日本节能装配建筑产业化发展趋势（中）

王庄林

5.日本节能装配建筑产品技术动向

近30年来节能装配建筑产品技术在欧美等国家（地区）逐步发展起来，后在日本得到了进一步的研究和开发，设计制造、装配和施工技术日趋成熟。同时在《节约能源法》、《住宅节能标准》等法律法规多次修正发展中，日本节能装配建筑产品技术不仅改变了传统住宅的结构模式，而且以节能标准化设计生产的建筑装配部构件几乎完全替代了砖、混凝土、石材、木材，真正实现了节能标准化设计、工厂系列化生产、快速机械化施工，从而大大降低了施工现场的劳动强度，缩短了施工工期，这种方式已在国际处于领先地位。

现在日本，不同结构形式节能装配建筑所占比例：木结构12～15%，PC装配结构24%～30%，轻钢结构56%。其中高层节能装配住宅的市场占有率为58.40%，若是有85%的装配住宅不同程度地采用了PC装配构件，那么采用PC装配结构技术的装配住宅，市场总体占有比率接近40%以上；在住宅标准化方面，日本各类装配部构件（构配件、制品设备）工业化、社会化生产的产品标准已十分齐全，占标准总数的95%以上；在建筑节能方面，日本新建的建筑物中80%以上是节能化的；而内装100%是工业化生产+现场干作业方式。近年来，日本节能装配建筑界正在发掘与推行的节能产品与装配技术主要有：

5.1木结构节能装配技术

日本1990年提出发展3R型社会的基本方针，旨在通过节省资源（Reduce）、废旧产品再使用（Reuse）、废弃物再资源化（Recycle），实现资源的循环利用，其中在木結构建筑领域已经取得了很大的进展，积累了很多成功的经验。特别是2003年在《循环型社会推进基本计划》中确定了木结构建筑业的主要节能规范：①抑制木结构建筑废弃物的产生、减少木结构建筑用料和能源消耗；②促进木结构建筑产品的再使用和废弃物的再资源化；③企业要努力生产环保型、能够长期使用的木结构建筑产品。国土交通省公布的“2015年度木结构建筑副产物实态调查”显示，2015年度木结构建筑废弃木材比1998年减少了75%，建筑废弃木材的再资源化率为68%，2016年再资源化目标为80%；2020年再资源化目标为98%。

现在日本，木结构建筑的节能装配技术工法主要有：

（1）木造轴组工法。该制法是日本传统的装配制造工法，多被大工工务店类的中小型建设企业所采用，是民间建筑应用最广泛的住宅施工方式。一般情况下，大工工务店的木制住宅现场由工务店的负责人统一指挥。住宅的木制主体结构多由本工务店的技术工人承担施工，屋顶、装饰等工程则由外部的工人承担。采用该工法的节能装配效率与住宅数量难以统计，原因是按照日本的法律规定，较小的建设工程（工程造价低于1500万日元，约90万元人民币）无需取得建设业许可证，是可以不用办手续的。

（2）2×4工法。这是日本传统工法和美国标准化的结合，以2in×4in的木材为骨材，结合墙面、地面、天井面等面形部件作为房屋的主体框架进行房屋装配建造方法。该工法较传统的轴线工法有更高的施工效率，且不需要技术较高的熟练工，适合中小企业进行房屋建造。1988年日本采用该工法新建住宅数量为全部新建住宅的2.5%，节能装配效率达到45%。此后持续稳步增长，2003年新建住宅数量达到5.2%，节能装配效率达到56%；2015年新建住宅数量达到7%，节能装配效率达到67%。

（3）Pre-fabricated工法。它是大型住宅建设企业以工厂预制构造的主要施工方法。该工法是将住宅的主要部位构件，如墙壁、柱、楼板、天井、楼梯等，在工厂成批生产，现场组装。其节能标准化、工厂生产化与施工装配化效率较高。2003年日本采用该工法新建住宅数量为全部新建住宅的2.5%，节能装配效率达到45%。此后持续稳步增长，2003年新建住宅数量达到11.5%，节能装配效率达到75%；2015年新建住宅数量达到13.7%，节能装配效率达到75%。

