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标题 美国装配式建筑产业发展趋势（下）
范文 王志成


四、美国装配建筑产品技术动向
美国装配式住宅与建筑经过近一世纪的发展，各生产厂家、专业顾问公司及大学的相关科系在美國住宅和城市发展部（HUD）、美国建筑管理局国际联合会（ICBO）、美国国家制造者联盟（NAHB）、美国土木工程师学会（ASCE）及预制与预应力混凝土协会（PCI）的长期领导下，主要采用PC类与轻钢类装配结构体系，其部品构件的生产预制与装配建设已经进入专业化设计和标准化、模块化、通用化生产建造阶段，建立了非常完善的产业化装配建筑及其产品技术体系。近年来，美国装配建筑界正在发掘并推行可持续环保与低碳节能的绿色装配技术：
1.ACSTC技术体系
ACSTC即“干连接装配混凝土结构技术”体系，这是由PCI牵头成功发展的具有预制特性的完整技术体系。该体系不受现浇混凝土结构设计理念的束缚，并且将预制产品的装配特性完全发挥出来，在市场上能以质量及造价上平衡的优势与其他建筑材料自由竞争，特别是在技术、安全及质量等方面已成为美国一个成熟的装配部构件产业。由于产业化装配建筑大量使用预应力及装饰外墙等预制产品的快速发展，干式连接预制产品更能达到建造商及建筑师的要求，近年来在美国建筑市场上成为更为灵活且耐久优异的新型装配建筑技术。最近正在美国加州施工中的高科技苹果公司的总部大厦主体结构就是采用了DCACS技术。该技术体系的关键技术、连接方法、设计原则有：
（1）ACSTC体系关键技术。预制混凝土结构是由许多单独生产的构件组成，由于需要在工地组装的特性，各个组件之间需要有适当的连接以支持建筑物的整体性及设计荷载。美国不论抗震要求的高低，干性连接为主要的方式来组合完成最后的结构体，先在每一个预制构件中预埋不同的连接件，然后在工地现场用螺栓、焊接等方式，按照设计要求完成建筑物整体结合的组装。这是国际较少运用但是走出“等同现浇”防震限制的关键技术。
（2）ACSTC体系连接技术。ACSTC的干连接件比他们连接的预制组件有更多的柔性，因为在外力下的变形往往集中在连接件上。一个成功的干性连接结构体更能完全反应出在受力时结构工程师的假设，而且具有比现浇结构更好的安全性。选择连接件的类型是预制结构设计的关键，在初期设计时就要按照他们预期的作用而定下它的类形。美国建筑管理局国际联合会（ICBO）的《国际建筑规范（IBC）》中对连接件有三种分类：①强性连接件（SC）：在设计中位于结构在反应外力时不需要屈服的位置，强连接不需要有韧性的要求。②韧性连接件（TC）：具有显著的变形能力，能在非弹性变形集中地带形成抗震系统的一部分。韧性连接在反循环荷载作用下形成稳定的滞后环（Hysteresis loops），在设计中确保屈服及循环应变硬化发生在连接处，可以用焊接，但要保证焊接及预埋件的强度要大过连接预埋件之间的连接件。无论如何，要有足够的应变能力，以维持在变形之下的抵抗力。③可变形连接件（DC）：在结构移动时变形而不产生阻力。例如预制梁与柱之间有橡胶垫片，能允许梁有小量的旋转，达到简支的要求。另外在与梁平行方向用螺栓连接来确保不会产生负弯矩及允许温度变化。同时也要在结构体有大变化时，构件本身不会因大位移而失去其他承载垂直力连接件的功能。
（3）ACSTC体系设计技术。该技术是在Connector（连接件）的设计技术中，必须重视优化系统连接外力反应、加载传送路径、加载压力偏心、加载容量以及标准化、耐久性和防火性等技术原则。另外需要考虑的是耐久性（防绣处理）、防火性、美观性，简单现场检验，现场快速施工达到连接件结构设计要求，减少起吊机挂钩时间等。
2.DBS技术体系
钢结构体系是美国装配建筑界的主流结构，但近年来在可持续发展背景下被赋予了新的意义——致力开发最符合可持续发展要求、能够在今后相当长的历史进程中展现其节能、环保、绿色优势的钢结构体系新技术。新型DBS技术体系是美国Dietrich公司研究开发的多层轻钢结构住宅体系（Dietrich Building System），该体系以SI理念为基础衍生而来。SI是美国哈布瑞根教授提出“Skeleton Infill”理论的缩写。区分SI理念与非SI理念的关键点在于除主体结构外的构件是否可以拆卸替换，而DBS技术可实现SI的美国多层轻钢住宅体系，该技术体系的专利技术与装配优势有：
（1）DBS体系专利技术。DBS体系拥有多项专利技术，一般采用美国住宅常用的空间尺度：开间4.88m，每层净高2.44m。墙体C型镀锌轻钢龙骨截面高100mm，间距610mm，龙骨根据荷载大小采用0.5～1.5mm镀锌钢板制成。墙面为固定在轻钢龙骨两侧的纸面石膏板，剪力墙需要加设一层镀锌钢板，并用自攻螺丝和轻钢龙骨固定。
（2）DBS体系楼板技术：在轻钢楼盖梁上铺20mm厚纤维水泥板形成承重结构，再在其上做各种地板面层。为了布置管线，墙体龙骨和楼盖梁均每隔一定距离开孔，开孔周边的变形处理保证了截面削弱处的局部稳定性，可使楼板开孔直径达截面高度的80%。墙体龙骨和楼盖梁间均填充玻璃棉，用以保温并可起到吸声隔音作用。
（3）DBS体系技术优势。采用DBS体系技术的多层轻钢结构住宅，经过ICBO、NAHB的权威测试，其优势有：①采用DBS系统建造轻钢结构住宅，在非地震区最高可建到12层；②DBS体系较混凝土结构体系施工进度快，易于水、电、汽等管线布置；③DBS体系结构自重轻，以某多层住宅为例，结构用镀锌轻钢构件为3lkg/m，结构自重161kg/m，由于节省材料故而也降低了造价；④DBS体系的墙体龙骨和楼盖梁间均填充玻璃棉，用以保温、吸声隔音、防火与抗震性能，并通过了美国权威的UL实验室检测认证；⑤利于循环经济的发展。例如在美国建造一座建筑面积（约合4645m）的旅馆，可使用168辆旧汽车所回收的钢材；⑥在DBS技术体系中，其装配优势有两大方面：一是在建筑全生命周期的不同阶段可进行平面及空间改造；二是在不损伤主体结构时更换设备或构件可实现住宅寿命的百年目标。
3.Conxtech技术体系
目前适用于低层建筑的钢结构体系是装配式钢结构建筑体系的主流，但适用于多高层的装配式结构较少。在美国的LSFB轻型钢框架建筑体系中，适用于多高层具有代表性的结构体系技术是《2010版美国钢结构抗震设计规范》“Conxtech Steel frame technology system（Conxtech 钢框架技术体系）”。该技术体系是由美国ConXL公司开发的一种新型装配式钢框架结构技术，已经由HUD、NAHB、NASFA等共同对此进行了深入持久的研究测验，认定其推广应用的关键技术、连接方法与技术优势有：
（1）Conxtech体系关键技术。该体系适用于多高层建筑，由框架梁、框架柱、梁柱连接组件、压型钢板组合楼盖组成，是一种纯钢框架结构体系，采用方钢管混凝土柱及宽翼缘H型钢截面梁。根据Conxtech结构特点、节点形式与采用梁柱截面尺寸的不同，该体系分为如下四种子体系关键技术：①ConXRTM-100子体系：采用ConXR梁柱连接，柱采用100mm ×100mm（4in）的方钢管，钢梁采用W6 宽翼缘钢梁，跨度在1.2 ～4.8m，其体系框架层数不超过12 层，主要应用于小型的管道架构及钢平台结构。②ConXRTM200子体系：采用ConXR梁柱连接，柱采用200mm ×200mm（8in）的方钢管，钢梁采用W12 宽翼缘钢梁，跨度在2.4 ～6.0m，主要应用于多高层钢结构住宅及管道架构。③ConXLTM300子体系：采用ConXL 梁柱连接，柱采用300mm ×300mm（12in）的方钢管或焊接方形截面，钢梁采用W14 ～W24 宽翼緣钢梁，跨度在3.6 ～9.0m，其体系框架层数不超过15 层，主要应用于多高层钢结构住宅及管道架构。④ConXLTM400子体系：采用ConXL 梁柱连接，柱采用400mm ×400mm（16in）的方钢管或焊接方钢管，钢梁采用W18 ～W30 的宽翼缘钢梁，钢梁跨度大于5.5m，最大跨度可达19.8m；主要应用于医疗、军事、数据中心、商务办公、停车场和大型工业建筑等的主体结构。
（2）Conxtech体系核心技术。Conxtech体系独创性的运用了ConXR和ConXL两种梁柱连接方式，是该体系的核心技术：①ConXR连接形式：梁柱交接处，在柱子的四个侧面以楔形的插座锁定相连，辅以高强螺栓固定完成梁柱节点拼接。连接节点处框架柱上下贯通，内部填充混凝土形成钢管混凝土柱，形成刚性连接节点。适用于框架层数不超过12层的结构体系中。②ConXL连接形式：梁柱节点处，在柱子对角位置采用柱面T型套板相连，梁端套板插入两个柱面套板之间，就位锁定后由高强螺栓完成梁柱节点拼接。与ConRL形式相同，ConXL节点区域同样为刚性连接节点。适用于框架层数不超过15层的结构体系中。
（3）Conxtech 体系技术优势。采用Conxtech 技术体系的多高层装配式结构建筑，经过NASFA、ICBO的权威测试其优势有：①Conxtech 钢框架体系的梁柱连接构造方式简单，安装方便；②Conxtech 技术的传力性能满足体系对梁柱间传力性能的要求，对同类型结构体系的研究具有很好的参考价值；③Conxtech 钢框架体系根据不同建筑的使用条件开发了4 种子体系技术，适应不同建筑的适应性装配要求；④Conxtech体系由于对柱单元进行了整合，同时该体系梁柱连接具有自锁功能，整个体系的装配效率比较高；⑤Conxtech技术的楼盖体系采用了典型的压型钢板安装、楼面钢筋绑扎与混凝土现浇方式，使其建筑空间布置相对较为灵活，适用范围较广，并具有平面布置自由、整体刚度好的特点；⑥Conxtech 体系得到了2010 版美国钢结构抗震设计规范的推荐，该规范对Conxtech 钢框架体系的结构分析与节点设计都给出了明确规定，是一种具有成熟设计方法的结构体系。
4.Modularize技术体系
Modularize（模块化）技术体系是美国发展装配建筑产业化的一种新兴建筑结构技术，它是将建筑体分成若干个空间模块，均在工厂中进行预制生产，完成后运输至现场并通过可靠的连接方式组装成建筑整体。与传统建筑的建造方式相比，其具有可缩短工期、节约人力物力、绿色环保、品质精良等优点。
（1）Modularize体系结构技术。该结构体系按种类可分为全模块化结构技术和复合模块化结构技术。但是为提高模块化建筑的结构与使用性能，需要将Modularize建筑与其他建筑形式进行复合，一般又包括：与传统框架复合结构技术、与板体结构复合技术、与剪力墙/核心筒复合结构技术等。在模块技术方面，根据Modularize建筑的结构与所用模块的功能类型，目前可分为墙体承重模块、角柱支撑模块、楼梯模块和非承重模块等。
