模塊化建筑體系不同于傳統建造業，模塊化建筑相較傳統建造方式，能夠縮短50%以上的施工工期，減少50%的現場垃圾，減少75%以上的碳排放，“是一種綠色、環保、可持續的建造方式”。

歷史沿革

日本

在20世紀50年代前后，日本就開始提出裝配式房屋的概念。第二次世界大戰之后，日本的住宅建設經歷了3個發展階段，在這3個發展階段中，住宅建設方式的裝配化和工業化也在逐步完善并不斷提高。日本建筑企業根據用戶的個性化需求，首先進行調研，而后根據調研結果進行定制，期間不斷調整其規模和產業結構。于是在全世界密切注視的可持續發展的環境下，日本提出了一百年和兩百年長生命周期住宅的目標并不斷朝著環保、節能和可持續發展方向前進。日本一直致力于技術的研究，形成了自己的一套預制裝配整體式結構建造工法并占據了優勢地位。日本和我國在結構理念上最大的區別是更多的應用框架結構，日本認為剪力墻相比框架而言抗震性能不明確，同時由于日本常年發生地震，因此為了保證其安全，日本在高層超高層中也是以框架結構居多。此外結合日本多地震的情況，研發了具有獨特的蓮根型pca工法，使節點的整體性更加好。

1972年黑川紀章與運輸集裝箱生產廠家合作，采用在工廠預制建筑部件并在現場組建的方法設計建造了中銀艙體大樓。作為服務中核的雙塔內藏有電梯、機械設備等，居住單元是批量生產的像”小豆”或”膠囊”似的方盒子，技術手段以及設計理念十分領先。近年來，隨著模塊化建筑的飛速發展，采用模塊化結構的膠囊旅館等更是大規模的應用。經過長期的研究和應用，日本鋼結構的裝配化住宅已經是主導地位，而鋼筋混凝土裝配化住宅所占比例較低，木結構裝配化住宅也逐漸向標準化的“二乘四”結構體系轉變，為了滿足市場需求，要不斷研究開發新型住宅，研究自己的專利產品，保證在裝配化住宅市場中所占的地位。

美國

20世紀80年代開始，在裝配式建筑的主體構件方面做到了通用化，與此同時整個市場也逐漸細分，各個部件都有完善的供應系統。其做出的成品建筑質量好，符合使用需求，生產速度快、工期短、成本低、利潤空間大。其中，美國應用最廣泛、最典型的是輕鋼龍骨鋼結構體系，其外觀與其他傳統建筑沒有區別。作為裝配化率最高的模塊化建筑，在美國也得到了大范圍的推廣普及。美國的模塊化建筑協會于1983年成立，該協會將模塊化建筑主要可分兩大類，即永久建筑和臨時建筑。模塊化建筑目前主要用于教育、醫療、應急、商業和工業等各種類型建筑物。美國已有一些模塊化建筑工程應用實例，目前主要用于低多層和高層建筑中。

歐洲

20世紀40年代開始，由于第二次世界大戰結束，為適應大量的住房需求，西歐各國選擇采取工業化大規模標準化的方式對住宅構配件進行大規模標準化生產，因此歐洲各國開始逐漸形成了標準化、通用化和系列化的構件和配件的生產供給系統。在此系統之后，為規范生產保證建筑質量和增加不同企業之間生產的產品的通用性，歐洲市場逐漸形成了一批完整標準的裝配式建筑體系。20世紀50年代到70年代，歐洲建筑市場由于未形成標準化的市場環境，各個企業和廠家也未協調溝通，因此各家生產的構件不能相互通用，導致如需采用不同廠家生產的構件需要增加很高的成本和時間。而后，各家企業和廠家為了適應當時建筑市場的需要，逐步推廣全行業制造可通用的構配件制品和設備。直至到20世紀80年代前后，法國已經形成了至少25種設計靈活、建筑形式多樣的可適用于裝配式建筑的體系英國模塊化和可動建筑協會早在1938年建立，該協會發展至今已經擁有138個會員，同時英國已有多個工程采用了模塊化建筑，主要用于學生公寓、住宅和辦公樓等類型建筑。

