说到模块化,你们是否会立马联想到集中营式复制粘贴、人情味缺失的做法?
但是......
这次武汉疫情中,火神山与雷神山的奇迹让中国预见模块化建筑市场未来前景可期。火神山医院建设全纪录
来源:新华社、8KRAW
雷神山医院建设全纪录
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来源:红星新闻

▲建设过程中的火神山医院
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内部环境
来源:央视新闻
武汉能够以这么快的速度建设一座医院,建筑工程模块化可谓立了大功。
◎回顾模块化建筑技术发展历程
模块化建筑指的是建筑空间单元为单位进行整体空间的的预制。早期的模块式建筑主要为了适应快速建造和低成本的社会住宅的需要。现如今重谈模块建筑更符合当今绿色生态的理念。模块化建筑技术最早是由摩西·萨弗迪在1967年于蒙特卡罗举行国际博览会(Expo 67)的设计生境馆(Habitat'67)中制作一座模块式混凝土住屋集合体。由3个独立的成套房间单位群集组成,这些房间单位排列成类似沿着锯齿形框架堆成的不规则方块机体。这种在预铸组合式住屋中运用模数的大胆实验在当时引起国际间相当大的兴趣。Habitat 67项目
1972年日本建筑师黑川纪章设计的中银舱体大楼也是一栋典型模块理念建筑。黑川与运输集装箱生产厂家合作,大量采用在工厂预制建筑部件并在现场组建的方法,所有的家具和设备都单元化,收纳在2.3m×3.8m×2.1m的居住舱体内。舱内设置非常精简但功能齐全,整体设计程度非常高,连窗户的细节部分也像制造汽车的工艺那样精致。就建筑整体而言,也具有制造工艺的精致感。
近代美国、德国、法国、澳大利亚和日本在过去几十年中也都发展了成熟的预制化建筑系统。但是预制化仅仅是建筑构件的标准化,还不等同于模块化建筑。
美国20世纪80年代的模块化住宅概念又回到了20世纪40年代和50年代的思维,专注于个人住宅而非集体住房。20世纪80年代,模块化住房技术应用于郊区住宅的建设,Unity Homes等公司设计了模块化建筑方法,以替代当时经常被污名化的预制房屋。
总的来说:
模块化建筑可以分为两大类:
永久性模块化建筑(PMC):永久性模块化建筑(PMC)是指一旦建成,几乎在任何形式上都类似于传统房地产项目的永久性建筑。使用PMC工艺,模块可以改造现有的建筑物,或者项目是围绕模块化建筑技术设计的,从一开始就成为交钥匙解决方案。
非永久性模块化建筑(NPMC):非永久性模块化建筑(NPMC)是指使用模块化技术来创建可移动的建筑物和结构,例如移动教室,展示厅或临时医疗诊所。像PMC项目一样,NPMC建筑物按照当地的建筑规范和规定建造,但可以根据需要进行重新安置和改造。PMC和NPMC都在可控的工厂环境下预制功能性建筑单元。然后将独立的“模块”或“吊舱”运送到现场,吊装到适合位置后进行接缝处理和内装。
近年来,模块化建筑可以被认为是建筑领域的组装技术,房屋的建造主要利用事先预制的模块化的组建来拼装,具有组装灵巧、施工简便的优势。
无论是非典时期的北京小汤山医院还是这次武汉火神山、雷神山医院,工程模块化、流程化是建筑领域提升效率、绿色发展的重要因素,可以看出工程建筑模块化或许是未来我国建筑行业的发展趋势。在整个模块化建筑行业中,模块化建筑带来的是更短的施工时间,更好的质量,更少的对分包商的依赖,更少的卡车运输,因此减少对当地基础设施的压力,减少浪费,减少成本超支和更强的工期控制。
就像用乐高积木制造的玩具结构一样,模块化建筑物几乎可以以任何方式配置;而像后者一样,构成结构的部件在工厂的装配线上预制。