（2）Modularize体系施工技术。结合BIM 系统可通过模块化建筑的整个安装过程的施工模拟对实际过程进行优化设计：①建立3D -CI模型：即收集相关信息，建立3D -CI（3维施工信息）模型。需要信息包括建筑有关天气信息、现场场地安全情况、使用起重机情况以及所需考虑的条件限制等；根据3D -CI模型对场地布置进行优化分析，确定场地的起重机位置、模块单元的固定交付位置等。②应用4D-AS方案：即应用4D-AS（4维装配模拟）方案，对建筑模块的吊装、装配与连接的全过程进行模拟分析，确定模块安装的最优次序及装配时间安排，并对施工过程中可能出现的问题进行预防。通过对施工过程中的4D 模拟分析，确定了最优化的施工方案，并给出了施工过程的时间安排表。
（3）Modularize体系拓展技术。根据美国HUD、ICBO、NAHB与PCI近年来发展Modularize技术体系的目标，正在拓展与创新技术有以下几个方面：①拓展Customized系统：根据企业的产品种类情况，由某些通用模块构建简化管理的生产线平台，通过模块化Customized系统改变某些面向特定客户和应用的模块来调整生产线的产品范围。②拓展布局化动态组合：是要保证制造系统的布局化动态组合和调整能力，以满足未来“拼插模块建筑”更多地体现仿生学元素所要求的柔性和快速响应能力。③拓展Isomerism控制结构：由于模块订单到来的随机性，要求控制系统具有动态响应的特点；Isomerism控制结构是装配建造系统应该借鉴的结构。④拓展网络化供应链：通过供应链实现模块生产过程的网络化组织和管理，产品从开发到销售的全过程将得到优化。
5.BIM技术体系
BIM的英文全称是Building Information Modeling（建筑信息模型）。装配建筑的核心是“集成”，BIM是新型装配式建筑设计、生产、施工、装修和管理“五位一体”集成化的技术体系。美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，发展至今，BIM研究与应用都走在世界前列。目前，在主管联邦建筑服务的美国总务署（GSA）与美国建设智能联盟（bSa-US）推动下，美国大多建筑项目已经开始应用BIM技术体系，也出台了各种BIM标准。根据麦格罗希尔公司的调研，2016年美国装配建筑行业采用BIM技术体系的比例从2007年的36%、2009年的54%、2012年的79%连续增长至2016年的92%，其中95%的装配建筑承包商已经在实施BIM技术体系了，超过了材料工程师（75%）及机电工程师（69%）。BIM技术体系的建筑装配价值在不断被认可。
（1）BIM标准化设计技术。GSA下属的美国公共建筑设计师办公室（OCA）已经建立“BIM構件库”，可通过实施可视化设计、BIM构件拆分及优化设计、BIM协同设计与BIM性能化分析，可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格，逐步构建标准化预制构件库。
（2）BIM工厂化生产技术。美国装配建筑部品构件的生产，能够通过BIM模型对建筑构件的信息化表达，利用构件生产指导、构件加工图，并通过CAM将预制构件的BIM信息数据输入设备，就可以实现工厂化的自动化生产，这种数字化建造的方式可以大大提高工作效率和生产质量。斯坦福大学集成设施工程中心新开发的《钢结构BIM制配平台》，正是实现钢构产品产业化、生产自动化的重要的数字桥梁，是集成钢结构生产运营中软硬件系统的基础平台。
（3）BIM装配施工技术。美国建设智能联盟（bSa-US）开发的“Autodesk-BIM装配平台”，通过施工现场组织及工序模拟，将施工进度计划、施工模拟碰撞检测与复杂节点施工模拟等写入BIM信息模型，并将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，就可以直观、准确的反映整个建筑的施工过程。
（4）BIM集成装修技术。美国建筑科学研究院（NIBS）利用物联网管理系统建成“BIM集成装修部品产品库”，通过可视化的BIM设计、信息化集成模拟安装与相对独立的功能模块装配，实现从原材料、部构件与装配装修全过程中的实时跟踪，可以达到装修设计优化、系统配置合理、集成装修整体协调的效果，并可将集成装修行业的数字化应用延伸到物流等环节。
五、美国装配建筑行业规范与技术标准
装配式建造最大优势在于行业规范化与技术标准化，特别是工程数量大、装配标准相对统一的民用装配住宅建筑项目，更能体现其优势。美国为了促进装配建筑产业化的发展，先后出台了一系列行业规范与技术标准。
1.美国的行业规范体系
（1）具有法律效力。国家认可的美国国家标准学会（ANSI）和美国材料与试验协会（ASTM）等专门机构负责组织制订、公布和管理的建筑行业模式规范。在《美国法典》和《美国联邦法规汇编》之中也收入了部分的建筑行业模式规范。当这些建筑行业模式规范被《美国法典》、《美国联邦法规汇编》或各州政府采用后，即成为行业法规，具有法律效力。
（2）各州自行采纳。各州对建筑行业规范的采用一般由郡、市议会讨论决定是否采纳或采纳多少条款。如加州对装配建筑的抗震防震要求较高，马里兰州对装配建筑的防洪排涝提出要求，墨西哥湾地区对装配建筑的台风（飓风）要求高，设置许多防台风要求的条款。
（3）政府负责监督。美国建筑行业规范在整个建设活动的全过程中是否得到实施，由政府部门负责监督，及时实施质量监管、质量保证和质量评价。
2.美国的技术标准体系
美国建筑技术标准的应用种类繁多，主要分为联邦国家机构与各级政府机构制订的技术标准，而且存在各种行业协会，也出台了各种专业技术标准。
（1）国家标准体系。自愿性和分散性是美国技术标准体系的两大特点，美国国家标准学会（ANSI）充当国家标准体系的协调者。经ANSI发布的技术标准纳入美国国家标准体系，其重点在于服务公众并保障公众利益，为美国监管机构和采购官员们提供工作依据。同时作为各专业学会、协会团体制订某些产品标准的依据。此外，ANSI也代表美国参与ISO等国际性和区域性组织的标准化活动。
（2）各级政府标准体系。美国各级政府部门如房屋与城市发展部、环保署、能源部、商业部、劳工部等，也制定其各自领域的标准，在有些时候，根据特定的法规，遵守这些技术标准可能是强制性命令。美国标准技术研究院（NIST）是美国标准化领域唯一的官方机构，联邦机构制订的技术标准、法规等由NIST协调管理。
（3）非政府标准体系。美国长期以来推行的是民间标准优先的技术标准化政策，鼓励政府部门参与民间团体的技术标准化活动，从而调动了各方面的积极因素，形成了相互竞争的多元化技术标准体系。这些标准规范和件作为美国政府制订装配建筑技术法规的主要依据，发挥着重要的作用。
3.美国装配建筑的规范标准
在美国，装配建筑行业的规范标准是统一完整的、不受区域限制的、获得公认的全国性建筑规范。尽管有些地方仍在自行制定规范，但大多数美国境内的州、市和县都选择采用相关机构制定的行业规范和技术标准。这些规范与标准还作为联邦地产在美国境外建造建筑时的依据，而且世界上有很多国家也参考使用这些行业规范和技术标准。
（1）ANSI技术标准。美国国家标准学会（ANSI），前身是美国材料试验协会与美国机械工程师协会、美国土木工程师协会（ASCE）、美国电气工程师协会等组织共同成立的美国工程标准委员会。ANSI有250多个专业学会、协会、消费者组织以及1000多个公司（包括外国公司）参加。ANSI经联邦政府授权，其主要职能是对装配建筑产品认证机构、建筑装配质量体系认证机构、新型建筑装配实验室和评审人员进行认可，对质量体系认证和人员资格认可；其评定认证过程遵循自愿性、公开性、透明性、协商一致性的原则。
ANSI本身很少制订技术标准，在该学会制定发布的1.1万个《ANSI标准》中，只有1600个是它自行制定的。其中关于装配建筑行业的有《ANSI-2015美国国家标准制定正当程序要求》、《ANSIz89-1-2003美国安全装配标准》、《ANSIZ97-1美国建筑用玻璃安全性能规范和试验方法国家标准》等。
（2）ASTM技术标准。美国材料与试验协会（ASTM）前身是国际材料试验协会。ASTM设有2004个技术分委员会，有33669个委员会会员、105817个单位参加ASTM技术标准的制定工作，主要任务是制定材料、产品、系统、和服务等领域的特性和性能标准，试验方法和程序标准，促进有关知识的发展和推广。
据ASTM出版物报道，由ANSI授权ASTM。仅1997年制定新技术标准350个，修订技术标准1698个，开展技术标准化活动2681次。《ASTM技术标准》现分为15类，各类所包含的卷数不同，按标准分卷出版，共有73卷，以《ASTM技术标准年鉴》形式出版发行。例如，《1999年ASTM技术标准年鑒》中关于装配建筑的技术标准有：《ASTM-A1/A1-1999-A装配建筑结构用轧制钢板、型钢、板桩和棒钢通用要求》；《ASTM-A2/A2-1999-A建筑装配用有色金属标准技术条件》；《ASTM-A3/A3-1999-A建筑装配金属材料标准试验方法及分析程序》；《ASTM-A4/A4-1999-A装配建筑用建设材料操作规范标准》等。
（3）IBC技术标准。1994年以前，美国建筑技术标准主要是基于三个相互独立的建筑条例体系。即国际建筑规范管理者联合会（BOCA）的《全国建筑法典》在东海岸和中西部各州使用；国际建筑官员联合会（ICBO）的《统一建筑条例》有西海岸各州采用；南方建筑规范国际联合会（SBCCI）的《标准建筑条例》在东南部使用。三个建筑法典的开发组织在1994年合并组成了国际法典委员会（ICC）。此后，这三个机构各自制定的技术标准均不再更新，合并为统一的国际建筑规范（IBC），规范冠名“国际”，反映了ICC的愿望，但并非在国际通用。
ICC制定发布的《IBC技术标准》于2000年正式出版，至今已经出版了15本《IBC技术标准》，成为装配建筑标准的技术系列I-Code，如：《ICC/IBC-2015国际建筑装配技术规范》；《ICC/IBC-2015-IRC国际住宅装配技术规范》；《ICC/IBC-2015-ICC国际既有建筑装配技术规范》；《ICC/IBC-2015-BPS建筑装配与设施性能技术规范》等。
（4）ASCE技术标准。美国土木工程师学会（ASCE），是全球最大的土木工程文献资料库。每年有5万多页的出版物。ASCE每年颁发与出版物数十种技术标准和委员会报告、工程实践手册、建筑标准和专论等。ASCE出版的建筑文献大部分被美国《科学引文索引》（SCI）、《美国工程索引》（EI）收录。其中涵盖装配式住宅与建筑的包括：装配建筑设计、装配建筑工程实施、装配建筑工程力学、装配建筑环境、装配建筑材料、装配建筑设施性能、结构与城市规划、装配建筑领域信息化应用等。