中國

2003年，廣東中集建筑制造有限公司便在業內率先開展模塊化建筑的研發和制造。2022年4月，在美國舉辦的世界模塊化建筑2022年度大會上，中企獲世界模塊化建筑2022年度住宅類獎項第一名。2022年5月，上海市首個零能耗永久性模塊化建筑“上海璀璨城市售樓部”預計2022年6月開放。同年6月，廣東省住房和城鄉建設廳批準《箱式鋼結構模塊化建筑技術規程》為廣東省地方標準，編號為DBJ/T15-243-2022。本標準自2023年1月1日起實施。

2023年1月，廣東中集集團用模塊化建筑向全球輸出‘中國建造’，目前在國外已完成100多個酒店和公寓項目建設”，要求各地結合實際學習借鑒。2023年2月，住建部發文推廣前海企業模塊化建筑創新經驗，中集“樂高式”模塊化建筑獲全國推廣，該經驗已獲各項專利160項，其中發明專利33項。同年11月15日，深圳市住房和建設局批準《混凝土模塊化建筑技術規程》為深圳市工程建設地方標準，編號為SJG130-2023，自2024年2月15日起實施。同日，深圳市住房和建設局批準《鋼結構模塊化建筑技術規程》為深圳市工程建設地方標準，編號為SJG129-2023，自2024年2月15日起實施。

2024年1月，廣州市住建局公布了2024年工作計劃，將推動全面實施裝配式建筑，試點建設模塊化建筑，探索像造汽車一樣造房子。

運用范圍

酒店公寓

隨著旅游業的飛速發展，酒店公寓建筑成為了近年來建筑領域的熱點，而模塊化建筑技術則在這一領域中得到了廣泛的應用。模塊化建筑制造過程高效，用更少的時間和資源構建更大的空間，提前投入使用，從而提高客房使用率，減少資金回收的壓力。例如，2018年，雄安市民服務中心凱驪酒店使用的模塊化建筑，僅用100天就完成安裝并交付。

居住住宅

模塊化建筑技術具有優越的隔音和抗震性能，在住宅領域的應用優勢越來越受到人們的重視。通常情況下，模塊化建筑能夠節省40%至60%的施工時間，有效減少建筑工期的同時，提高了工程速度，保障了工程質量。例如，2012年，鎮江新區港南路公共租賃房是全國首個采用模塊化建筑技術的高層住宅（18層），從設計到竣工只用了18個月，減少了建筑過程對空氣、土壤等環境的破壞。

學校教育

在學校教育領域中，模塊化建筑技術的應用也已經逐漸成為了一種趨勢。由于校園類建筑多為重復性的空間單元，如：教室單元、宿舍單元、實驗空間等，其室內空間和建筑立面都較容易實現標準化，模塊化建筑的，建造過程簡單、快捷，可以保障工期，做到按時交付。例如，北京市西城區學位應急保障工程使用綠色環保模塊化建筑技術，降低了施工風險和人力成本，對緩解學位需求以及健全學位保障體系具有重要意義。

辦公空間

隨著互聯網和數字化技術的發展，模塊化建筑技術成為構建辦公空間的新選擇。模塊化建筑能夠更加靈活地滿足各種不同需求，為企業節約成本，提高效率。例如，雄安市民服務中心企業臨時辦公區采用高標準化與設計多形態組合，如圖7所示。均采用4×12米的箱體，組合成各種建筑功能空間，全面實現建造高效與低碳制造。

體系特點

模塊化建筑可將傳統建筑安裝與裝修90%以上的工序轉移至工廠環境下完成，通過海陸多式聯運實現全球運輸，施工現場采用“樂高式”整體吊裝，最高可建30層樓永久性建筑，并實現建筑模塊可再分拆、重組、循環利用。該建筑體系與傳統建筑方式相比，該項技術可減少建筑垃圾90%以上，循環利用率達70%，碳排放量減少60%，建設周期縮短70%，是全球目前裝配率、循環利用率最高的綠色建造技術，是工業化成品建筑的最高表現形式。