建筑事务所Precht完成了这个三角形模块+垂直农场的概念设计。首先这个概念设计打破了一个模块化建筑的传统——模块都得是方形盒子,方形盒子让模块化建筑显得千篇一律,其实一切能采用预制手段做的模块都可以叫做模块化建筑,例如:三角模块、六边形蜂窝模块等。
项目外观局部,堆叠形式的种植花园实现了城市生态的自我复原 ©Precht
概念设计理念源于建筑师觉得人们在城市生活远离了对食品种植的接触,外国人是这样,中国城市里的孩子也是这样,不少中国城市成年人去菜市场都叫不全菜名。
垂直农场还能营造社区概念,大家可以彼此交换种植的蔬菜水果,把住户通过种植连接在一起。

建筑的结构没有采用钢结构、钢混结构、PC结构,而采用了可以盖高层的CLT木结构体系。数据表明,使用木材生产结构型板材产品所需的能量要远远低于使用钢、水泥和混凝土等材料,同时,在制造过程中其所产生的温室气体也远低于钢、水泥和混凝土等。
另外,木材本身就可以吸收二氧化碳,因此,与其他建筑材料相比,它具有更低的碳排放量,从而对环境所造成的影响也就更小。

室内教育类空间 ©Precht

每个模块都有自己不同的功能,业主可以选择自己想要的模块,赋予了他们更多的自主权去根据自己的需求定制自己的家。“种菜区”有私人的也有公有的,实在不愿意自己种菜也不会变成负担。

大楼下层的室内农贸市场 ©Precht
建筑师Chris Precht说,这个建筑体系没有限制高度,想盖得更高,结构用得厚些就可以了,可以根据城市的密度及需求进行设计。但是某些国家对木结构建筑的高度有规定,例如日本、加拿大、北欧、奥地利、英国,但全球的建筑标准都在因为CLT体系发生变化。

农场项目将建筑视为了我们生态系统的一部分。它是一个生长着的、呼吸着的、生活着的存在,它不是城市中的孤岛,反而将自身融入到了大范围的城市环境中。中国目前的城市,很多年轻人甚至家庭都严重依赖外卖,这是科技在带来便利的同时,副作用就是不良的饮食习惯和生活方式。而把垂直农场的概念引入大城市居民的生活空间,则让更加绿色健康的生活离人们又近了一步。
模块化住宅的最新发展试图解决一个全新的问题:城市住房的可负担性。
随着越来越多的财富进入城市,对城市房地产的投机上升,流离失所和高档化造成了城市住房负担能力危机。这个问题的一个意想不到的副作用是年轻人和创意类型人员的流离失所,他们已经成为新的边缘化购房者,被高昂的房价挤出他们本来可以获得职业发展的地区。
对于那些拼命寻找低租金的人来说,出现了新型住房:集装箱房和模块化小公寓。

基础施工
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竖钢梁
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一层完毕
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房屋模块按次序装配起来
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每个房屋模块外都有一层防护措施,
防止在运输中受损。
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每个房屋模块室内也是装修好的。
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仅用19天就建设完成。
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尽管大规模模块化住宅项目已经取得了一些成功,例如Habitat 67,但大多数项目要么从未超过规划阶段,要么就是失败。
然而,模块化结构的即插即用灵活性始终激发着具有前瞻思维的建筑师。
国外的一所学校建设项目,52个模块,48个预制立柱,从运输到安装完毕只用6天时间。工厂内预制好的模块直接运送到工地安装,最大程度的减少了施工地区的污染,保障了学生的健康。
由于大部分施工在工厂就已经完成了,只需要将模块运送到现场组装,最大程度的减少了对周围社区的影响,也不影响附近的交通,对于这样建筑密集的社区来说再合适不过。

在组装预制模块之前,先在工地将一些基础的管线、电力系统铺设好。



第一批模块化建筑从工厂运输到工地。



运送至现场后,重型起重机开始吊装预制模块。






安装预制立柱,精确控制误差。


预制模块基本安装成型。


模块全部吊装完毕后,重型机械离开场地,一是可以保障工地施工的安全,二是尽早解除工地周边的交通管制。


学校走廊需要现场浇筑混凝土。


最后就是一些学校内的景观美化的施工。





如今模块化建筑已经成为发达国家在进行新建筑都会考虑的一种建筑形式,尤其对于学校这种标准固定的建筑类型,是一种非常好的选择。相信在国内,模块化建筑在建造学校上很快也会占据一席之地。
随着新形式的住房模式扩散和高科技时代的到来,只要建筑规划部门,城市和个人保持开放的心态,在条件成熟时,模块化住房就可以实现。
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