ASCE对于各类技术标准的编制采用自愿原则，任何组织和个人均可以建议ASCE实施新技术标准的创建与编制。但是ASCE编制的《ASCE技术标准》必须经过ANSI授权，并由美国国家行业规范与技术标准委员会（CSC）进行统一管理。CSC通过向政府机构与相关团体、专家与委员会公开征求意见，并进行公开投票决定标准的接纳。《ASCE技术标准》中关于装配建筑的主要有：《ASCE-7-05ERTA-2007-05-03装配建筑和其他结构设计标准》；《ASCE11-992000-01-01装配建筑物结构状态评估》；《ASCE23-971999-01-01钢梁口与网络结构技术规范》；《ASCE36-012001-01-01装配建筑物建设工程技术标准指南》等。
（5）NFPA技术标准。美国国家消防协会NFPA是一个非营利性组织。其宗旨是促进建筑物与环境相关的消防、电气及安全领域的科学发展和方法改进，以减少火灾和其他灾害，保护人类生命财产和环境安全，是目前国际建筑工程中通用的行业设计规范与防火技术标准。
NFPA最初曾加入国际规范理事会ICC，一起致力于发展国际防火标准IFC，但由于不赞同ICC所编制的I-Code规范，后来退出自行制定建筑模式规范《NFPA-5000技术标准》，本规范为2006年版，用于工业与民用建筑对防火的要求与规定，是目前国际装配建筑工程中通用的防火设计规范。《NFPA-5000技术标准》中关于装配建筑的主要有：NFPA-13-D装配式单户及双户居室自动喷水灭火系统标准；NFPA-80-A装配建筑物内部放火和防暴推荐操作；NFPA-101装配式建筑物、构筑物火灾的生命安全保障规范；《NFPA-220装配式建筑物类性型标准》；《NFPA-251建筑装配结构和材料耐火性测试方式》；《NFPA-255装配建筑材料的表面燃烧层特性的标准测试方法》；《NFPA-256装配式屋顶覆盖物的防火性能标准测试方法》；《NFPA-259装配式建筑材料的潜热性能的标准测试方法》；《NFPA-273测试装配式建筑材料可燃程度的方法标准》等。
（6）ACI技术标准。美国混凝土协会（ACI）成立于1904年，前身为全国水泥用户协会。ACI百余年一直致力于有关预制混凝土和钢筋混凝土结构的设计、建造和保养技术的研究，传播有关行业规范与技术标准。ACI拥有30000名会员和30 多个国家的93个分会的技术教育协会，制订有400多个有关PC（预制混凝土）工程文件、调研报告、设计指南、行业规范和技术标准；其中最重要的是《美国混凝土工程施工手册》（简称《ACC手册》）与《ACI技术标准》。
《ACI技术标准》由Edward.G.Nawy等29位国际权威专家编写，汇集了美国百余年PC工程技术领域积累的先进经验和技术标准。该标准涉及PC装配建筑工程的主要内容有：《ACI-550-1R-09建筑结构混凝土规范》；《AC-I374.1-05基于装配结构试验的框架验证标准》；《ACI-533R-11-PC墙板装配指南》；《ACI-T1-2-03-预制混凝土构件组成的混合框架》；《ACI-533R-11-预制混凝土墙板指南》；《ACI-523-4R-09-蒸压加气混凝土板的设计与施工指南》等。
（7）PCI 技术标准。美国PCI 協会原名“预应力混凝土协会”。直到1989 年才正式改成预制与预应力混凝土协会（PCI）。PCI长期研究预制混凝土与推广装配式预制建筑，该协会以“PCI 技术标准”制定颁发的《PCI设计手册》，相关预制混凝土的标准规范很完善，其装配式混凝土建筑应用非常普遍。
《PCI设计手册》不仅在美国，而且整个国际上也是具有非常广泛的影响力的。从1971年的第一版开始，《PCI设计手册》已经编制到了第7版，该版手册与IBC2006、ACI1318-05、ASCE7-05等标准协调。该手册关于装配式PC建筑结构的技术标准主要有：《MNL-116-99装配结构预制构件的制作质量控制手册》；《MNL-127-99预制构件的安装指南和标准》；《MNL-138-08-PPC装配结构连接手册》；《MNL-140-07-PPC装配结构抗震设计》；《MNL-123-88-PC装配连接设计与典型构造》；《MNL-126-98-装配式空心楼板设计手册》等。
（8）HUD技术标准。1976年美国国会通过了联邦政府住房和城市发展部（HUD）颁发的《联邦装配式住宅建设和安全标准（FAHCS）》；后来，HUD又颁发了《联邦装配式住宅安装标准（FAHIS）》，FAHCS与FAHIS被统称为“HUD技术标准”，它是美国唯一的国家级建设标准，也是全美所有新建装配式住宅与建筑进行初始安装的最规范标准。1976年后，所有装配式住宅都必须符合“HUD技术标准”。只有达到HUD标准并拥有独立的第三方检查机构出具的证明，装配式住宅才能出售。
至今，“HUD技术标准”提议的技术条例仍用于审核所有生产商的安装手册和全美国各州立安装标准。“HUD技术标准”对装配式建筑的设计、施工、强度和持久性、耐火、通风、抗风、节能和质量进行了技术规范；还对所有装配式住宅的采暖、制冷、空调、热能、电能、管道系统进行了安全规范。
（9）BIM技术标准。美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，BIM研究与应用发展一直走在世界前列。目前，美国装配建筑项目已经开始应用BIM，BIM的应用模式也种类繁多，而且存在各种BIM协会，也出台了各种BIM技术标准。
一是GSA的BIM技术标准。负责全美联邦设施建造和运营的美国总务署（GSA）。早在2003年，为了提高建筑领域的生产效率、提升建筑业信息化水平就推出了《全国3D-4D-BIM计划》与《3D-4D/BIM技术标准》。GSA要求，从2007年起装配建筑业实现全生命周期的BIM数据互用；2015年起所有装配建筑项目都需要应用《GSA/3D-4D-BIM技术标准》。目前GSA正在研究制定装配建筑全生命周期应用的《ABC/BIM技术标准》，包括BIM空间验证技术、4D模拟装配技术，激光扫描、建筑装配能耗和可持续发展BIM模拟、装配安全BIM验证等等。
二是USACE的BIM技术标准。隶属于美国联邦政府和国防部的美国陆军工程兵团（USACE），为美国军队提供建筑项目管理和施工管理服务，是世界最大的公共工程、设计和建筑管理机构。2006年USACE发布了为期15年的BIM发展路线规划，承诺未来所有军事建筑项目都将使用USACE的BIM技术标准。USACE研究制定用于装配建筑施工与管理的《ACM/BIM技术标准》，要求所有承包商必须应用，要求项目标准化中心（COS）在标准化设计中应用《ACM/BIM技术标准》。2010年，USACE基于Autodesk平台和Bentley平台又发布了适用于军事建筑信息化装配项目的《IAP/BIM技术标准》实施计划，并在2011年进行了更新。适用于民事装配信息化建筑项目的《CAICP/BIM技术标准》实施计划，USACE还在研究制定当中。
三是NBIMS-US的BIM技术标准。成立于2007年的美国国家BIM标准项目委员会（NBIMS-US），是美国建筑科学研究院（NIBS）在信息资源和技术领域的一个专业委员会，专门负责美国国家建筑产业BIM技术标准的研究与制定。2007年12月，NBIMS-US发布了装配建筑产业《NBIMS技术标准》第一版，主要包括关于建筑装配信息交换和开发过程等方面的内容，明确了利用BIM技术装配建筑过程和工具的各方定义、相互之间数据交换要求的明细和编码，使不同建造部门可以开发充分协商一致的BIM装配技术标准，更好地实现协同。2012年5月，NBIMS-US发布《NBIMS技术标准》第二版的内容。第二版的主要内容是统一建筑装配各专业的BIM标准。2016年2月，又发布了关于全面信息化的《NBIMS技术标准》第三版。NBIMS-US针对装配建筑产业化应用《NBIMS技术标准》及互用性制定了战略目标：2018年实现装配建筑全生命周期的数据互用与全面操作能力；95%的建筑业界符合《NBIMS技术标准》；在所有建筑项目的招标公告、发包、提交中必须使用《NBIMS技术标准》。
六、美国发展装配建筑产业金融政策
为了促进装配式住宅的发展，美国政府在金融制度、减免税收与金融服务方面出台了一系列优惠的产业政策。其次，装配式活动房屋购买时，只能使用动产抵押贷款，而预制装配式住宅和普通装配式房屋的购买，可以获得不动产抵押贷款。前者比后者高了2～8个百分点。而近年来美国银行利率不断下调，使得动产抵押贷款的利率更显得高。2010年以来，动产抵押贷款的利率甚至比不动产的抵押利率高了大约一倍，达到甚至超过8%。另一方面，2002年12月以来，美国最大的装配式活动房屋贷款商CONSECO FINANCE，由于在其装配式活动房贷款领域过度放贷而破产，这使得众多金融服务商对装配式活动房的贷款加强了控制。美国发展装配建筑的产业金融政策主要有以下几个方面：
1.金融制度
一是实行证券化房地产抵押贷款；二是帮助中低收入者购买装配式房屋的住宅金融制度；三是房产经纪人制度；四是装配式住宅保险制度。
2.税收政策
在税收优惠方面，一是装配式住宅的贷款利息支出减免个人所得税；二是出售装配式住房免收入所得税；三是对土地和装配式房屋征收较低的地产税；四是对于低收入者购装配房、租装配房的税收可以抵扣；五是发行低利率抵押债券等。
3.贷款服务
美国装配式住宅的贷款服务体系包含两个不同的市场：一是在自有土地上修建的装配式住宅可以按照不动产贷款进行；二是对于在租借土地上修建的装配式住宅只能按照“动产”贷款进行。
4.财政支持
对于新型装配式建筑及其装配新技术的开发与应用，美国联邦政府和各地政府都给予不同程度的财政支持。
七、美国装配建筑的价值定位与市场特点
1970年代至今，美国人对装配式住宅的要求不断提高——面积更大、功能更全、外形更为美观，最重要的是更为安全、耐用、节能。
1.美国装配式住宅的价值定位
与欧洲、日本不同，美国的装配式住宅是由工业化房车演变而来的，因此在美国，装配式住宅一直以来的主要购买者是低收入人群。但由于对低收入群体的社会偏见，尤其装配式住宅在美国人心中的感觉大多是低档的、破旧的住宅；其居民大多是贫穷的、老弱的、少数民族或移民，因此大多数美国地方政府以往都对这种住宅群的分布有多种限制，在选取土地时就很难进入“主流社会”的土地使用地域（城市里或市郊较好的位置），这更强化了人们对这种产品的心理定位，其居住者也难以享受其他住宅居住者一样的权益。
