建设中的预制概念是指,在工厂中生产零件、部分或整个建筑,然后运输到工地进行快速安装。相较传统的建设方法预制有很多优势,比如速度,施工精度,效率,施工的清洁度,以及在很多情况下的成本问题。考虑到住房是人类的基本需求,无论是为日益增长的城市人口提供住房,还是在最不同的规模上为临时或紧急住区提供住房,用工业生产的方法建造经济实惠的高质量住宅一直是建筑师感兴趣的。从过去到现在,通过很多尝试之后,问题仍然是,预制建设的普及是否能够为更公平的住房提供解决方案。
这个想法一点都不新鲜。建筑师,比如弗兰克·劳埃德·赖特(Frank Lloyd Wright),勒·柯布西耶(Le Corbusier),让·普鲁维(Jean Prouvé),格罗皮乌斯(Walter Gropius)都开发过几个项目,试图把住房建设和工业生产有效结合起来。具体来说,值得强调的是格罗皮乌斯在在预制建筑上做出的努力,由麻省理工出版社编辑的格罗皮乌斯和康拉德·瓦赫斯曼(Konrad Wachsmann)的《工厂预制房屋的梦想》(“The Dream of the Factory Made House”),本书概述了两位德国建筑师的经历、成就和挫折。由两位建筑师开发的“打包住宅”(Packaged House)系统,是一个独创的引人注目的原型,二战后得到发展,可以根据需要扩大或缩小,但不幸的是,未能在商业上存活下来。
在1929年巴西出版的《包豪斯:新建筑》(“Bauhaus: novarquitetura”)一书中,格罗皮乌斯引用了一个有趣的方法来探讨这个主题:“就像现如今90%的人不再订购定制的鞋子,由于生产方式的改进,他们限制自己使用大批量生产的产品。未来,个人将能够从工厂订购最适合他们的住房。现代技术也许能胜任这一任务,但建筑行业的经济组织却不能,它仍然完全依赖于手工工作方法,并没有为机器保留较少的限制。尽管现如今有很多公司做预制住宅,也有很多预制住房的案例,格罗皮乌斯的预言显然没有像他期待的那样成为现实,尤其是在发展中国家,建筑施工仍然是高度手工化的,并且该行业被认为是极其抗拒改变和技术融合的。
但是这种情况已经改变了。预制元件主要有两类:2D和3D。2D包括预尺寸的零件和面板,方便运输和定制;而3D预制件是三维结构体系,可以在现场组装,包括其他单元和系统,通常已经包括了所有安装。
《模块化施工:从项目到产品》(Modular construction: From projects to products)报告指出,从2019年开始,“模块化(或预制)施工并不是一个新概念,但技术进步、经济需求和思维方式的变化,意味着它正在吸引前所未有的兴趣和投资。如果这种情况发生,它将极大地提高建筑施工的生产率,帮助解决许多市场的房地产危机,并重塑我们今天的建筑建造方式“。该论文认为,最近的模块化项目已经创造了加快项目进度的可靠记录。模块化结构可以提高50%的施工速度,通过正确的权衡,它可以降低20%的成本。该方法还具有节省大量成本的潜力,尽管目前这仍是例外情况。
通过预制和模块化,可以在现场修建地基的同时,在工厂内建造其余结构。在施工现场,组装的过程很快,通常使用重型机械来吊起结构。更少的施工时间、更大施工进度可预见性、更少的劳动力需求和更少的现场浪费,相对的是更低的最终成本和更早的商业化所有权。随着设计、流程、工具和技术的进步,成本也会随着时间的推移而降低,同时不会牺牲材料的质量。随着更多流程的重复,这可以提高效率,从而显着降低长期成本。
许多对预制系统的批评者的论点是重复和所谓的单调,他们认为模块化会阻碍创造力,过多地使建筑生产同质化。正如Samuel Gonçalves在采访中说到的,“我们相信这些系统最终会改变设计过程,而不仅仅是制约创造力。这不一定是负面的活着限制性的。如果说在传统建筑中,我们将一个项目理想化,然后考虑如何建造它,那么在预制建筑中,这个顺序必然是相反的。在这种情况下,首先我们必须了解这个系统,元件的制造、运输和组装的方式,只有这样,我们才能了解建筑的最终形式。换句话说,如果在传统建筑中是形式决定了施工体系,那么在预制建筑中是建施工体系决定了建筑形式。”
对此,格罗皮乌斯也表示担忧,但他辩称,标准化和适应性并不是对立的概念: “大规模的住宅需要大规模的生产,为此,建筑师必须学会与工业合作。”住房工业化的过程必然意味着标准化; 我们不应对此加以抵制,因为标准是一个文明社会的规范,并给予它统一的表达方式。然而我们必须记得个人的需求和愿望是不同的,在社会共识的范围内,必须给予个人选择的机会。人和自己的世界不是静止的,而是处于动态变化的状态,住宅的工业化生产必须适应和回应改变和成长的需求。因此,房屋作为最终产品,工业化住房的设计必须实现最大适应性、标准化和互换性以及整体的最大可变性。此外,这种工业化的建筑系统本身并不是目的,而是一个更大的整体的组成部分,一个等级环境-社会-经济系统的层次之一。
事实是,尽管模块化建筑在现代建筑史上无处不在,但其真正起步后随着时间的推移逐渐衰落。美国住房目录的历史很好地说明了这一点。目前,市场上有木材、混凝土和其他材料制成的预制系统的可能性,以及对整个房间甚至预制建筑的选择,具有令人印象深刻的施工时间。例如,在巴西,预制在学校或医院等广泛项目中更为常见(João Filgueiras Lima的作品在这个主题上值得强调并进行更仔细的分析)。对于单户住宅,也有一些很好的例子,尽管更保守,但证明了该系统的可能性。
然而,无论何时我们研究施工体系、材料和技术,都有必要考虑到场地的情况及其特殊性。解决方案的可行性各不相同,在发展中国家,成本也与发达国家大不相同。在许多情况下,发展中国家的材料、设备和技术成本较高,但劳动力成本低得多。虽然在日本和北欧国家,预制已经成为运用了几十年了,但在低技能劳动力廉价的地方,这种技术仍处于起步阶段。同样重要的是,住房的可负担性并不是简单建筑技术问题。影响住房总成本的一个因素是土地价格,受房屋位置和邻近城市便利设施程度的影响。当我们谈论获得住房的可能性时,解决这个问题至关重要。
结构系统和预制组件在确保材料的最少使用和结构优势的最大化上是非常有效的。同时,这需要更完整和详细的项目,最好是通过BIM。随着现如今世界对生产力和可持续性的需求,从传统技术到模块化系统的转变需要设计师、制造商和企业家同步更新。预制建筑可以用来建造美观和坚固的结构——为住房建设或其他各种项目提供效率、质量和可及性。重要的是,技术应尽量结合当地的材料、知识,以及尊重每个地域的特色,以获得更大的接受度。
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译者:侯晓航