模块化建筑(PPVC)设计、生产、施工关键技术全流程图文解析.docxVIP

一、起源及发展

模块化建筑（PrefabricatedPrefinishedVolumetricConstruction，简称PPVC），是指将建筑分成若干空间模块，模块内的一切设备、管线、装修、固定家具均已做好，外立面装修也可以完成。将这些模块构件运至施工现场，就像“搭建积木”一样拼装在一起的建筑。是建筑工业化的高端产品，具备自身高度的完整性。

20世纪60年代的瑞士建成了最早的模块化建筑。

在1967年加拿大蒙特利尔市建成了一个由354个盒子构件组成的，其中包含了商店等公共设施在内的综合性居住体。

1967，Habitat67，byMosheSafdie1967，HiltonPalaciodelRioHotel1971，DisneyContemporaryResort1972日本中银舱体大楼

我国自1979年起，在青岛、南通、北京等地，陆续试建了几栋模块化房屋。目前，世界上已有三十多个国家修建了模块化建筑，使用范围也由低层发展到多层乃至高层，有的国家已建到15层或20层以上。

二、分类及组成

无骨架体系：适合低层、多层和小于等于18层的高层建筑。

一般采用混凝土浇筑而成，目前最常用采用整体浇成型的方法，可以使其刚度特别大。

混凝土模块单元无骨架混凝土模块-中银舱体大楼

骨架体系：空体框架、有平台框架、筒体结构等。

通常用钢、铝、木材、钢筋混凝土作为骨架，用轻型板材围合形成盒子，包括：钢龙骨、顶板、底板、外墙板、内墙板、室内装饰等部分。

骨架体系组成示意骨架体系模块-幕墙工程安装

两种体系相比较而言，骨架体系自重更轻，且可以做到的空间更大。

三、模块运输

由于运输的尺寸限制，单个模块宽度不宜大于3.4m，总高度（路面到模块顶部）不宜大于4.5m。

模块尺寸示意

四、建筑构造

墙体龙骨组成墙体构造

五、结构设计

结构分析时需要对结构进行整体三维受力分析，模块与模块相邻出是双柱，模块与模块之间的连接需要特殊定义，真实反应模块之间的连接关系以及相互影响。

PPVC三维整体受力分析

此外，需要特别考虑整体模块的抗连续倒塌设计。任意位置一根钢柱失效，其相邻的上部模块会能将内力充分布到相邻的模块单元。

端部模块失效后的内力重分布中部模块失效后的内力重分布

除考虑正常使用情况下的设计分析外，还需要考虑单元在工厂以及现场的吊装。吊点受力应均匀，并能承受考虑动力效应下的自重荷载，且要保证墙体在吊装时不开裂。

模块的现场吊装。顶部钢架的作用是将主缆分配成多处均匀的吊点作用在模块上

在关键连接节点位置需预留上人孔，方便技术人员对结构进行定期检查。

预留上人孔

模块之间相互连接节点

六、机电设计

包含了电气、防雷、供水、煤气、消防等多方面的内容。

管线布置示意模块之间管线连接示意模块之间防雷导体连接示意模块之间水管连接示意模块中卫生间的设计

卫生间是模块中极为复杂的一个部分，需要考虑的因素很多，例如：

卫生间的管道直径较大，需要考虑模块之间管道连接时的操作空间

考虑洁具的类型以及其洁具对空间的需求

运输过程中管道的保护措施，防止其移位及损坏

未来修复堵塞或泄漏的方法

七、生产及建造过程

无骨架模块（混凝土模块）：

钢筋绑扎机电管道预埋模板支护浇筑混凝土内装施工

骨架体系模块（钢结构模块）：

钢骨架焊接墙板制作墙板安装内装施工整体卫浴安装

运输至现场

现场吊装

现场吊装室内完成效果

八、优缺点

优点：

施工速度快，同大板建筑相比可缩短施工周期50~70%。

装配化程度高（装配程度可达85%以上），修建的大部分工作，包括水、暖、电、卫等设施安装和房屋装修都移到工厂完成，施工现场只余下构件吊装、节点处理，接通管线就能使用。

对环境污染极少

方便后期扩建

缺点：

模块化构件的预制工厂投资大

运输、安装需要大型设备

造价较高

单模块面积受限，建筑适用范围低

九、工程巡礼

南洋理工大学宿舍楼世界上最高的模块化建筑-461dean新加坡樟宜机场皇冠假日酒店Habitat67CITIZENM中银舱体大楼中银舱体大楼内饰HERIOT-WATTPARKVIEWHOUSE967，Habitat67，byMosheSafdie967，Habitat67，byMosheSafdie967，Habitat67，byMosheSafdie