为了摆脱“低等”、“廉价”形象，HUD与全国装配建筑界努力求变：一是在质量和美观上下功夫，使之符合房地产的普通标准，逐渐摆脱传统的火柴盒式的外观，与传统建造的住宅外观及特点非常相似。二是结构和品种调整，大力发展中高端装配住宅产品。美国的低端活动房屋从1998年总建量23%的373000套，下降至2016年0.15%的15000套，而中高端装配住宅产量则由1998年的8000套增加到2016年85%的85万套。三是努力增加消费者参与和体验。中高端装配住宅一般为单层建筑，其面积、式样、外观和内部布局各不相同，消費者可以选择已设计定型产品，也可以根据自己的爱好对设计进行修改，对定型设计也可以根据自己的意愿增加或减少项目，体现出了以消费者为中心的住宅消费理念。
经过不断的努力，目前美国产业化建造的装配住宅，其用户对住宅的满意程度已经超过普通建设的住宅，2016年满意度超过了80%。
2.美国装配建筑的购买市场特点
美国装配式住宅市场的最大购买表现特点：低收入人群是装配式住宅的主要购买者。在美国低收入人群的购房者中，23%来自于装配式住宅，在各地城市郊区的低收入家庭中，购买装配式住宅高达35% ；在农村地区，有63%的家庭购买这种住宅。
（1）全国购买市场特点。在全国范围内，美国装配式住宅的市场分布特点如下：南方55%、西部19%、中西部18%、东北部9%，而在全国沿海、半岛与岛屿地区高达75%，南部沿海地区这一比例超过80%。这些区域的共同特点是：低收入家庭、移民和退休人员比例大。
（2）购买者年龄分布态势。与现场修建的住宅购买者相比，美国装配式住宅的购买者年龄分布呈现向两端分布的态势：年轻的人群比现场修建住宅购买者更年轻，年长的则更年长。一般而言，这两类人相对于中间年龄段的人群，其经济状况也要差一些。
（3）土地占有和增值。美国装配式住宅的土地使用分为两种形式：自有和租赁。对于在自有土地上修建的装配式住宅，其产品的增值速度与现场修建的住宅具有更优惠的增值速度。
（4）市场比较特点。对于中、低收入家庭，通过租用土地而自己拥有一套装配式住宅与租住一套公寓相比，前者是明智的选择。因为，这样可以花同样多的钱拥有更大的居住空间和草地。
3.美国装配建筑的产业市场特点
美国的住宅建筑是以极其发达的装配式产业化为背景的，美国制造业长期位居世界第一，具有各产业协调发展、劳动生产率高、产业聚集、要素市场发达、国内市场大等特点，这直接影响了市场表现的方式和水平。其特点有：
（1）市场多元化需求。美国产业化装配建筑用构件和部品的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%。这不仅反映在主体结构构件的通用化上，而且特别反映在各类制品和设备的社会化生产和商品化供应上。除工厂生产的活动房屋和装配建筑成套供应的木框架结构的预制构配件外，还为用户实现多元化需求。
（2）产品高质量需求：由于对房屋住用的需求越来越大，美国人对装配式住宅与建筑的质量和设计提出更高的要求。随着HUD、ASTM、BIM等技术标准的不断修订发展，对装配式住宅与建筑的抗灾性、通风性和节能性提出更高的要求。
（3）完美中高档需求。除了注重质量，现在美国的装配式住宅更加注重提升美观、舒适性及个性化，许多装配式住宅的外观与非装配式住宅外观差别无几。
（4）理念新环保需求。在美国产业化装配建筑中，融入新环保绿色理念的技术正在市场需求中加快成长。多方面新的环保节能技术不断出台，特别关注点是运用现代产业化生产装配手段，在建筑的全寿命周期内最大限度地节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为用户提供与自然和谐共生的健康、适用和高效的住用空间。
八、美国装配建筑产业动向与发展趋势
美国装配建筑产业化的发展给德国建造业带来了新的变革和重大影响，各种新动向和新趋势正在不断呈现。未来美国的装配建筑产业及其建造系统必将超越现有企业模式与产业形式的范畴。其产业动向与发展趋势有：
1.美国装配建筑未来发展有利因素
根据美国国家制造者联盟（NAHB）的调研报告显示，美国装配建筑未来发展有利因素有：
（1）美国装配建筑产业本身具备不断降低成本的能力，使他们能够在一定程度上与现场建筑商竞争。
（2）美国装配建筑产业与传统的现场建筑商不断发展的合作关系，必然使现场建设中装配式部构件产品的使用逐渐增加。
（3）装配式住宅与建筑的技术不断发展、标准不断修订与产品不断更新。
（4）装配式住宅与建筑中的固定住宅与建筑的比例不断增加、其模式也不断创新，使他们能够进入较高端的市场。
（5）美国政府、协会与团体对新型装配式住宅与建筑的金融支持逐步增加。
2.美国装配建筑市场发展趋势
根据美国住宅和城市发展部（HUD）的研究表明，美国装配建筑市场的发展趋势有：
（1）产品市场创新特点：一是低成本；二是修建周期短。
（2）客户市场发展目标：一是低收入家庭；二是移民家庭；三是退休家庭；四是首次置业；五是出租者。
（3）服务市场改善趋势：一是产品设计不断完善；二是金融服务的改善；三是土地使用和质量保证；四是法律法规的完善。
（4）消费市场满意趋势：装配住宅与建筑摆脱了传统的火柴盒式的外观，其质量和美观仍在来不断提升与发展。其用户的满意程度2016年超过了80%，2020年满意度将会超过普通建设的住宅，达到90%以上。
（5）未来市场产品定位：一是支付得起的低成本房屋；二是其他类型房屋的首选替代品。
（6）未来市场发展目标：一是新型的社区形式；二是作为所有者的不动产存在，而不局限于消费者的权宜之计。
3.装配建筑商与普通建筑商融合趋势
根据美国麦格罗希尔咨询公司（MRC）的研究表明，美国装配建筑产业与普通建筑商的融合发展趋势有：
（1）由于在建筑行业里，普通的现场建筑商仍占据了市场的主流，所以他们对工厂化生产的装配式住宅与建筑的部构件需求的不断扩大，成为工厂化生产装配式部构件进一步发展的根本动力。而事实上，自2015年开始，4/5的装配式部构件销售给了传统建筑商。而这部分需求的年增长预计是每年10%～30%。
（2）普通大建筑商开始并购装配式部構件工厂化生产商，或建立伙伴关系，以便大量购买装配式部构件及其组件。
（3）工厂化生产的装配式住宅与建筑的部构件及其组件，每平方英尺造价比传统方式低30%～50%，普通建筑商希望通过此方法降低成本。
（4）所有的建筑商都希望通过统一标准的工厂化生产装配式住宅与建筑的部构件及其组件，并希望扩大其规模。而工厂化生产装配式住宅与建筑部构件的联邦国家统一标准正在推进中，目前43个州和国防部已达成了共识，有望在2020年后真正实现装配式住宅与建筑部构件的联邦国家统一标准。
（5）据伍德布里奇公司的调研反映出，绝大部分装配住宅部构件的工厂化生产商都在发展与普通建筑商的合作关系。目前15%～ 25%的销售是直接针对普通建筑商。例如Champion Enterprise专门成立子公司，针对普通建筑商生产和销售装配住宅的部构件，这部分销售额已占了Champion 的25%。
4.美国装配建筑技术发展趋势
随着产业信息化、装配智能化、结构绿色化与住宅与建筑个性化的字眼在人们思想中的深入体现，美国装配建筑技术将呈现出以下发展趋势：
一是信息多样化发展趋势。“数字信息时代的装配式建造体系发展，真正的变革才初露端倪。建筑环境问题作为装配建筑界的首要关注问题之一，应该摆脱传统范式束缚。”美国建筑科学研究院（NIBS）副院长恩里克·夏尔马指出，“用可持续的眼光的看待集成装配式建造技术体系的发展。”未来美国装配建筑界对于集成装配建筑体系的产业化发展，将深入到可持续装配式体系和数字信息时代的背景下未来建筑的多样化进程，使之能够真正成为当代建筑的主流范式语言。
二是装配工艺发展趋势。首先是混凝土结构从闭锁体系向开放体系发展，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，方便了生产和施工，也给设计者带来更大自由。其次是连接工艺从湿体系向干体系发展，其标准较高。而结构形式从只强调结构的装配式，向结构智配式和内装系统化、固定集成化发展。
三是BIM技术发展趋势。“BIM技术是应用于装配工程设计、建造与管理的数据化基础工具，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。”bSa-US首席科学家沃纳·贝克霍教授指出，“bSa-US的目标是宏大现实的。”据介绍，bSa-US的目标是在2018年实现装配建筑全生命周期的数据互用与全面操作能力；95%的建筑业界符合《NBIMS技术标准》；在所有建筑项目的招标公告、发包、提交中必须使用《NBIMS技术标准》；到2020年全面实现装配建筑全生命周期任务的BIM自动化，利用美国国家BIM标准数据有效降低建设项目造价与工期，帮助装配建设部门节约31%的浪费或者节约4亿美元。
四是绿色装配发展趋势。“绿色化结构装配体系是标志装配建筑产业工业化、现代化的发展水平，新型的绿色化结构装配体系必然在未来装配式住宅与建筑中广泛应用。”美国建筑与规划协会主席马格努松博士认为：当前美国业界正在重视发展以复合轻钢结构、钢/塑结构、生物质/木结构等为主的新型绿色化装配构件体系，其目标是使装配式住宅与建筑从设计、预制、运输、装配到报废处理的整个住宅生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高，使得住宅与建筑的构件体系朝着安全、环保、节能和可持续发展方向发展。
五是智能化装配发展趋势。“目前美国建筑业对劳动力资源的需求越来越紧缺，特别是装配建筑的施工现场，需要吊装、搬运、装配和连接等大量工人。”国际建设智能联盟（bSI）纽约分会主席爱德恩·摩西表示，“美国建筑界正在致力发展智能化装配模式（IAM），以大量减少施工现场的劳动力资源。”摩西指出：IAM出路是不断发明推广机器人、自动装置和智能装配线等；这种智能化装配模式比以往建造模式大大节约了人力资源，同时可以缩短工期提高施工效率。
六是网络定制装配发展趋势。“随着互联网的迅速发展，将给世界建筑界带来装配建筑定制网络化的新变革。”美国建筑师协会（AIA）负责人劳蒂雅·雷佛教授指出，“未来基于网络定制装配建筑的模式是组合化、融通化、多样化与个性化的。”据介绍，未来基于网络定制装配建筑的主要模式包括：定制环境内部的网络化，实现定制过程的住宅装配；定制环境与整个装配企业的网络化，实现定制环境与企业产业链信息系统等各子系统的装配交易；企业与企业间的产业链网络化，实现企业间的装配式住宅与建筑资源的共享、组合与优化利用；通过网络，实现异地定制装配式住宅。（完）
译据美国杂志《佛瑞斯特经济》2016年第12期、《产业投资·建筑》2017年2月号。
原文作者：佛瑞斯特研究院研究员约翰·格雷斯博士、美国商务部产业投资局首席顾问约翰·凯·史密斯博士。
