模块化建筑如何推动各国的城市化?

2018年12月03日 逸居新西兰



近几年备受关注的纽约461 Dean 项目,是最高的模块化建筑。其采用的就是预制各建筑部件到现场组装。这座32层、109.4米高、363个住宅单元、 建筑面积32,164平方米的高层住宅建筑,展示了模块化建筑在高层建筑中的技术突破。

 

模块化建筑最早可以追溯到19世纪20至30年代期间的住宅实验,代表作品是设计于1930年的Dymaxion House, 于1945年重新设计建造。

 

美国建筑师 Buckminster Fuller为自己发明的模块化建造方式设计了多种不同住宅模型进行试验,经工厂预制,运到现场组装。

 

模块化建筑的初衷是提供一种可行的建造方式,使其可适用于任何场地或环境,并有效地使用资源。模块化建筑设计的一个关键设计考虑因素是易于运输和现场装配。

 

经过将近一个世纪的发展,建造技术日渐趋于成熟的模块化建筑开始被广泛运用在单层,多层以及高层建筑中,建筑类型包括住宅、办公楼、酒店和度假屋等。



现代化的模块化建筑可分为两个模式,一个是60%-90%的建筑部件包括墙体、屋顶和楼板等在工厂预制,然后运到现场组装。

 

另一个方向是直接预制一个标准单元模块,包括围合的墙体、 地板、天花板,甚至室内精装修,然后运到现场层层叠加拼装。

 

近几年的模块化建筑主要借助BIM技术,实现所有构件的设计和安装管理。基于BIM平台,模块化建筑可实现建筑生产及装配全周期的数字化管理,包括图纸绘制、各专业协同工作、施工技术参照、材料精细量化模拟等。

 

BIM平台使模块化建筑具有快速、高效、数字化管理和质量可控性等优势。 模块化建筑发展最快的国家包括 日本、美国、中国等,以不同程度的模块化建造为主要建造方式的国家包括荷兰,瑞典,德国和澳大利亚等。

 

日本在模块化建筑的技术处于世界领先地位,2018年的数据显示,模块化住宅建造方式占据了15%的日本住宅市场,于此同时,在美国住宅市场的模块化建筑只占到2%。

 

在西方国家城市化进程中,政府短时间内大规模建造国民住宅已成为城市化进程的主要部分,而模块化建筑在许多国家的城市化进程中扮演了重要的角色。 


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二战结束之后,瑞典也经历了严重的住宅短缺。


1960年代,瑞典政府开始建设公共住宅,由于当时建筑人才短缺,为了尽快供应公共住宅,政府大力发展预制建筑,包括工厂预制家具。 80年代之后至2010年期间,瑞典政府将公共住宅系统逐渐过渡到私人住宅管理体系,以减少国家干预。



2010年之后,80%的新建独栋住宅采用模块化预制建造方式。2016年数据显示,30%以上的新建多单元住宅使用模块化预制建造方式。

 

昂贵的现场建造成本促使瑞典住宅市场不得不依赖工厂预制模式,而这也使很多当地预制建筑制造商得到很好的技术发展,北欧多数国家面临一样的问题,模块化预制建筑在北欧国家相当受欢迎。

 

 

二战之后,日本面临超过四百万住宅单元缺口。 1960年代开始,日本开始了建设公共住宅的计划,预制混凝土板成为当时 住宅建设的主要材料,也是模块化建筑的雏形。

 

大量的开放商和制造商加入政府公共住宅建设计划,工厂预制的独栋住宅单元也开始在市场上出售。 经过多年发展,不同程度的模块化住宅建设成为日本政府公共住宅的主要建设模式,1995年的大地震验证了预制住宅的抗震能力。



2000年之后,日本的模块化公共住宅更侧重于住宅的抗震、绿色节能、耐久性和舒适性,最重要的是适应老龄化居住人群的需求。

 

如今,日本的模块化预制住宅主要分为四种类型,包括轻钢结构预制、木结构预制、混凝土结构预制以及模块化住宅单元预制(包括室内精装修)。

 

模块化住宅单元预制是现在市场占比最高的建造方式。以一个普通的独栋住宅为例,传统的木结构预制建造方式需要120天,而精装修住宅单元的建设仅需40天,包括地基的准备,室内软装的完成和最后的施工检查。

 

 

新西兰全民关注的KiwiBuild计划使模块化建筑进入大众的视野,也有很多建造商和开放商希望引进模块化建筑的概念,以缩短建造周期,尽快进行资金回流。

 

然而,现阶段新西兰模块化住宅的造价高于传统建造方式。最主要的原因是因为市场接受度还不高。随着KiwiBuild的发展,市场份额的扩大,模块预制建筑制造商的生产力会大量提升,制造成本也会随着产量增加而大大降低。



相比于其他国家的迅速发展,新西兰本地的模块化建筑在市场上还处于试验及起步阶段。随着澳大利亚模块化建筑的技术发展和市场扩大,以及从其他国家成熟的模块化建筑体系中学习,新西兰模块化建筑市场在未来几年有极大的发展潜力。

 

预制建筑也成为不少公司开拓的新领域。作为PrefabNZ的会员,OZAC 建筑事务所积极参与了行业的技术和产品交流,并尝试运用在进行的项目中。

 

在皇后镇翡翠湖项目的设计过程中,OZAC研究了多种模块化建筑产品 组合的可行性,多方寻找合适的模块化建造方式和建筑材料。OZAC希望在未来的项目上推进模块化建筑的应用和发展,以适应迅速发展的模块化建筑市场。



作者介绍

Chunya Cai, OZAC Architects Ltd建筑设计师

奥克兰大学建筑学硕士

新西兰绿色建筑协会绿色建筑评估师

NZGBC GSAP



本文来源于逸居新西兰第九期杂志(2018.9月刊)

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撰文:Chunya Cai

编辑:Abby Chen

排版:Banks Feng


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