装配式小住宅穿越到BIM时代
2018-09-06 14:44:53

 勒·柯布西耶开发了一种名为Citrohan装配式小住宅(与雪铁龙谐音)。富勒则将自己想创造的房子取名为福特。早期的现代主义先行者,梦想建筑业如汽车行业一样。

“修建”or“制造”

修建与制造的区别何在?修建是一个设计与建造分离的过程;而制造如同在工厂生产标准化模数化配件,现场组装,精准而严格。最早的装配式建筑应该追溯到17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋,最早的装配式公寓的想法和实现过程则由英国利物浦的工程师John Alexander Brodie在20世纪初提出,这位大叔甚至发明了足球场的球门网,然而Brodie的想法并没有在英国被广泛接受,反而在东欧流行起来。

纵观建筑工业化的发展历史,特别是工业化住宅的发展重要的契机和推动力主要来自以下几个方面:

工业革命

技术的进步带来现代建筑材料和技术的发展。与此同时城市发展带来大批农民向城市集中,导致城市化运动急速发展,城市住宅问题严重。

战争与灾难引发的需求

建筑工业化的真正高速发展始于第二次世界大战后,欧洲国家以及日本等国房荒严重,迫切要求解决住宅问题,促进了装配式建筑的发展。如法国的现代建筑大师勒·柯布西耶便曾经构想房子也能够像汽车底盘一样工业化成批生产。他的著作《走向新建筑》奠定了工业化住宅、居住机器等最前沿建筑理论的基础。此间为促进国际间的建筑产品交流合作,建筑标准化工作也得到很大发展。

大灾难导致的城市重建以乌兹别克斯坦共和国首都塔什干为典型,1966年的一场大地震让古都塔什干一夜之间三分之一的生活区域被毁,30万人无家可归,所由文物古迹几乎都遭受严重损毁,城市重建迫在眉睫。在之后两年时间内,苏联政府用工业化方式对城市进行了快速重建,修建了2300万平方英尺的住宅和15所学校,其中60%的住宅和70%的学校都采用预制装配式建筑,塔什干成为工业化重建的城市典型。

共产主义与乌托邦思想主导的城市建设

这方面的代表是以苏联为典型的东欧国家,在乌托邦思想的主导下,城市建设加快,通过不断增加工人阶层,减少农民,快速建立一个工业文明的社会。这一时期苏联的建筑工业化得到很大的发展。首先在30年代的工业建筑中推行建筑构件标准化和预制装配方法。第二次世界大战后,为修建大量的住宅、学校和医院等,定型设计和预制构件有很大发展。1958~1962年,对两三种定型单元的“经济住宅”开始采用工厂化生产;1963~1971年,适用于不同气候区的定型单元定型设计增加到10种。

在一个多世纪的发展中,不同的时期,伴随不同的技术水平和时代需求,工业化住宅呈现的特征也各不相同。在建筑工业化进程中,标准化,模数系统的探索意义重大,标准化程度越高往往意味着成本的降低和工期的缩短,标准模数还必须适应当时当地的施工条件符合装配化和机械化的特点比较灵活,能满足互换要求,模数身要也有具有极强的适用性以满足各种建筑类型的需求。

1931~1981年期间世界共有28种预制混凝土装配房屋体系

战争与灾难引发的需求

“赫鲁晓夫楼”奠定了早期预制装配式建筑规模化基础

传统的砖石建造速度慢,不能满足拥挤城市的需求,为了改善莫斯科严重的住房短缺,1950年1月,由赫鲁晓夫(当时莫斯科党委书记)监督,达成了一个以成本低、见效快为目标的前苏联建筑师公约。

1953和1954在莫斯科分别建造了两座预制混凝土工厂,经过不断的性能和结构测试,预制混凝土的被证实是性能卓越的。

1961年维塔利·帕夫洛维奇Vitaly Pavlovich Lagutenko设计出了一种五层的预制混泥土建筑,这种预制住宅就是著名的“赫鲁晓夫楼”。

1960年代末,随着需求增长,高度达到十六层。

智利实践

1972年前苏联捐赠给智利共产国际一套建筑工业化流水线,组建了名为KPD的工厂,至1978年,共生产制造了153栋工业化住宅。

这一时期的特点:快速,大量,廉价,材料单一,大部分设计和建造都相对比较粗糙,但也出现一些技术与艺术结合的例子,比如:著名建筑马赛公寓,蒙特利尔67号住宅芝加哥Marina city(即玉米楼)。