【文献标识码】D
【文章编号】1671-3362（2017）10-0024-08
四、美国装配建筑产品技术动向
美国装配式住宅与建筑经过近一世纪的发展，各生产厂家、专业顾问公司及大学的相关科系在美国住宅和城市发展部（HUD）、美国建筑管理局国际联合會（ICBO）、美国国家制造者联盟（NAHB）、美国土木工程师学会（ASCE）及预制与预应力混凝土协会（PCI）的长期领导下，主要采用PC类与轻钢类装配结构体系，其部品构件的生产预制与装配建设已经进入专业化设计和标准化、模块化、通用化生产建造阶段，建立了非常完善的产业化装配建筑及其产品技术体系。近年来，美国装配建筑界正在发掘并推行可持续环保与低碳节能的绿色装配技术：
1.ACSTC技术体系
ACSTC即“干连接装配混凝土结构技术”体系，这是由PCI牵头成功发展的具有预制特性的完整技术体系。该体系不受现浇混凝土结构设计理念的束缚，并且将预制产品的装配特性完全发挥出来，在市场上能以质量及造价上平衡的优势与其他建筑材料自由竞争，特别是在技术、安全及质量等方面已成为美国一个成熟的装配部构件产业。由于产业化装配建筑大量使用预应力及装饰外墙等预制产品的快速发展，干式连接预制产品更能达到建造商及建筑师的要求，近年来在美国建筑市场上成为更为灵活且耐久优异的新型装配建筑技术。最近正在美国加州施工中的高科技苹果公司的总部大厦主体结构就是采用了DCACS技术。该技术体系的关键技术、连接方法、设计原则有：
（1）ACSTC体系关键技术。预制混凝土结构是由许多单独生产的构件组成，由于需要在工地组装的特性，各个组件之间需要有适当的连接以支持建筑物的整体性及设计荷载。美国不论抗震要求的高低，干性连接为主要的方式来组合完成最后的结构体，先在每一个预制构件中预埋不同的连接件，然后在工地现场用螺栓、焊接等方式，按照设计要求完成建筑物整体结合的组装。这是国际较少运用但是走出“等同现浇”防震限制的关键技术。
（2）ACSTC体系连接技术。ACSTC的干连接件比他们连接的预制组件有更多的柔性，因为在外力下的变形往往集中在连接件上。一个成功的干性连接结构体更能完全反应出在受力时结构工程师的假设，而且具有比现浇结构更好的安全性。选择连接件的类型是预制结构设计的关键，在初期设计时就要按照他们预期的作用而定下它的类形。美国建筑管理局国际联合会（ICBO）的《国际建筑规范（IBC）》中对连接件有三种分类：①强性连接件（SC）：在设计中位于结构在反应外力时不需要屈服的位置，强连接不需要有韧性的要求。②韧性连接件（TC）：具有显著的变形能力，能在非弹性变形集中地带形成抗震系统的一部分。韧性连接在反循环荷载作用下形成稳定的滞后环（Hysteresis loops），在设计中确保屈服及循环应变硬化发生在连接处，可以用焊接，但要保证焊接及预埋件的强度要大过连接预埋件之间的连接件。无论如何，要有足够的应变能力，以维持在变形之下的抵抗力。③可变形连接件（DC）：在结构移动时变形而不产生阻力。例如预制梁与柱之间有橡胶垫片，能允许梁有小量的旋转，达到简支的要求。另外在与梁平行方向用螺栓连接来确保不会产生负弯矩及允许温度变化。同时也要在结构体有大变化时，构件本身不会因大位移而失去其他承载垂直力连接件的功能。
四是绿色装配发展趋势。“绿色化结构装配体系是标志装配建筑产业工业化、现代化的发展水平，新型的绿色化结构装配体系必然在未来装配式住宅与建筑中广泛应用。”美国建筑与规划协会主席马格努松博士认为：当前美国业界正在重视发展以复合轻钢结构、钢/塑结构、生物质/木结构等为主的新型绿色化装配构件体系，其目标是使装配式住宅与建筑从设计、预制、运输、装配到报废處理的整个住宅生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高，使得住宅与建筑的构件体系朝着安全、环保、节能和可持续发展方向发展。
五是智能化装配发展趋势。“目前美国建筑业对劳动力资源的需求越来越紧缺，特别是装配建筑的施工现场，需要吊装、搬运、装配和连接等大量工人。”国际建设智能联盟（bSI）纽约分会主席爱德恩·摩西表示，“美国建筑界正在致力发展智能化装配模式（IAM），以大量减少施工现场的劳动力资源。”摩西指出：IAM出路是不断发明推广机器人、自动装置和智能装配线等；这种智能化装配模式比以往建造模式大大节约了人力资源，同时可以缩短工期提高施工效率。
六是网络定制装配发展趋势。“随着互联网的迅速发展，将给世界建筑界带来装配建筑定制网络化的新变革。”美国建筑师协会（AIA）负责人劳蒂雅·雷佛教授指出，“未来基于网络定制装配建筑的模式是组合化、融通化、多样化与个性化的。”据介绍，未来基于网络定制装配建筑的主要模式包括：定制环境内部的网络化，实现定制过程的住宅装配；定制环境与整个装配企业的网络化，实现定制环境与企业产业链信息系统等各子系统的装配交易；企业与企业间的产业链网络化，实现企业间的装配式住宅与建筑资源的共享、组合与优化利用；通过网络，实现异地定制装配式住宅。（完）
【文献标识码】D
【文章编号】1671-3362（2017）10-0024-08
（3）ACSTC体系设计技术。该技术是在Connector（连接件）的设计技术中，必须重视优化系统连接外力反应、加载传送路径、加载压力偏心、加载容量以及标准化、耐久性和防火性等技术原则。另外需要考虑的是耐久性（防绣处理）、防火性、美观性，简单现场检验，现场快速施工达到连接件结构设计要求，减少起吊机挂钩时间等。
2.DBS技术体系
钢结构体系是美国装配建筑界的主流结构，但近年来在可持续发展背景下被赋予了新的意义——致力开发最符合可持续发展要求、能够在今后相当长的历史进程中展现其节能、环保、绿色优势的钢结构体系新技术。新型DBS技术体系是美国Dietrich公司研究开发的多层轻钢结构住宅体系（Dietrich Building System），该体系以SI理念为基础衍生而来。SI是美国哈布瑞根教授提出“Skeleton Infill”理论的缩写。区分SI理念与非SI理念的关键点在于除主体结构外的构件是否可以拆卸替换，而DBS技术可实现SI的美国多层轻钢住宅体系，该技术体系的专利技术与装配优势有：
（1）DBS体系专利技术。DBS体系拥有多项专利技术，一般采用美国住宅常用的空间尺度：开间4.88m，每层净高2.44m。墙体C型镀锌轻钢龙骨截面高100mm，间距610mm，龙骨根据荷载大小采用0.5～1.5mm镀锌钢板制成。墙面为固定在轻钢龙骨两侧的纸面石膏板，剪力墙需要加设一层镀锌钢板，并用自攻螺丝和轻钢龙骨固定。
（2）DBS体系楼板技术：在轻钢楼盖梁上铺20mm厚纤维水泥板形成承重结构，再在其上做各种地板面层。为了布置管线，墙体龙骨和楼盖梁均每隔一定距离开孔，开孔周边的变形处理保证了截面削弱处的局部稳定性，可使楼板开孔直径达截面高度的80%。墙体龙骨和楼盖梁间均填充玻璃棉，用以保温并可起到吸声隔音作用。
（3）DBS体系技术优势。采用DBS体系技术的多层轻钢结构住宅，经过ICBO、NAHB的权威测试，其优势有：①采用DBS系统建造轻钢结构住宅，在非地震区最高可建到12层；②DBS体系较混凝土结构体系施工进度快，易于水、电、汽等管线布置；③DBS体系结构自重轻，以某多层住宅为例，结构用镀锌轻钢构件为3lkg/m，结构自重161kg/m，由于节省材料故而也降低了造价；④DBS体系的墙体龙骨和楼盖梁间均填充玻璃棉，用以保温、吸声隔音、防火与抗震性能，并通过了美国权威的UL实验室检测认证；⑤利于循环经济的发展。例如在美国建造一座建筑面积（约合4645m）的旅馆，可使用168辆旧汽车所回收的钢材；⑥在DBS技术体系中，其装配优势有两大方面：一是在建筑全生命周期的不同阶段可进行平面及空间改造；二是在不损伤主体结构时更换设备或构件可实现住宅寿命的百年目标。
3.Conxtech技术体系
目前适用于低层建筑的钢结构体系是装配式钢结构建筑体系的主流，但适用于多高层的装配式结构较少。在美国的LSFB轻型钢框架建筑体系中，适用于多高层具有代表性的结构体系技术是《2010版美国钢结构抗震设计规范》“Conxtech Steel frame technology system（Conxtech 钢框架技术体系）”。该技术体系是由美国ConXL公司开发的一种新型装配式钢框架结构技术，已经由HUD、NAHB、NASFA等共同对此进行了深入持久的研究测验，认定其推广应用的关键技术、连接方法与技术优势有：
（1）Conxtech体系关键技术。该体系适用于多高层建筑，由框架梁、框架柱、梁柱连接组件、压型钢板组合楼盖组成，是一种纯钢框架结构体系，采用方钢管混凝土柱及宽翼缘H型钢截面梁。根据Conxtech结构特点、节点形式与采用梁柱截面尺寸的不同，该体系分为如下四种子体系关键技术：①ConXRTM-100子体系：采用ConXR梁柱连接，柱采用100mm ×100mm（4in）的方钢管，钢梁采用W6 宽翼缘钢梁，跨度在1.2 ～4.8m，其体系框架层数不超过12 层，主要应用于小型的管道架构及钢平台结构。②ConXRTM200子体系：采用ConXR梁柱连接，柱采用200mm ×200mm（8in）的方钢管，钢梁采用W12 宽翼缘钢梁，跨度在2.4 ～6.0m，主要应用于多高层钢结构住宅及管道架构。③ConXLTM300子体系：采用ConXL 梁柱连接，柱采用300mm ×300mm（12in）的方钢管或焊接方形截面，钢梁采用W14 ～W24 宽翼缘钢梁，跨度在3.6 ～9.0m，其体系框架层数不超过15 层，主要应用于多高层钢结构住宅及管道架构。④ConXLTM400子体系：采用ConXL 梁柱连接，柱采用400mm ×400mm（16in）的方钢管或焊接方钢管，钢梁采用W18 ～W30 的宽翼缘钢梁，钢梁跨度大于5.5m，最大跨度可达19.8m；主要应用于医疗、军事、数据中心、商务办公、停车场和大型工业建筑等的主体结构。
（2）Conxtech体系核心技术。Conxtech体系独创性的运用了ConXR和ConXL两种梁柱连接方式，是该体系的核心技术：①ConXR连接形式：梁柱交接处，在柱子的四个侧面以楔形的插座锁定相连，辅以高强螺栓固定完成梁柱节点拼接。连接节点处框架柱上下贯通，内部填充混凝土形成钢管混凝土柱，形成刚性连接节点。适用于框架层数不超过12层的结构体系中。②ConXL连接形式：梁柱节点处，在柱子对角位置采用柱面T型套板相连，梁端套板插入两个柱面套板之间，就位锁定后由高强螺栓完成梁柱节点拼接。与ConRL形式相同，ConXL節点区域同样为刚性连接节点。适用于框架层数不超过15层的结构体系中。
