建筑學(xué)視角下的裝配建造初探

趙巧斌

摘? ? 要：建造在建筑學(xué)意義上指的是在一定地點(diǎn)運(yùn)用一定的工具與技藝將不同的材料和構(gòu)件組合為一個(gè)物質(zhì)整體，是把部分組合為有意義的整體的藝術(shù)。東南大學(xué)李海清教授認(rèn)為，建筑建造模式由技術(shù)模式和工程模式兩個(gè)方面構(gòu)成：技術(shù)模式由設(shè)計(jì)主體控制，包括材料、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)設(shè)備等設(shè)計(jì)問題的處理;工程模式由生產(chǎn)主體控制，包括工程管理方式、施工方式、生產(chǎn)制造方式等工程問題的解決?；诖?，本篇文章對(duì)建筑學(xué)視角下的裝配建造進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑學(xué);裝配建造;探討

1? 引言

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)裝配式體系和傳統(tǒng)建造體系展開了大量研究。Ferdous等探討了裝配式體系與傳統(tǒng)建造體系在工期上的差異并從現(xiàn)場(chǎng)管理的角度分析其原因。李麗紅等探討了裝配式建造體系與傳統(tǒng)建造體系在分部分項(xiàng)工程成本上的差異。劉洋從造價(jià)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，對(duì)比分析了裝配式體系與傳統(tǒng)建造體系的成本差異所在。

2? 裝配建造與傳統(tǒng)建造的概述

2.1? 裝配建造

裝配建造（IndustrializedConstruction），又稱預(yù)制建造、場(chǎng)外建造，裝配建造并沒有統(tǒng)一的定義，但都是指在工廠預(yù)制建筑部件運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)組裝的建造方式。精益建造領(lǐng)域?qū)W者認(rèn)為裝配建造是一種特殊的生產(chǎn)系統(tǒng)，但同時(shí)他們也認(rèn)為，裝配建造本質(zhì)上仍具有建造的特性：建造的一次性、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性、臨時(shí)的多組織性。工業(yè)技術(shù)的革新催生了工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械裝配的新型建造方式，這給傳統(tǒng)建造模式造成了巨大沖擊。

2.2? 傳統(tǒng)建造

傳統(tǒng)建造體系又稱傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系，其核心特征是勞動(dòng)密集型、機(jī)械化水平低和高離散性。該體系具有結(jié)構(gòu)整體性好、抗震性強(qiáng)的特點(diǎn)，但與此同時(shí)，其勞動(dòng)密集型的作業(yè)和粗放的管理體系也使其具有能耗大污染高、施工質(zhì)量低下等諸多弊端。

3? 裝配建造技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析

3.1? 對(duì)建筑格局進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置

就當(dāng)下我國建筑工程結(jié)構(gòu)情況來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際需求往往會(huì)存在一定的差異，這一問題集中表現(xiàn)了空間設(shè)計(jì)不切實(shí)和不合理，諸如：工程結(jié)構(gòu)中的支撐結(jié)構(gòu)墻體數(shù)量較多或者是內(nèi)部空間狹小等等。其次，針對(duì)不同用途的建筑其余在劃分方面也存在諸多不合理的情況，但是借助預(yù)制裝配式施工工作能夠有效的對(duì)上述問題加以解決，從根本上保證設(shè)計(jì)于用戶的需求相一致，對(duì)各個(gè)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的組合，從而保證建筑結(jié)構(gòu)空間上的合理性，更好的將內(nèi)部空間加以利用。

3.2? 提高建筑資源的使用效率

就我國當(dāng)下建筑工程行業(yè)的實(shí)際情況來說，預(yù)制裝配式建筑在整個(gè)行業(yè)的發(fā)展中所起到的作用是非常巨大的，其不僅與當(dāng)前我國推行的可持續(xù)發(fā)展理念相一致，并且還能夠發(fā)揮出節(jié)能環(huán)保的作用。但是在原材料的使用方面，在集成和組裝方面存在浪費(fèi)的情況，所以在利用預(yù)支裝配式施工技術(shù)進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)建造的過程中，要盡可能的控制施工材料的使用量，并且要對(duì)所有的施工產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行收集，對(duì)于可以二次利用的材料要進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

3.3? 綠色，環(huán)保

工業(yè)化的生產(chǎn)讓裝配式建筑有了量的把控，既減少了對(duì)施工周圍噪音污染、工業(yè)垃圾污染及濕法作業(yè)產(chǎn)生的灰塵污染，又能夠節(jié)省資源，讓傳統(tǒng)現(xiàn)澆過程中過度剪裁行為得到終結(jié)。

3.4? 提高施工效率和施工質(zhì)量

就預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)部件來說，就結(jié)構(gòu)載荷能力來說，相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有所提高，并且預(yù)制裝配式建筑部件的質(zhì)量往往都只是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的一半，并且也使得項(xiàng)目基礎(chǔ)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有所降低，提升了工程設(shè)計(jì)和建造工作的效率，為工程施工工作的開展帶來了諸多的便利。所以對(duì)于預(yù)支結(jié)構(gòu)部件來看，無論是在安裝還是結(jié)構(gòu)部件的運(yùn)輸工作方面，都需要不斷的綜合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，保證各項(xiàng)工作的質(zhì)量，才能對(duì)施工的效率和質(zhì)量的提升起到積極的推動(dòng)作用