箱式鋼結構集成模塊化建筑

箱式鋼結構集成模塊化建筑（以下簡稱“模塊建筑”）是指將民用建筑的功能空間分隔為具有特定功能的模塊單元，相關部品實現工業生產和模塊化組裝的一種新型建造方式。鋼結構模塊化集成組合建筑（Steel-MIC）技術是將建筑物的各功能房間先拆分成一個個模塊，每一個模塊（結構、安裝）在工廠進行生產、組裝、加工、裝修等，當送到工地現場時，每個模塊內基本達到裝修入住前的程度，解決了混凝土結構施工成本高、效率低等諸多傳統建筑存在的問題。箱式鋼結構集成模塊建筑是指采用工廠預制的箱式鋼結構集成模塊在施工現場組合而成的裝配式建筑，也可與框架、鋼框架支撐等抗側力體系共同組成裝配式建筑，裝配率能達到90%以上。

裝配式鋼結構集成模塊化建筑

裝配式鋼結構集成模塊化建筑體系通過單元組合建筑整體最高可達6層。這一體系具有以下特點：

1.符合國家當前大力推廣裝配式、發展鋼結構建筑的方針政策。

2.單位面積自重輕,約為傳統鋼混結構的1/3。

3.綠色環保,每個建筑模塊均可整體拆卸循環使用。

4.現場施工周期短,約為傳統建造方式的30%。

5.建筑模塊適合海運、公路聯運。

6.可以和任何建筑外墻材料連接,包括玻璃幕墻、鋁板和大理石等。

7.生產能力強,實現"在車間流水線上制造房子"目標。

8.建筑應用類型廣,可定制設計建造,廣泛應用于公寓、酒店、學生宿舍、商業辦公等永久性建筑。

參考資料

體系優勢

建筑全生命周期碳排放可分為隱含碳排放、運行碳排放，其中，建材生產、施工、維護、拆除、回收處置等過程產生的碳排放被稱為隱含碳；在建筑使用過程中因維持建筑內部環境或使用功能所需的設備運行等產出的碳排放被稱為運行碳。控制隱含碳排放是降低建筑碳排放的關鍵。由于模塊化建筑均在工廠內完成加工建造，現場無水作業，基本不產生額外的建筑垃圾，其綠色低碳優勢，不僅體現在建筑生產過程中，還體現在建筑使用過程中。

主要分類

模塊化建筑可分為兩大類，分為永久性模塊化建筑（PMC）和非永久性模塊化建筑（NPMC），兩種體系都在可控的工廠環境下預制功能性建筑單元。然后將獨立的“模塊”或“吊艙”運送到現場，吊裝到適合位置后進行接縫處理和內裝。

永久性模塊化建筑

永久性模塊化建筑（PMC）是指一旦建成，幾乎在任何形式上都類似于傳統房地產項目的永久性建筑。使用PMC工藝，模塊可以改造現有的建筑物，或者項目是圍繞模塊化建筑技術設計的，從一開始就成為交鑰匙解決方案。

非永久性模塊化建筑

非永久性模塊化建筑（NPMC）是指使用模塊化技術來創建可移動的建筑物和結構，例如移動教室，展示廳或臨時醫療診所。像PMC項目一樣，NPMC建筑物按照當地的建筑規范和規定建造，但可以根據需要進行重新安置和改造。

體系創新

中集樂高式

2023年2月，中華人民共和國住房和城鄉建設部印發《裝配式建筑發展可復制推廣經驗清單（第一批）》，總結提煉全國各地大力發展裝配式建筑中形成的有關政策引導、技術支撐、產業發展、能力提升、監督管理、創新發展等方面經驗做法，其中，前海區內企業中集集團“整體式鋼結構集成模塊建筑系統”經驗做法，獲住建部發文推廣。中集“樂高式”模塊化建筑經驗已獲各項專利160項，其中發明專利33項。同時，該項經驗獲英國、美國、挪威、新加坡、中國香港等國家和地區的準入資質，滿足全球范圍大多數國家和地區的永久性建筑標準，現累計為全球客戶提供約10萬個模塊、建筑面積近400萬平方米，代表性作品包括深圳前海深港創新中心、巴西南極科考站、非洲吉布提自貿區酒店等，還為2022年卡塔爾世界杯、聯合國維持和平部隊等提供了各類模塊化建筑產品。

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