（3）Conxtech 体系技术优势。采用Conxtech 技术体系的多高层装配式结构建筑，经过NASFA、ICBO的权威测试其优势有：①Conxtech 钢框架体系的梁柱连接构造方式简单，安装方便；②Conxtech 技术的传力性能满足体系对梁柱间传力性能的要求，对同类型结构体系的研究具有很好的参考价值；③Conxtech 钢框架体系根据不同建筑的使用条件开发了4 种子体系技术，适应不同建筑的适应性装配要求；④Conxtech体系由于对柱单元进行了整合，同时该体系梁柱连接具有自锁功能，整个体系的装配效率比较高；⑤Conxtech技术的楼盖体系采用了典型的压型钢板安装、楼面钢筋绑扎与混凝土现浇方式，使其建筑空间布置相对较为灵活，适用范围较广，并具有平面布置自由、整体刚度好的特点；⑥Conxtech 体系得到了2010 版美国钢结构抗震设计规范的推荐，该规范对Conxtech 钢框架体系的结构分析与节点设计都给出了明确规定，是一种具有成熟设计方法的结构体系。
4.Modularize技术体系
Modularize（模块化）技术体系是美国发展装配建筑产业化的一种新兴建筑结构技术，它是将建筑体分成若干个空间模块，均在工厂中进行预制生产，完成后运输至现场并通过可靠的连接方式组装成建筑整体。与传统建筑的建造方式相比，其具有可缩短工期、节约人力物力、绿色环保、品质精良等优点。
（1）Modularize体系结构技术。该结构体系按种类可分为全模块化结构技术和复合模块化结构技术。但是为提高模块化建筑的结构与使用性能，需要将Modularize建筑与其他建筑形式进行复合，一般又包括：与传统框架复合结构技术、与板体结构复合技术、与剪力墙/核心筒复合结构技术等。在模块技术方面，根据Modularize建筑的结构与所用模块的功能类型，目前可分为墙体承重模块、角柱支撑模块、楼梯模块和非承重模块等。
（2）Modularize体系施工技术。结合BIM 系统可通过模块化建筑的整个安装过程的施工模拟对实际过程进行优化设计：①建立3D -CI模型：即收集相关信息，建立3D -CI（3维施工信息）模型。需要信息包括建筑有关天气信息、现场场地安全情况、使用起重机情况以及所需考虑的条件限制等；根据3D -CI模型对场地布置进行优化分析，确定场地的起重机位置、模块单元的固定交付位置等。②应用4D-AS方案：即应用4D-AS（4维装配模拟）方案，对建筑模块的吊装、装配与连接的全过程进行模拟分析，确定模块安装的最优次序及装配时间安排，并对施工过程中可能出现的问题进行预防。通过对施工过程中的4D 模拟分析，确定了最优化的施工方案，并给出了施工过程的时间安排表。
（3）Modularize体系拓展技术。根据美国HUD、ICBO、NAHB与PCI近年来发展Modularize技术体系的目标，正在拓展与创新技术有以下几个方面：①拓展Customized系统：根据企业的产品种类情况，由某些通用模块构建简化管理的生产线平台，通过模块化Customized系统改变某些面向特定客户和应用的模块来调整生产线的产品范围。②拓展布局化动态组合：是要保证制造系统的布局化动态组合和调整能力，以满足未来“拼插模块建筑”更多地体现仿生学元素所要求的柔性和快速响应能力。③拓展Isomerism控制结构：由于模块订单到来的随机性，要求控制系统具有动态响应的特点；Isomerism控制结构是装配建造系统应该借鉴的结构。④拓展网络化供应链：通过供应链实现模块生产过程的网络化组织和管理，产品从开发到销售的全过程将得到优化。
5.BIM技术体系
BIM的英文全称是Building Information Modeling（建筑信息模型）。装配建筑的核心是“集成”，BIM是新型装配式建筑设计、生产、施工、装修和管理“五位一体”集成化的技术体系。美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，发展至今，BIM研究与应用都走在世界前列。目前，在主管联邦建筑服务的美国总务署（GSA）与美国建设智能联盟（bSa-US）推动下，美国大多建筑项目已经开始应用BIM技术体系，也出台了各种BIM标准。根据麦格罗希尔公司的调研，2016年美国装配建筑行业采用BIM技术体系的比例从2007年的36%、2009年的54%、2012年的79%连续增长至2016年的92%，其中95%的装配建筑承包商已经在实施BIM技术体系了，超过了材料工程师（75%）及机电工程师（69%）。BIM技术体系的建筑装配价值在不断被认可。
（1）BIM标准化设计技术。GSA下属的美国公共建筑设计师办公室（OCA）已经建立“BIM构件库”，可通过实施可视化设计、BIM构件拆分及优化设计、BIM协同设计与BIM性能化分析，可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格，逐步构建标准化预制构件库。
（2）BIM工厂化生产技术。美国装配建筑部品构件的生产，能够通过BIM模型对建筑构件的信息化表达，利用构件生产指导、构件加工图，并通过CAM将预制构件的BIM信息数据输入设备，就可以实现工厂化的自动化生产，这种数字化建造的方式可以大大提高工作效率和生产质量。斯坦福大学集成设施工程中心新开发的《钢结构BIM制配平台》，正是实现钢构产品产业化、生产自动化的重要的数字桥梁，是集成钢结构生产运营中软硬件系统的基础平台。
（3）BIM装配施工技术。美国建设智能联盟（bSa-US）开发的“Autodesk-BIM装配平台”，通过施工现场组织及工序模拟，将施工进度计划、施工模拟碰撞检测与复杂节点施工模拟等写入BIM信息模型，并将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，就可以直观、准确的反映整个建筑的施工过程。
（4）BIM集成装修技术。美国建筑科学研究院（NIBS）利用物联网管理系统建成“BIM集成装修部品产品库”，通过可视化的BIM设计、信息化集成模拟安装与相对独立的功能模块装配，实现从原材料、部构件与装配装修全过程中的实时跟踪，可以达到装修设计优化、系统配置合理、集成装修整体协调的效果，并可将集成装修行業的数字化应用延伸到物流等环节。
五、美国装配建筑行业规范与技术标准
装配式建造最大优势在于行业规范化与技术标准化，特别是工程数量大、装配标准相对统一的民用装配住宅建筑项目，更能体现其优势。美国为了促进装配建筑产业化的发展，先后出台了一系列行业规范与技术标准。
1.美国的行业规范体系
（1）具有法律效力。国家认可的美国国家标准学会（ANSI）和美国材料与试验协会（ASTM）等专门机构负责组织制订、公布和管理的建筑行业模式规范。在《美国法典》和《美国联邦法规汇编》之中也收入了部分的建筑行业模式规范。当这些建筑行业模式规范被《美国法典》、《美国联邦法规汇编》或各州政府采用后，即成为行业法规，具有法律效力。
（2）各州自行采纳。各州对建筑行业规范的采用一般由郡、市议会讨论决定是否采纳或采纳多少条款。如加州对装配建筑的抗震防震要求较高，马里兰州对装配建筑的防洪排涝提出要求，墨西哥湾地区对装配建筑的台风（飓风）要求高，设置许多防台风要求的条款。
（3）政府负责监督。美国建筑行业规范在整个建设活动的全过程中是否得到实施，由政府部门负责监督，及时实施质量监管、质量保证和质量评价。
2.美国的技术标准体系
美国建筑技术标准的应用种类繁多，主要分为联邦国家机构与各级政府机构制订的技术标准，而且存在各种行业协会，也出台了各种专业技术标准。
（1）国家标准体系。自愿性和分散性是美国技术标准体系的两大特点，美国国家标准学会（ANSI）充当国家标准体系的协调者。经ANSI发布的技术标准纳入美国国家标准体系，其重点在于服务公众并保障公众利益，为美国监管机构和采购官员们提供工作依据。同时作为各专业学会、协会团体制订某些产品标准的依据。此外，ANSI也代表美国参与ISO等国际性和区域性组织的标准化活动。
（2）各级政府标准体系。美国各级政府部门如房屋与城市发展部、环保署、能源部、商业部、劳工部等，也制定其各自领域的标准，在有些时候，根据特定的法规，遵守这些技术标准可能是强制性命令。美国标准技术研究院（NIST）是美国标准化领域唯一的官方机构，联邦机构制订的技术标准、法规等由NIST协调管理。
（3）非政府标准体系。美国长期以来推行的是民间标准优先的技术标准化政策，鼓励政府部门参与民间团体的技术标准化活动，从而调动了各方面的积极因素，形成了相互竞争的多元化技术标准体系。这些标准规范和件作为美国政府制订装配建筑技术法规的主要依据，发挥着重要的作用。
3.美国装配建筑的规范标准
在美国，装配建筑行业的规范标准是统一完整的、不受区域限制的、获得公认的全国性建筑规范。尽管有些地方仍在自行制定规范，但大多数美国境内的州、市和县都选择采用相关机构制定的行业规范和技术标准。这些规范与标准还作为联邦地产在美国境外建造建筑时的依据，而且世界上有很多国家也参考使用这些行业规范和技术标准。
（1）ANSI技术标准。美国国家标准学会（ANSI），前身是美国材料试验协会与美国机械工程师协会、美国土木工程师协会（ASCE）、美国电气工程师协会等组织共同成立的美国工程标准委员会。ANSI有250多个专业学会、协会、消费者组织以及1000多个公司（包括外国公司）参加。ANSI经联邦政府授权，其主要职能是对装配建筑产品认证机构、建筑装配质量体系认证机构、新型建筑装配实验室和评审人员进行认可，对质量体系认证和人员资格认可；其评定认证过程遵循自愿性、公开性、透明性、协商一致性的原则。
ANSI本身很少制订技术标准，在该学会制定发布的1.1万个《ANSI标准》中，只有1600个是它自行制定的。其中关于装配建筑行业的有《ANSI-2015美国国家标准制定正当程序要求》、《ANSIz89-1-2003美国安全装配标准》、《ANSIZ97-1美国建筑用玻璃安全性能规范和试验方法国家标准》等。
（2）ASTM技术标准。美国材料与试验协会（ASTM）前身是国际材料试验协会。ASTM设有2004个技术分委员会，有33669个委员会会员、105817个单位参加ASTM技术标准的制定工作，主要任务是制定材料、产品、系统、和服务等领域的特性和性能标准，试验方法和程序标准，促进有关知识的发展和推广。
据ASTM出版物报道，由ANSI授权ASTM。仅1997年制定新技术标准350个，修订技术标准1698个，开展技术标准化活动2681次。《ASTM技术标准》现分为15类，各类所包含的卷数不同，按标准分卷出版，共有73卷，以《ASTM技术标准年鉴》形式出版发行。例如，《1999年ASTM技术标准年鉴》中关于装配建筑的技术标准有：《ASTM-A1/A1-1999-A装配建筑结构用轧制钢板、型钢、板桩和棒钢通用要求》；《ASTM-A2/A2-1999-A建筑装配用有色金属标准技术条件》；《ASTM-A3/A3-1999-A建筑装配金属材料标准试验方法及分析程序》；《ASTM-A4/A4-1999-A装配建筑用建设材料操作规范标准》等。