5.2 PC结构装配节能技术

日本制定的《节约能源法》与《住宅节能标准》等法规，经过多次修改后，2006年又追加了与PC结构等装配建筑设备有关项目的节能标准。要求PC结构建筑应从设计阶段就综合考虑标准化、装配化和集约化理念，引导叠合楼板、内外墙板、楼梯板、阳台板等预制构配件的系列化开发、规模化生产，促进PC装配式建筑的建造工期缩短、成本降低以及运营管理效率提高，确保节能减排综合效益。

日本自1956年开发了壁式预制装配的2层住宅后，其结构装配技术逐步发展，至今形成了多种完善的PC结构装配节能技术，不同的结构装配对应不同节能建筑的施工方法，不同的施工方法又相应不同结构体系的节能设计方法，即形成了不同节能装配的结构技术体系，在节能装配建筑产业化方面走在世界的前列。目前日本建筑界采用的PC结构装配节能技术体系主要有：

（1）W-PC工法技术体系。该工法于1965年由日本住宅公团首创在千叶县建设了4层住宅楼。同年，日本建筑学会编写了《壁式钢筋混凝土预制结构设计及解说》以及《JASS10混凝土预制结构工程》。1970年SPH（住宅标准设计）的开发与1971年日本建筑中心《壁式钢筋混凝土预制结构5层公共住宅设计指南及解说》的出版使W-PC工法形成了具体化技术体系，开始广泛地应用于实际建设，并成为日本经济高速增长时期住宅大规模建设的主要工法。到目前为止，W-PC工法仍然是日本5层以下公共住宅的代表性技术体系。

技术特点：其工法技术是将预制的构件在现场吊装连接形成整体结构，因此在设计时需要将W-PC结构分割并预制。其结构主要有三种预制构件：①剪力墙板：连接正交剪力墙的大型钢筋混凝土预制板；②楼面板、屋顶板：连接平行剪力墙的钢筋混凝土预制板；③楼梯板：连接平行剪力墙的钢筋混凝土预制楼梯平台板及连接楼梯平台之间的钢筋混凝土预制板。

节能装配优势：该技术的节能装配优势主要有：①将外墙或隔墙作为剪力墙来使用，既合理又经济；②柱或梁不暴露在室内，能够有效利用居住空间；③预制率越高，越能大幅度缩短工期；④施工器具、外部装饰、各种配管等可以事先准备，可以节约现场工作量，弥补技工数量不足的问题；⑤通过减少噪声、振动、粉尘等施工公害和废弃物，大幅度削减木模板的使用量，有利于保护环境。endprint

（2）WR-PC工法技术体系。1988年由日本住宅公团首次采用WR-PC工法在日本多摩新城建造了两栋11层的装配住宅。此后，住宅都市配备公团、九段建筑研究所及预制建筑协会众多资深专家共同进行研究开发，依据实际工程的设计与施工编写了《高层壁式框架钢筋混凝土预制设计、施工指南》，形成了具体化技术体系。现在，这种工法已成为15层以下的高层集体住宅楼的主要结构技术体系之一。

技术特点：其工法技术是将用于高层装配建筑的壁式框架钢筋混凝土进行预制。其主要钢筋混凝土预制构件有：①壁柱：楼板上端与梁下端之间的扁平矩形钢筋混凝土预制构件；②梁：使相邻壁柱之间的楼板钢筋向外突出的钢筋混凝土半预制构件；③剪力墙板：没有梁的上下层楼板之间的大型钢筋混凝土预制构件；④楼面板：不使用次梁的、大型叠合楼板用钢筋混凝土半预制板。除此之外，外廊、阳台等的悬臂构件、楼梯、填充墙等构件也可以进行预制。其接合部主要有预制柱的水平连接、预制剪力墙的水平连接、半预制梁的叠合面、预制柱与预制剪力墙的竖向连接、半预制梁的竖向连接。

节能装配优势：该技术的节能装配优势主要有：①与壁式构造相同，分户墙没有设置梁，能够有效利用居住空间；②扁平壁柱上面留有设备备用孔，业主可以比较自由地利用自己的房间；③可以缩短工期，有利用环境保护，可以节约劳动力，结构主体质量高、寿命长。

⑶R-PC工法技术体系。1990年日本都市住宅配备公团首次采用高层R-PC工法。1993年日本与美国联合研究的“预制抗震结构系统（PRESSS）”对R-PC工法實施了专向开发，对其包含钢筋混凝土预制构件的钢筋混凝土建筑的设计外力、结构计划、结构分析、构件及接合部设计的相关技术资料进行了汇总，并制定了指南及手册，确立了现在的钢筋混凝土预制化工法，形成了具体化技术体系。