4? 工業(yè)生產(chǎn)模式對(duì)裝配建造模式的影響

4.1? 從流水線生產(chǎn)到標(biāo)準(zhǔn)化建造

20世紀(jì)20年代美國福特公司開創(chuàng)了機(jī)械式自動(dòng)流水線生產(chǎn)模式，這種流水線生產(chǎn)的特征是批量化、標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)代建筑運(yùn)動(dòng)的締造者則認(rèn)為大規(guī)模生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化是通往未來的關(guān)鍵，因此他們注重探索更加專業(yè)的大規(guī)模建筑生產(chǎn)技術(shù)，并試圖設(shè)計(jì)一種可通用于世界任何地方的標(biāo)準(zhǔn)建筑形式，正如福特的名言：“任何消費(fèi)者可以將他的車漆成任何他喜歡的顏色，只要它是黑色的。”因?yàn)楸葐渭兲岣弋a(chǎn)品數(shù)量更有價(jià)值的是提高產(chǎn)品的性能并節(jié)約成本，因此運(yùn)用裝配建造的建筑師更需要關(guān)注機(jī)械效率和建筑形式。

4.2? 從柔性制造到批量定制

20世紀(jì)60年代，英國Molins公司在世界上首次建成柔性制造系統(tǒng)，這應(yīng)被視為多品種柔性生產(chǎn)模式的發(fā)端。此后，對(duì)于解決大量生產(chǎn)模式與快速變化的市場(chǎng)多元化需求之間的矛盾的理論研究和具體實(shí)踐就沒有停止過，并出現(xiàn)了一系列基于柔性生產(chǎn)模式的先進(jìn)制造技術(shù)與管理方法，如精益生產(chǎn)LP、智能制造IMS、虛擬制造VM等。這些概念也逐漸滲入建筑業(yè)，為建筑的個(gè)性定制帶來巨大影響，因?yàn)楦鼮殪`活多變的批量定制更加適合建筑的生產(chǎn)活動(dòng)，改變了建筑創(chuàng)作與建造的方式。

5? 裝配建造的構(gòu)造重組

5.1? 構(gòu)造的空間重組工廠—運(yùn)輸—現(xiàn)場(chǎng)

建筑構(gòu)造發(fā)生的空間范圍可以反映建造材料、技術(shù)等資源的整合程度，裝配建造的預(yù)制生產(chǎn)機(jī)器通常是固定不易移動(dòng)的，因?yàn)槠錁?gòu)成復(fù)雜、體積龐大，對(duì)場(chǎng)地空間有更高要求。因此，裝配建造從工廠預(yù)制后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)組裝，這種空間的轉(zhuǎn)換催生建造工具的變化，而工具的變化也進(jìn)一步擴(kuò)大建造資源的空間范圍。建造空間轉(zhuǎn)換所帶來的工具變化提高了建造精度與建造能力。

5.2? 構(gòu)造的時(shí)間重組：橫向拆解—縱向重組

裝配建筑有預(yù)先拆分的過程，當(dāng)前的建筑拆分主要分為3類：功能構(gòu)件、系統(tǒng)構(gòu)成、制造部品。功能構(gòu)件的拆分會(huì)把建筑構(gòu)件分為6大類：基礎(chǔ)、樓地面（梁板）、墻柱、屋頂、樓梯、門窗。另一種分類方式是將建筑劃分為系統(tǒng)層次，如結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、維護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)等。顯然這兩種劃分方式是從抽象角度出發(fā)，無法運(yùn)用于預(yù)制生產(chǎn)。安德烈·德普拉澤斯在其著作《建筑建構(gòu)手冊(cè)》手冊(cè)中將建造的物質(zhì)要素從小到大進(jìn)行了排列：原材料—模塊—構(gòu)件—結(jié)構(gòu)—結(jié)構(gòu)體。參考這種劃分方式，筆者將裝配建造物質(zhì)要素單元?jiǎng)澐譃椋翰牧稀M件—部件—模塊—建筑，組件、部件、模塊可以概括為不同層次的預(yù)制部品。從組件到部件再到模塊的預(yù)制，不僅是構(gòu)件的集成化生產(chǎn)和裝配技術(shù)的長足進(jìn)步，現(xiàn)場(chǎng)建造的邏輯較傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)施工方式也發(fā)生了質(zhì)的變化。這種建筑拆分預(yù)制的意義在于拆分出的建筑部品的內(nèi)部構(gòu)造次序與其他部品的關(guān)聯(lián)割裂了，傳統(tǒng)建造的每一構(gòu)造層級(jí)都受制建筑整體的建造順序，如從下到上、從內(nèi)到外等。部品的預(yù)先拆解是批量同時(shí)制造的前提，這也就能夠降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提高工廠預(yù)制速度。

6? 結(jié)束語

裝配建造利用工業(yè)化制造方式重組了建筑構(gòu)造，使得建筑建造能夠更加準(zhǔn)確、快速與靈活，進(jìn)而使得建造向制造轉(zhuǎn)變，建筑向產(chǎn)品轉(zhuǎn)變。而對(duì)于建筑師來說，裝配建造使建筑構(gòu)部件規(guī)?；a(chǎn)，為之提供了前所未有的豐富題材。但是如果這些素材只是用來實(shí)現(xiàn)歷史風(fēng)格與視覺圖像追求，那么建筑師將錯(cuò)失裝配建造所帶來的可能性。

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