（3）IBC技术标准。1994年以前，美国建筑技术标准主要是基于三个相互独立的建筑条例体系。即国际建筑规范管理者联合会（BOCA）的《全国建筑法典》在东海岸和中西部各州使用；国际建筑官员联合会（ICBO）的《统一建筑条例》有西海岸各州采用；南方建筑规范国际联合会（SBCCI）的《标准建筑条例》在东南部使用。三个建筑法典的开发组织在1994年合并组成了国际法典委员会（ICC）。此后，这三个机构各自制定的技术标准均不再更新，合并为统一的国际建筑规范（IBC），规范冠名“国际”，反映了ICC的愿望，但并非在国际通用。
ICC制定发布的《IBC技术标准》于2000年正式出版，至今已经出版了15本《IBC技术标准》，成为装配建筑标准的技术系列I-Code，如：《ICC/IBC-2015国际建筑装配技术规范》；《ICC/IBC-2015-IRC国际住宅装配技术规范》；《ICC/IBC-2015-ICC国际既有建筑装配技术规范》；《ICC/IBC-2015-BPS建筑装配与设施性能技术规范》等。
（4）ASCE技术标准。美国土木工程师学会（ASCE），是全球最大的土木工程文献资料库。每年有5万多页的出版物。ASCE每年颁发与出版物数十种技术标准和委员会报告、工程实践手册、建筑标准和专论等。ASCE出版的建筑文獻大部分被美国《科学引文索引》（SCI）、《美国工程索引》（EI）收录。其中涵盖装配式住宅与建筑的包括：装配建筑设计、装配建筑工程实施、装配建筑工程力学、装配建筑环境、装配建筑材料、装配建筑设施性能、结构与城市规划、装配建筑领域信息化应用等。
ASCE对于各类技术标准的编制采用自愿原则，任何组织和个人均可以建议ASCE实施新技术标准的创建与编制。但是ASCE编制的《ASCE技术标准》必须经过ANSI授权，并由美国国家行业规范与技术标准委员会（CSC）进行统一管理。CSC通过向政府机构与相关团体、专家与委员会公开征求意见，并进行公开投票决定标准的接纳。《ASCE技术标准》中关于装配建筑的主要有：《ASCE-7-05ERTA-2007-05-03装配建筑和其他结构设计标准》；《ASCE11-992000-01-01装配建筑物结构状态评估》；《ASCE23-971999-01-01钢梁口与网络结构技术规范》；《ASCE36-012001-01-01装配建筑物建设工程技术标准指南》等。
（5）NFPA技术标准。美国国家消防协会NFPA是一个非营利性组织。其宗旨是促进建筑物与环境相关的消防、电气及安全领域的科学发展和方法改进，以减少火灾和其他灾害，保护人类生命财产和环境安全，是目前国际建筑工程中通用的行业设计规范与防火技术标准。
NFPA最初曾加入国际规范理事会ICC，一起致力于发展国际防火标准IFC，但由于不赞同ICC所编制的I-Code规范，后来退出自行制定建筑模式规范《NFPA-5000技术标准》，本规范为2006年版，用于工业与民用建筑对防火的要求与规定，是目前国际装配建筑工程中通用的防火设计规范。《NFPA-5000技术标准》中关于装配建筑的主要有：NFPA-13-D装配式单户及双户居室自动喷水灭火系统标准；NFPA-80-A装配建筑物内部放火和防暴推荐操作；NFPA-101装配式建筑物、构筑物火灾的生命安全保障规范；《NFPA-220装配式建筑物类性型标准》；《NFPA-251建筑装配结构和材料耐火性测试方式》；《NFPA-255装配建筑材料的表面燃烧层特性的标准测试方法》；《NFPA-256装配式屋顶覆盖物的防火性能标准测试方法》；《NFPA-259装配式建筑材料的潜热性能的标准测试方法》；《NFPA-273测试装配式建筑材料可燃程度的方法标准》等。
（6）ACI技术标准。美国混凝土协会（ACI）成立于1904年，前身为全国水泥用户协会。ACI百余年一直致力于有关预制混凝土和钢筋混凝土结构的设计、建造和保养技术的研究，传播有关行业规范与技术标准。ACI拥有30000名会员和30 多个国家的93个分会的技术教育协会，制订有400多个有关PC（预制混凝土）工程文件、调研报告、设计指南、行业规范和技术标准；其中最重要的是《美国混凝土工程施工手册》（简称《ACC手册》）与《ACI技术标准》。
《ACI技术标准》由Edward.G.Nawy等29位国际权威专家编写，汇集了美国百余年PC工程技术领域积累的先进经验和技术标准。该标准涉及PC装配建筑工程的主要内容有：《ACI-550-1R-09建筑结构混凝土规范》；《AC-I374.1-05基于装配结构试验的框架验证标准》；《ACI-533R-11-PC墙板装配指南》；《ACI-T1-2-03-预制混凝土构件组成的混合框架》；《ACI-533R-11-预制混凝土墙板指南》；《ACI-523-4R-09-蒸压加气混凝土板的设计与施工指南》等。
（7）PCI 技术标准。美国PCI 协会原名“预应力混凝土协会”。直到1989 年才正式改成预制与预应力混凝土协会（PCI）。PCI长期研究预制混凝土与推广装配式预制建筑，该协会以“PCI 技术标准”制定颁发的《PCI设计手册》，相关预制混凝土的标准规范很完善，其装配式混凝土建筑应用非常普遍。
《PCI设计手册》不仅在美国，而且整个国际上也是具有非常广泛的影响力的。从1971年的第一版开始，《PCI设计手册》已经编制到了第7版，该版手册与IBC2006、ACI1318-05、ASCE7-05等标准协调。该手册关于装配式PC建筑结构的技术标准主要有：《MNL-116-99装配结构预制构件的制作质量控制手册》；《MNL-127-99预制构件的安装指南和标准》；《MNL-138-08-PPC装配结构连接手册》；《MNL-140-07-PPC装配结构抗震设计》；《MNL-123-88-PC装配连接设计与典型构造》；《MNL-126-98-装配式空心楼板设计手册》等。
（8）HUD技术标准。1976年美国国会通过了联邦政府住房和城市发展部（HUD）颁发的《联邦装配式住宅建设和安全标准（FAHCS）》；后来，HUD又颁发了《联邦装配式住宅安装标准（FAHIS）》，FAHCS与FAHIS被统称为“HUD技术标准”，它是美国唯一的国家级建设标准，也是全美所有新建装配式住宅与建筑进行初始安装的最规范标准。1976年后，所有装配式住宅都必须符合“HUD技术标准”。只有达到HUD标准并拥有独立的第三方检查机构出具的证明，装配式住宅才能出售。
至今，“HUD技術标准”提议的技术条例仍用于审核所有生产商的安装手册和全美国各州立安装标准。“HUD技术标准”对装配式建筑的设计、施工、强度和持久性、耐火、通风、抗风、节能和质量进行了技术规范；还对所有装配式住宅的采暖、制冷、空调、热能、电能、管道系统进行了安全规范。
（9）BIM技术标准。美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，BIM研究与应用发展一直走在世界前列。目前，美国装配建筑项目已经开始应用BIM，BIM的应用模式也种类繁多，而且存在各种BIM协会，也出台了各种BIM技术标准。
一是GSA的BIM技术标准。负责全美联邦设施建造和运营的美国总务署（GSA）。早在2003年，为了提高建筑领域的生产效率、提升建筑业信息化水平就推出了《全国3D-4D-BIM计划》与《3D-4D/BIM技术标准》。GSA要求，从2007年起装配建筑业实现全生命周期的BIM数据互用；2015年起所有装配建筑项目都需要应用《GSA/3D-4D-BIM技术标准》。目前GSA正在研究制定装配建筑全生命周期应用的《ABC/BIM技术标准》，包括BIM空间验证技术、4D模拟装配技术，激光扫描、建筑装配能耗和可持续发展BIM模拟、装配安全BIM验证等等。
二是USACE的BIM技术标准。隶属于美国联邦政府和国防部的美国陆军工程兵团（USACE），为美国军队提供建筑项目管理和施工管理服务，是世界最大的公共工程、设计和建筑管理机构。2006年USACE发布了为期15年的BIM发展路线规划，承诺未来所有军事建筑项目都将使用USACE的BIM技术标准。USACE研究制定用于装配建筑施工与管理的《ACM/BIM技术标准》，要求所有承包商必须应用，要求项目标准化中心（COS）在标准化设计中应用《ACM/BIM技术标准》。2010年，USACE基于Autodesk平台和Bentley平台又发布了适用于军事建筑信息化装配项目的《IAP/BIM技术标准》实施计划，并在2011年进行了更新。适用于民事装配信息化建筑项目的《CAICP/BIM技术标准》实施计划，USACE还在研究制定当中。
三是NBIMS-US的BIM技术标准。成立于2007年的美国国家BIM标准项目委员会（NBIMS-US），是美国建筑科学研究院（NIBS）在信息资源和技术领域的一个专业委员会，专门负责美国国家建筑产业BIM技术标准的研究与制定。2007年12月，NBIMS-US发布了装配建筑产业《NBIMS技术标准》第一版，主要包括关于建筑装配信息交换和开发过程等方面的内容，明确了利用BIM技术装配建筑过程和工具的各方定义、相互之间数据交换要求的明细和编码，使不同建造部门可以开发充分协商一致的BIM装配技术标准，更好地实现协同。2012年5月，NBIMS-US发布《NBIMS技术标准》第二版的内容。第二版的主要内容是统一建筑装配各专业的BIM标准。2016年2月，又发布了关于全面信息化的《NBIMS技术标准》第三版。NBIMS-US针对装配建筑产业化应用《NBIMS技术标准》及互用性制定了战略目标：2018年实现装配建筑全生命周期的数据互用与全面操作能力；95%的建筑业界符合《NBIMS技术标准》；在所有建筑项目的招标公告、发包、提交中必须使用《NBIMS技术标准》。
六、美国发展装配建筑产业金融政策
为了促进装配式住宅的发展，美国政府在金融制度、减免税收与金融服务方面出台了一系列优惠的产业政策。其次，装配式活动房屋购买时，只能使用动产抵押贷款，而预制装配式住宅和普通装配式房屋的购买，可以获得不动产抵押贷款。前者比后者高了2～8个百分点。而近年来美国银行利率不断下调，使得动产抵押贷款的利率更显得高。2010年以来，动产抵押贷款的利率甚至比不动产的抵押利率高了大约一倍，达到甚至超过8%。另一方面，2002年12月以来，美国最大的装配式活动房屋贷款商CONSECO FINANCE，由于在其装配式活动房贷款领域过度放贷而破产，这使得众多金融服务商对装配式活动房的贷款加强了控制。美国发展装配建筑的产业金融政策主要有以下几个方面：