蒙特利尔67号住宅,1967

由354个完全预制的每个住宅“盒子”组成,每个基础单位的尺寸为38x17平方英尺,厨房卫生间也是提前预制的模块。67号住宅的创新之处在于综合郊区花园式住宅与城市高层公寓的结合,建造方式在当时被称为“三维模数建造系统”。

芝加哥Marina city,又称“玉米楼”,1964

马利纳城(Marina City)为住宅商业混合建筑,其建筑包含两幢61层、高179米(587英尺)的住宅大楼,因其酷似玉米棒的独特外形而成为芝加哥市的地标。

建筑师贝特朗·戈德堡(Bertrand Goldberg)是密斯·凡·德罗的学生,马里奥城的设计思想受到密斯的影响,但是戈德堡对预制,模数及曲线形式的设想则成为这个项目中的最大亮点。

建筑工业化2.0时代

60年代末,70年代后,技术发展构件尺寸增大,模数制更加完善。预制构件受形状和材料的限制降低,工业化住宅产品可提供更多的客户订制,这一时期出现了复合墙体的雏形。又称:三明治外墙板(Sandwich Panels)。这种墙板内为蜂巢结构,并加入保温隔热的轻质材料。混凝土外墙板的造型也越来越多样化,这以后的装配式建筑更注重美学,功能,结构与经济性的一体性。

巴黎郊区的“天空之城”

80年代,巴黎东郊大诺瓦西区为大批移民进入建设了大型后现代乌托邦社区,这座以“天空之城”为寓意的后现代主义社区,其标志性建筑是一座包含610间公寓的钢筋混凝土巨人,这座建筑的外立面采用预制装配式系统,包含大尺寸的预制构件,个性相当鲜明。

后模数化时代

建筑工业化3.0时代

高效,集成,节能新型材料和新技术更加个性化,风格化从住宅延伸到公建。

纽约迷你公寓项目,2015

这座9层的迷你公寓项目意在为人口逐年激增的纽约市的年轻人提供买得起的迷你公寓。项目包括了55个预制单元,每个单元的面积为370平方英尺,层高为10英尺。这个项目的住宅单元包括设备装修全部在工厂完成,建造则在现场拼装,极大的降低了建造成本,提高了建设速度以及迷你公寓的居住质量。

我国的工业化3.0时代住宅实践

上海青浦区新城一站3A-03A地块大型社区

此项目由华建集团华东都市设计研究总院在2016年设计完成。该项目采用先进的PC预制叠合式剪力墙结构体系,装配式住宅比例100%。设计中探索建筑工业化3.0时代的产品特点,该项目负责人华建集团华东都市设计研究总院首席建筑师李军认为后模数时代,应在标准化与个性化方面有所突破。

后模数时代-高度有机式标准化

统一模数,严格按照建筑模数制精心设计(2M、3M及少量1M、1/2M),为部品构件尺寸协调、互换通用创造条件,方便工厂化统一加工;

统一密集段住宅的开间;

统一四个面的开窗;

统一楼梯和电梯的尺寸;

统一不同房间的管井的尺寸;

统一地板采暖和新风装置的措施;

统一建筑与室内精装修的标准。

后模数时代-订制化

精心设计选择的立面模块,适合不同组团个性化立面的造型要求。

突破模数,超越模数

工业化4.0时代会怎样?

1.0时代模糊设计与建造的边界,而4.0时代将重新界定以设计为主导的地位,建筑设计不再被模数所限制。

伴随着BIM技术的成熟,3D打印等高科技技术手段进入建筑领域,未来的工业化建筑完全有可能实现现代主义大师们最初的设想“像制造汽车一样制造住宅产品”,甚至留给我们更多的想象空间。

未来甚至还可能出现基于BIM技术的无人机监控的工地,在个性化建筑回归手工匠人的时代,与日常生活息息相关的住宅工业则走向工业化程度更高的阶段。或许在不远的将来,我们就能感受到新技术带来的行业变化甚至城市面貌的改变。

知秋
TAGS标签201809   BIM技术
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