技术特点：其工法技术是将现浇的PC钢筋框架进行预制，与WR-PC工法相比，在建造计划和构造计划上受到的制约较小。考虑施工可行性，设计时需要考虑接合部钢筋的位置、断面尺寸和施工顺序等。混凝土预制构件的接合部设计除了要保证结构的性能外，还需要充分考虑施工可行性。其接合部主要有柱端的水平接合部、梁端的竖向接合部、预制墙的水平接合部、预制墙的竖向接合部、楼板端部的竖向接合部、楼板的水平接合面、小梁端部的竖向接合部。

节能装配优势：该技术的节能装配优势主要有：①其外廊、阳台等的悬臂构件、楼梯、填充墙等构件可以与WR-PC一样进行预制。R-PC结构接合部在设计时要求必须确保预制构件接合部具有与现浇混凝土相同的结构性能、耐久性和功能性，②在出现暴风与发生旱遇地震时，其预制构件接合部不会产生滑脱或较大的残留裂缝；③在发生高烈度地震时允许预制墙的竖向接合部和水平接合部发生滑脱，但建筑不倒塌。

⑷SR-PC工法技术体系。上世纪70年代，日本住宅公团首创将型钢与钢筋混凝土结构的柱、梁、剪力墙等进行预制的H-PC工法，并开始大量用于建设高层住宅，形成了具体化技术体系，并迅速在日本普及。H-PC工法是指在柱或梁上使用H型钢的钢筋混凝土预制化工法，需要根据结构或施工条件选择最合适的预制构件组合。该工法在日本广泛用于11～15层的高层住宅，但近年来也常用于大跨度、不规则建筑及超高层建筑。

技术特点：SR-PC结构主要有内含H型钢的梁、剪力墙与半预制钢筋混凝土叠合楼板三种预制构件。其钢构件一般通过焊接或高强螺栓进行连接，钢筋通过接头连接；预制柱与预制梁的接合部可以设在层高的中部或者梁跨的中部。其接合部主要有柱端水平接合部、预制梁端竖向接合部、预制墙-预制墙竖向接合部、预制墙-预制柱接合部、叠合板的水平叠合面、叠合板-叠合板水平接合部等。

节能装配优势：该技术的节能装配优势主要有在型钢混凝土结构中埋置型钢与空腹式钢框架，可以在工厂提前预制，提高了施工进度；钢预制型钢混凝土构件中的型钢与混凝土共同承担荷载，可以在施工时作为承受骨架，承受模板和其他施工荷载，因而极大的便利施工；梁和柱可以做成“十”字形、“艹”字形等整体构件，在梁和柱的跨中央附近用高强螺栓将型钢连接起来，可以降低梁柱节点连接的施工难度；型钢混凝土结构制作较为简便，具有承载力高、抗震性能好等特点，适用于抗震设防区。

5.3钢结构装配节能技术

装配式钢结构具有许多安全装配与节能优势：①钢材强度高、自重轻、刚度大，且匀质性和韧性好，有稳定承载力并承受较大变形；②相比混凝土这种脆性材料，钢结构具有更好的抗震能力；③作为装配式部构件，钢材料适于工厂化制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求；④与混凝土结构建筑相比，钢结构建筑更容易实现设计的标准化与系列化、构配件生产的工厂化、现场施工的装配化、完整建筑产品供应的社会化。⑤钢结构工厂制作质量可靠，尺寸精确，安装方便，易与相关部品配合。⑥钢结构具有生态环保的优点，改建和拆迁容易，材料的回收和再生利用率高，节能与环保效益可达70%；⑦采用装配化施工的钢结构建筑，占用的施工现场少，施工噪音小，可减少建造过程中产生的建筑垃圾50%以上，被誉为“绿色节能建筑”。日本在住宅与建筑方面，出于装配安全和结构节能的考虑，选择钢结构的比列较高。现在日本，常用的建筑结构体系为6层以下的低层建筑采用纯钢结构；6～16层采用钢筋混凝土结构；16层以上的底部采用钢筋混凝土结构，上部采用纯钢结构的较多；超高层建筑则采用多层钢结构与多型钢混凝土梁柱结构。