1.金融制度
一是实行证券化房地产抵押贷款；二是帮助中低收入者购买装配式房屋的住宅金融制度；三是房产经纪人制度；四是装配式住宅保险制度。
2.税收政策
在税收优惠方面，一是装配式住宅的贷款利息支出减免个人所得税；二是出售装配式住房免收入所得税；三是对土地和装配式房屋征收较低的地产税；四是对于低收入者购装配房、租装配房的税收可以抵扣；五是发行低利率抵押债券等。
3.贷款服务
美国装配式住宅的贷款服务体系包含两个不同的市场：一是在自有土地上修建的装配式住宅可以按照不动产贷款进行；二是对于在租借土地上修建的装配式住宅只能按照“动产”贷款进行。
4.财政支持
对于新型装配式建筑及其装配新技术的开发与应用，美国联邦政府和各地政府都给予不同程度的财政支持。
七、美国装配建筑的价值定位与市场特点
1970年代至今，美国人对装配式住宅的要求不断提高——面积更大、功能更全、外形更为美观，最重要的是更为安全、耐用、节能。
1.美国装配式住宅的价值定位
与欧洲、日本不同，美国的装配式住宅是由工业化房车演变而来的，因此在美国，装配式住宅一直以来的主要购买者是低收入人群。但由于对低收入群体的社会偏见，尤其装配式住宅在美国人心中的感觉大多是低档的、破旧的住宅；其居民大多是贫穷的、老弱的、少数民族或移民，因此大多数美国地方政府以往都对这种住宅群的分布有多种限制，在选取土地时就很难进入“主流社会”的土地使用地域（城市里或市郊较好的位置），这更强化了人们对这种产品的心理定位，其居住者也难以享受其他住宅居住者一样的权益。
为了摆脱“低等”、“廉价”形象，HUD与全国装配建筑界努力求变：一是在质量和美观上下功夫，使之符合房地产的普通标准，逐渐摆脱传统的火柴盒式的外觀，与传统建造的住宅外观及特点非常相似。二是结构和品种调整，大力发展中高端装配住宅产品。美国的低端活动房屋从1998年总建量23%的373000套，下降至2016年0.15%的15000套，而中高端装配住宅产量则由1998年的8000套增加到2016年85%的85万套。三是努力增加消费者参与和体验。中高端装配住宅一般为单层建筑，其面积、式样、外观和内部布局各不相同，消费者可以选择已设计定型产品，也可以根据自己的爱好对设计进行修改，对定型设计也可以根据自己的意愿增加或减少项目，体现出了以消费者为中心的住宅消费理念。
经过不断的努力，目前美国产业化建造的装配住宅，其用户对住宅的满意程度已经超过普通建设的住宅，2016年满意度超过了80%。
2.美国装配建筑的购买市场特点
美国装配式住宅市场的最大购买表现特点：低收入人群是装配式住宅的主要购买者。在美国低收入人群的购房者中，23%来自于装配式住宅，在各地城市郊区的低收入家庭中，购买装配式住宅高达35% ；在农村地区，有63%的家庭购买这种住宅。
（1）全国购买市场特点。在全国范围内，美国装配式住宅的市场分布特点如下：南方55%、西部19%、中西部18%、东北部9%，而在全国沿海、半岛与岛屿地区高达75%，南部沿海地区这一比例超过80%。这些区域的共同特点是：低收入家庭、移民和退休人员比例大。
（2）购买者年龄分布态势。与现场修建的住宅购买者相比，美国装配式住宅的购买者年龄分布呈现向两端分布的态势：年轻的人群比现场修建住宅购买者更年轻，年长的则更年长。一般而言，这两类人相对于中间年龄段的人群，其经济状况也要差一些。
（3）土地占有和增值。美国装配式住宅的土地使用分为两种形式：自有和租赁。对于在自有土地上修建的装配式住宅，其产品的增值速度与现场修建的住宅具有更优惠的增值速度。
（4）市场比较特点。对于中、低收入家庭，通过租用土地而自己拥有一套装配式住宅与租住一套公寓相比，前者是明智的选择。因为，这样可以花同样多的钱拥有更大的居住空间和草地。
3.美国装配建筑的产业市场特点
美国的住宅建筑是以极其发达的装配式产业化为背景的，美国制造业长期位居世界第一，具有各产业协调发展、劳动生产率高、产业聚集、要素市场发达、国内市场大等特点，这直接影响了市场表现的方式和水平。其特点有：
（1）市场多元化需求。美国产业化装配建筑用构件和部品的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%。这不仅反映在主体结构构件的通用化上，而且特别反映在各类制品和设备的社会化生产和商品化供应上。除工厂生产的活动房屋和装配建筑成套供应的木框架结构的预制构配件外，还为用户实现多元化需求。
（2）产品高质量需求：由于对房屋住用的需求越来越大，美国人对装配式住宅与建筑的质量和设计提出更高的要求。随着HUD、ASTM、BIM等技术标准的不断修订发展，对装配式住宅与建筑的抗灾性、通风性和节能性提出更高的要求。
（3）完美中高档需求。除了注重质量，现在美国的装配式住宅更加注重提升美观、舒适性及个性化，许多装配式住宅的外观与非装配式住宅外观差别无几。
（4）理念新环保需求。在美国产业化装配建筑中，融入新环保绿色理念的技术正在市场需求中加快成长。多方面新的环保节能技术不断出台，特别关注点是运用现代产业化生产装配手段，在建筑的全寿命周期内最大限度地节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为用户提供与自然和谐共生的健康、适用和高效的住用空间。
八、美国装配建筑产业动向与发展趋势
美国装配建筑产业化的发展给德国建造业带来了新的变革和重大影响，各种新动向和新趋势正在不断呈现。未来美国的装配建筑产业及其建造系统必将超越现有企业模式与产业形式的范畴。其产业动向与发展趋势有：
1.美国装配建筑未来发展有利因素
根据美国国家制造者联盟（NAHB）的调研报告显示，美国装配建筑未来发展有利因素有：
（1）美国装配建筑产业本身具备不断降低成本的能力，使他们能够在一定程度上与现场建筑商竞争。
（2）美国装配建筑产业与传统的现场建筑商不断发展的合作关系，必然使现场建设中装配式部构件产品的使用逐渐增加。
（3）装配式住宅与建筑的技术不断发展、标准不断修订与产品不断更新。
（4）装配式住宅与建筑中的固定住宅与建筑的比例不断增加、其模式也不断创新，使他们能够进入较高端的市场。
（5）美国政府、协会与团体对新型装配式住宅与建筑的金融支持逐步增加。
2.美国装配建筑市场发展趋势
根据美国住宅和城市发展部（HUD）的研究表明，美国装配建筑市场的发展趋势有：
（1）产品市场创新特点：一是低成本；二是修建周期短。
（2）客户市场发展目标：一是低收入家庭；二是移民家庭；三是退休家庭；四是首次置业；五是出租者。
（3）服务市场改善趋势：一是产品设计不断完善；二是金融服务的改善；三是土地使用和质量保证；四是法律法规的完善。
（4）消费市场满意趋势：装配住宅与建筑摆脱了传统的火柴盒式的外观，其质量和美观仍在来不断提升与发展。其用户的满意程度2016年超过了80%，2020年满意度将会超过普通建设的住宅，达到90%以上。
（5）未来市场产品定位：一是支付得起的低成本房屋；二是其他类型房屋的首选替代品。
（6）未来市场发展目标：一是新型的社区形式；二是作为所有者的不动产存在，而不局限于消费者的权宜之计。
3.装配建筑商与普通建筑商融合趋势
根据美国麦格罗希尔咨询公司（MRC）的研究表明，美国装配建筑产业与普通建筑商的融合发展趋势有：
（1）由于在建筑行业里，普通的现场建筑商仍占据了市场的主流，所以他们对工厂化生产的装配式住宅与建筑的部构件需求的不断扩大，成为工厂化生产装配式部构件进一步发展的根本动力。而事实上，自2015年开始，4/5的装配式部构件销售给了传统建筑商。而这部分需求的年增长预计是每年10%～30%。
（2）普通大建筑商开始并购装配式部构件工厂化生产商，或建立伙伴关系，以便大量购买装配式部构件及其组件。
（3）工厂化生产的装配式住宅与建筑的部构件及其组件，每平方英尺造价比传统方式低30%～50%，普通建筑商希望通过此方法降低成本。
（4）所有的建筑商都希望通过统一标准的工厂化生产装配式住宅与建筑的部构件及其组件，并希望扩大其规模。而工厂化生产装配式住宅与建筑部构件的联邦国家统一标准正在推进中，目前43个州和国防部已达成了共识，有望在2020年后真正实现装配式住宅与建筑部构件的联邦国家统一标准。
（5）据伍德布里奇公司的调研反映出，绝大部分装配住宅部构件的工厂化生产商都在发展与普通建筑商的合作关系。目前15%～ 25%的销售是直接针对普通建筑商。例如Champion Enterprise专门成立子公司，针对普通建筑商生产和销售装配住宅的部构件，这部分销售额已占了Champion 的25%。
4.美国装配建筑技术发展趋势
随着产业信息化、装配智能化、结构绿色化与住宅与建筑个性化的字眼在人们思想中的深入体现，美国装配建筑技术将呈现出以下发展趋势：
一是信息多样化发展趋势。“数字信息时代的装配式建造体系发展，真正的变革才初露端倪。建筑环境问题作为装配建筑界的首要关注问题之一，应该摆脱传统范式束缚。”美国建筑科学研究院（NIBS）副院长恩里克·夏尔马指出，“用可持续的眼光的看待集成装配式建造技术体系的发展。”未来美国装配建筑界对于集成装配建筑体系的产业化发展，将深入到可持续装配式体系和数字信息时代的背景下未来建筑的多样化进程，使之能够真正成为当代建筑的主流范式语言。
二是装配工艺发展趋势。首先是混凝土结构从闭锁体系向开放体系发展，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，方便了生产和施工，也给设计者带来更大自由。其次是连接工艺从湿体系向干体系发展，其标准较高。而结构形式从只强调结构的装配式，向结构智配式和内装系统化、固定集成化发展。
三是BIM技术发展趋势。“BIM技术是应用于装配工程设计、建造与管理的数据化基础工具，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。”bSa-US首席科学家沃纳·贝克霍教授指出，“bSa-US的目标是宏大现实的。”据介绍，bSa-US的目标是在2018年实现装配建筑全生命周期的数据互用与全面操作能力；95%的建筑业界符合《NBIMS技术标准》；在所有建筑项目的招标公告、发包、提交中必须使用《NBIMS技术标准》；到2020年全面实现装配建筑全生命周期任务的BIM自动化，利用美国国家BIM标准数据有效降低建设项目造价与工期，帮助装配建设部门节约31%的浪费或者节约4亿美元。
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更新时间：2024/12/22 13:25:15