由于装配式钢结构特殊的节能优势，从日本政府层面看，尽管政府对建筑结构没有明确的政策差异，但是十分重视钢构建筑节能和环保的实际效果，并于1981年颁发《新耐震设计法》，2001年、2007年两次修订《建筑基准法》，针对钢构建筑的节能效率与抗震性能等有非常明确的法律条款和强制性规范。《钢构造设计规准》补充条款，提高建筑的抗震标准。此外，成立于1955年的日本轻钢建筑协会，对日本钢结构建筑产业化的形成和发展起到了重大作用。该协会颁发有关钢结构节能装配的现行规范、规程就达几十部之多，如《钢构造设计规准》、《钢构造塑性设计指针》等。对于钢结构的装配节能技术和所有建筑材料以及新型材料，指定由专业节能装配组织评审检验后，再由政府签发通用许可；并要求每批材料的标准审定和批准文号都存档备案，同时对生产与建造企业实现全过程的监管和检验，保证合乎标准的材料才能运用到节能装配建筑中去。endprint

现在日本，钢结构装配住宅体系特点集中体现在其外墙体系上，而外墙体系的先进程度突出表现在使用了性能优越的钢骨架、墙板及相关构配件，但要想在建筑实际使用中真正发挥出高性能，墙板体系构造方案的优化组合是关键，各构件只有既“各司其职”又“密切配合”才实现最佳整合效果，达成墙体的整体高性能。目前日本建筑界采用的钢结构节能装配外墙技术体系主要有：

⑴H-SCBS/ECB技术体系。“H-SCBS/ECB技术体系”即H钢柱梁框架结构+挤压成形纤维水泥板体系，应用于上下柱错位重型钢框架。该体系由积水公司创用，其应用的H钢柱梁框架结构属于重型钢框架结构，采用“梁通柱断”的方案，柱高等同于层高，上下柱可错位。由于H钢断面开放，便于与其他构件连接，但因两轴方向的截面受力特性不同，对受压构件而言，强轴方向的屈曲抗力很高，而弱轴方向则较低，所以整个截面的屈曲强度仍然较低。此体系使用翼缘小于腹板的钢型，且将腹板方向与墙身平行，其外墙轴线都在柱的强轴方向上，这样可以减小墙体的厚度。这种钢框架结构的构件断面尺寸较大结构跨矩也大，这对灵活室内空间是有利的。

结构工艺：从“H-SCBS/ECB技术体系”的结构工艺分析，H钢柱梁框架的构件间距比较大，可以接近一开间跨度，而虽然外壁板的跨度尺寸可达5m，但工作宽度最大只能达到900mm，因此，板通过其四个角部连接件在上下式固定于梁的角钢托件上，这样板宽与柱跨尺寸没有直接连系，板跨可以等长于层高，板宽也可以尽量使用同种规格，有利于减少构件的类型使之更为经济。不过，当柱跨尺寸均匀时，ECB板也可以横向使用，用同样的构件固定于柱上，这样布板横缝多、竖缝少。通常小住宅的房间开间不均匀，而柱也尽量设在有隔墙的位置使柱跨难以采用统一尺寸，所以竖挂板应用得比较多。

构造功能：从构造层次的功能上分析，H钢柱梁框架结构与ECB板配合使用的一个重要原因是ECB板本身由于内部有机纤维的使用大大加强了其跨度方向的抗弯强度，因此可在既没有内部配钢筋，又无需在外部龙骨支撑下使用，只在四角处伸进垫块通过高强螺栓在板外固定一Z型连接件，用此连接件对板材进行固定即可满足安装强度的需要，实现大跨度的立面覆盖。

节能装配优势：此体系应用的ECB板（挤塑成形纤维水泥预制板）是以水泥、硅酸盐以及纤维质为主要原料，通过挤塑成形工艺并由高温高压蒸汽养护制成的中空板状制件，其表面硬度高，即使不加任何涂饰仍有一定的防水性。如果涂饰，则具有很高的耐用性，可在工厂里预涂聚氟乙烯树脂，可以达到20年的保证期。其主要特点：质轻高强，抗弯强度是混凝土的5倍，抗压强度是混凝土的2倍；而尺度大减少拼接缝；且耐候性、化学稳定性俱佳，具有使用寿命长与隔音性能好的效果。特别是连接方式采用了独特的Z型夹具与结构连接，连接件本身有一定的形变余地，在地震中能有效避免板材断裂或脱落现象的发生。“H-SCBS/ECB技术体系”在日本阪神地震中创造了“零脱落”的奇迹充分证明了其节能设计的有效性；而且其抗震性能好、经久耐用的住房与建筑避免了建设上的资源浪费；该技术在装配中减少了施工现场粉尘、噪音等对环境的污染，也可通过废弃物消减回收再利用，实现了建筑材料的循环利用。

⑵H-SBCCS/NTC技术体系。“H-SCBS/ECB技术体系”即H钢梁管柱组合框架结构+NTC板体系，应用于典型的抗震框架的组合钢结构墙体。该体系由松下公司创用，其方钢管柱各向等强，抗扭刚度大，承载能力高；钢管端头封闭后抗腐蚀性能好；外形规则且断面尺寸较小，组成的结构轻巧美观，即使直接露于室内，也不容易对人们造成伤害；此外方鋼截面小也很容易埋于墙体内，因而具有很好的建筑适用性。此体系中的抗震框架增加了额的结构强度，也可在地震的特殊情况下吸收弯形。

结构工艺：在方管上焊接出一截牛腿后可与H梁做高强度螺栓连接或焊接，但因为方钢是封闭型截面，无法采用高强度螺母/螺栓联接，诸如材质、热处理以及螺栓长度等都是方钢螺纹连接强度的死穴，所以就采用在内部加衬板，或是外部加衬板，乃至特意焊上一个辅助节点的办法来解决，甚至还想出了方钢柱节点处局部加厚和拉铆螺栓这样的点子。但是它永远少一半，即螺栓是高强度的，而螺母（拉铆处）不是高强度的，因而不能称之为高强度连接。

构造功能：方钢柱间距较大，装饰板只有约20mm的厚度，自身的刚度显然不够，所以要配合使用背衬龙骨，用钢量会有所上升。若将其与前述C型钢框架组合使用，较小的柱距为板提供了刚度保证，就可省去装饰龙骨，似乎更为理想。不过这种做法的外壁通气层可利用构造龙骨间的空间，墙身的总厚度可以相应减小，而前述ASLOC板虽然内部有贯通孔洞，但墙内水气因壁面阻挡无法进入，需另外留出通气的空间。

节能装配优势：方钢和H型钢组成的结构相比用钢量少，和圆钢管相比，梁柱连接构造比较简单，不产生空间相贯，便于加工。外墙装饰板材是以水泥、有机纤维为主要原料制成的陶制外墙装饰板材。其厚度小，重量轻，强度比较高，尺寸也比较大，施工便捷，且图案性能高，保公性好，不易变形。松下公司将H-SBCCS/NTC技术体系与城市规划战略相结合，正在日本神奈川县建立一个可容纳1000人居住的节能低碳城镇。

（3）H-SBS/ALC技术体系。“H-SBS/ALC技术体系”即H型钢梁结构+蒸压轻质混凝土板体系，应用于小断面C型钢钜形墙框架。该体系由积水公司创用，其钢框架的竖向受力是由对角线有斜拉钢筋的小C钢钜形墙框架承担，相邻的框架C型钢背对背，共同构成类似“束柱”的结构，竖向受力结构由多层钢框组成，H型钢梁在水平向连通，属“柱断梁通”的结构形式。采用的小断面H型钢组合束柱连节点较多，给制造和施工带来一定的复杂度，不过由于柱尺寸小不露于室内，空间完整性好，也使墙体的厚度较小。断面小传热量就会减小，“冷热桥”现象处理较容易，但其内由于斜拉筋限制了墙体的位置，加之结构构件密集，这又对室内空间的灵活分割有些不利。endprint

结构工艺：从“H-SBS/ALC技术体系”的结构工艺分析，此种外墙体系内部的钢框架结构与保温层在同一平面构造层上，由于C型钢框架断面小，结构厚度小于保温导线的厚度，其可以掩在保温层之内，较小的跨度很容易与外壁板的宽度相协调，可以“每跨一板”，外壁板自身的支撑框架通过一个金属卡件固定在框架柱上，采用了“柱上挂板”的方案。这种小柱挂的钢框架还可以减少次级受力结构——装修龙骨的使用权用，节约了钢材。

构造功能：从构造层次的功能上分析，外壁板由于采用加气混凝土基材实现了“外墙外保温”，配合钢柱间填充保温绵的做法共同达到优异的外墙保温性能。另一个明显特点是外墙板与结构层间有一空气间层，并且这里的空间从建筑的基础至屋顶连通，能够及时排出壁体内多余的湿气，不至于在壁体内聚集水分对使用寿命造成不利的影响。

节能装配优势：该体系采用的蒸压累质混凝土板采用干法施工，工种配备单纯，工期短，性能好；具有远小于传统的砖石混凝土的0.5～0.65g/cm3的密度，根本上减轻了建筑的重量；高温蒸气养护中材料内形成致密结晶体构造，干燥收缩率与热线膨胀率小，不易变形；耐火性好；0.4w/m·k的导热系数和0.27m2·k/w的热阻保证其极佳的保温隔热性能，达到同样的热工性能，较砖石材料显著减小墙体厚度，提高得房率；其隔音性能优越。为了保护地球环境，积水公司利用“H-SBS/ALC技术体系”建造的“零排碳住宅”在2008年北海道洞爷湖八国首脑峰会上展示，受到与会各国领导人的高度评价。

5.4 KSI节能装配技术

KSI中的“S”英文Skeleton的缩写，就是指住宅与建筑结构部分的骨架体与支撑体；“I”是英文Infill的缩写，指住宅里面的填充体，包括设备管线和内装修；“K”是指日本UR机构（都市再生机构）。1973年UR机构开始从“公团实验住宅项目（KEP）”开发节能装配技术，到2010年发展成为KSI节能装配技术体系。

（1）KSI体系要求：①支撑体系：固定在土地上的承重构件；共用设施管线；共用设备机器、竖向和水平交通道；外墙体系；共用玄关门、窗框。②填充体系：住戸内装；专用部分配管配线；专用部分设备机器；间隔墙（非承重墙）。

（2）KSI结构概要：①结构：纯刚性框架钢筋混凝土；②层高：1层3600mm、2层3000mm；③层数：2层（但在结构设计上设想为11层）；④地面面积：1层约260平米、2层约230平米；⑤其它：屋顶上可建独户感觉的房屋。

（3）KSI无障碍设计：日本KSI住宅设的无障碍设计主要有：①按需要安装扶手，比如卫生间，浴室，门庭处等；②室内不出现地面高低差，户门的入口，浴室入口；③室内门的开放方向，比如厕所的门要外开，或是推拉门；④卫生间门的有效开口750mm以上；⑤采用防滑地面材料，特别是门庭，浴室，厨房；⑥插座，开关的适当高度。

（4）KSI节能建材：日本KSI住宅建筑应用的新型节能建材有：①自主清洁：通过自然雨与日光就能把污垢去除，以节能技术保持清洁美观；②阻挡紫外线防止劣化：阻挡紫外线，防止内装的退色及劣化；③通过改装提高性能：提高不破坏建筑框架的简单安装功能；④防止结露而导致劣化的产生：只要贴在墙壁上，即可将室内的湿度控制到最适。

（5）KSI设计要点：①主要结构体具有百年耐久性；②没有小梁和承重墙的大型楼板；③公共管井设置在住栋公共空间内；④电器配线与结构主体分离。⑤上下层布局多样化；⑥住宅功能和规格灵活多变。

（6）KSI施工方式：①采用地面优先施工法；②采用地下配线槽方式；③带式电缆施工法；④采用排水总管施工法；⑤电线与结构体分离法。

（7）KSI节能功效：①房屋支撑体和填充体分离施工；②居者随时根据需要改变居住空间；③房间布局与装饰允免自由变更或更新；④单体建筑实现多元化的套型设计。

日本的KSI节能装配技术创造了可持续居住环境的最成熟体系，对于建设资源节约型、环境友好型社会等方面都具有重要意义。

5.5 NEXT21节能装配技术

为了探索与环境共生的可持续节能装配技术，日本引进了荷兰建筑师研究会“骨架与支撑体SI理论”发展的“支撑体和可分体SAR理论”，由日本国土交通省住宅局成立的环境共生住宅研究会（ESHRA）与日本建设环境/节能机构财团（IBEC）共同企划发展，以探索21世纪城市集合住宅模式为目标，于1993年由大阪株式会社于大阪市中心企划建成NEXT21实验住宅。

NEXT21住宅，又称为NEXT21可持续节能装配住宅体系，是为探索未来可持续装配住宅能源系统和住宅设备建设的一栋试验性环境共生型集合住宅。其中的建筑面积为1542m2，地下1层，地上6层，包括由安藤忠雄在内的共计13名建筑师分别设计的18个居住单元，以及配置在整个建筑物上的绿化面积约为1000m2。为实现建筑主体结构使用年限100年，住户内部装配可随时改造的目标，采用了主体和住户分离的SI装配建造方式。这样既保证结构的长期耐用，又能够对住户进行改造而又不伤害结构，同时也保证了装配住户设计的自由度。

NEXT21住宅建筑自1994年4月建成入住开始，至2012年结束了三个阶段15年的居住实验。

第一阶段（1994～1999年）《主题》：①节约能源；②地球环境；③舒适生活。

NEXT21住宅自1994年4月建成入住起到1999年结束，经历了第一个5年居住实验。该阶段植物环保：重视植被、野鸟等生态观察，实施了森林型土壤和土壤生物化；在厨余、垃圾处理方面，利用再生水，典型水质为BOD·SS2～3ppm，用水削减19%；在节能环保方面：利用一次能源下降27%，CO2排放下降25%，NOX排放下降74%。为此，1997年日本环境共生住宅研究会（ESHRA）开始改为“环境共生住宅推进协会（APES）”，會员约90 家；1999年APES创立了《环境共生住宅认定制度》，明确了NEXT21住宅的标准，规定只有满足相应节能环保条件的住宅才可以称为环境共生住宅。endprint

第二阶段（2000～2005年）《主题》：①全球环保；②人性化生活。

NEXT21住宅自2000年起到2005年结束，经历了第二个5年居住实验。该阶段增加住户内设备机器，实行24小时换气、灵活防水盘、遥控淋浴器等；在改造居住建筑方面，包括装配式外墙、厨房、卫生间，把原有一户改为2户，并装配可移动轻质隔墙与可移动收纳空间；在适应人性化生活方式方面，实行了21个生活方案和实际验证。在节能环保方面：利用一次能源下降30%，CO2排放下降72%，NOX排放下降87%。

第三阶段（2007～2012年）《主题》：①全球环保；②少子·老龄化社会。

NEXT21住宅自2007年起到2012年结束，经历了第三个5年居住实验。该阶段实施了深化环保的节能技术；天然气换成氢的转换器，把氢燃料电池共用在8个住宅，3～4层住宅共用热电冷联产设备，能源消费平均化、LED、用自然能源设备等。为适应少子老龄化社会的居住要求，设置了和社区连接设施，并在2层设置infill实验室。

NEXT21实验住宅从建设开始到今天，该住户设计以新的视角寻求21世纪的居住解决方案。但是从日本开展环境共生住宅的NEXT21节能装配技术普及运动的现状来看，总体上还处在普及的初期阶段。日本实施《环境共生住宅认定制度》以来，环境共生住宅的数量增长引人注目，1999年认定的环境共生住宅仅为113户，2004年认定数量为1903户，年认定数增加了10倍以上。自2007 年10 月日本出台《建筑物环境保护制度》，给予NEXT21实验住宅示范新、改扩建建筑新的动力。2014年日本全国住宅总数为5499万户，每年新建住宅数量约150万户，已经认定的环境共生住宅截至2014年底总共才5万多户，所占比例还没达到千分之一。但是从日本政府最近公布的《京都议定书目标达成计划》看，在截至2020年的温室气体减排计划中，对产业部门和包括住宅在内的民用部门都提出很高的要求。从这个角度看，日本环境共生NEXT21住宅的建设将获得更大的政府推力，预计其普及速度会逐步加快。

（未完待续）

译据日本杂志《工业学院》2016年12号、《财田产业》2017年第3期、《新产经发展》2017年4月号

原文作者：东京大学研究生院建筑信息研究系教授坂村健、爱知产业大学经营学部教授吉田修、横滨商科大学经济学部长伊藤穰教授

【文献标识码】C

【文章編号】1671-3362（2018）02-0032-06endprint