模塊化建筑的設(shè)計特點及其可操作性

2013年7月16日

摘要：模塊化建筑是具有鮮明時代特點的建筑思想與建筑技術(shù)的結(jié)合。在當(dāng)代高技術(shù)條件下思考空間問題，模塊化建筑節(jié)約資源，在材料和物理性能方面多樣化，體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)計的簡潔性和功能性，在較大程度上能解決目前存在的空間與可持續(xù)發(fā)展問題。選擇這個方向做研究，具有一定的現(xiàn)實意義。本文期望通過對模塊化建筑空間設(shè)計的研究，完善對當(dāng)代我國模塊空間的認識，總結(jié)出當(dāng)代建筑空間設(shè)計的動態(tài)性新概念，以助于對建筑創(chuàng)作現(xiàn)狀的反思及對建筑創(chuàng)作的展望。

關(guān)鍵詞：模塊化建筑；建筑設(shè)計；建筑空間

一、模塊化建筑設(shè)計的先進性

模塊化建筑是一種組裝化技術(shù)，它用事先預(yù)制好的模塊構(gòu)件組裝成各種房屋，施工簡便、組裝靈活。模塊構(gòu)件在工廠中預(yù)制，便于組織工業(yè)化生產(chǎn)、提高工效、減少材料消耗、受季節(jié)影響小。模塊建筑具有施工速度快、抗震性能好、使用面積大、建筑自重輕、施工簡便、組裝靈活、用工用料省等特點，還具有房屋可搬遷的功能，因此在城市建設(shè)中應(yīng)用并將推廣。

工業(yè)化的生產(chǎn)使模塊化建筑相比傳統(tǒng)的房屋建筑具有更精良的工藝：高品質(zhì)控制、切割精準(zhǔn)、節(jié)省材料、有效利用木材，并且那些廢棄物會被利用作為工廠的燃料等等。不僅如此，相比傳統(tǒng)的房屋建設(shè)，原材料的大批量采購、挑選勞動力低廉的地區(qū)建廠，這些手段降低了成本，提高了品質(zhì)，人們當(dāng)然會選擇它。

在模塊化住宅起步發(fā)展的初期，房屋樣式設(shè)計可選擇的范圍很有限，大部分的設(shè)計由工廠自行完成。工廠只是根據(jù)客戶的要求做些小的改動，實際上來說先前由工業(yè)化誕生的模塊化住宅產(chǎn)品的總體風(fēng)格和樣式都是單一而落伍的。

在最近幾年的發(fā)展過程中，越來越多的業(yè)主了解了這種新型住宅建筑模式，越來越多的新穎設(shè)計方案涌現(xiàn)出來，個性化的設(shè)計和選擇也日漸流行。今天，模塊化建筑的設(shè)計可以符合人們對任何一個時代的想象與追求，任何的風(fēng)格，比如“殖民地”建筑風(fēng)格(注：美國的一種傳統(tǒng)建筑風(fēng)格)、科德角式小屋(注：一層或一層半高且結(jié)構(gòu)緊湊的房屋，有一中央帶煙囪的三角形屋頂)，甚至大小，很多普通人的設(shè)計還成為了符合大眾喜歡的樣式而被廣泛的借鑒和使用。

模塊化住宅越來越受歡迎，人們對它的建筑風(fēng)格上的要求也越來越復(fù)雜，建筑設(shè)計師們正在不斷改進自己的設(shè)計風(fēng)格以迎合業(yè)主的個性化需求。比如：工廠可以制造的各種模塊的尺寸，房屋的走向，各個模塊的銜接細節(jié)。此外，建筑目的地的地理位置也是需要考慮的，如果要經(jīng)過狹窄或者崎嶇不平的道路，必須設(shè)計使用小型模塊以便于運輸，這都是要在設(shè)計初期需要考慮到的。

二、模塊化建筑在設(shè)計和施工上的優(yōu)勢

模塊化建筑的特點是施工工期較傳統(tǒng)工期短得多，一般縮短二分之一到三分之一左右。因此，這種房子適宜于房荒嚴重和等待解決住宅困難的地方。同時在美國的盒子構(gòu)件工廠一般都放在靠近河岸的城鎮(zhèn)上，以降低運輸成本。也正由于模塊化建筑的重量較重，要采用大噸位的吊車吊裝，所以在施工上也受到一定的限制。模塊化建筑具有一系列突出的優(yōu)點，其中最大的優(yōu)點就是速度快。同大板房相比，模塊化房屋的施工周期可以縮短50~70%，加速資金周轉(zhuǎn)，盡快地發(fā)揮投資效益，滿足用戶的需要。

其次，由于模塊化建筑的工業(yè)化生產(chǎn)程度高，因而用工特別省。同大板房屋相比，總用工量約可減少10~15%；同磚砌建筑相比，可減少30~50%。施工現(xiàn)場的用工量減少尤多，一般可比大板房屋減少一半以上。最后，材料和設(shè)備的損耗降低，工人勞動條件大大改善，免受日曬雨淋之苦，施工過程可不受或少受氣候影響，利于組織常年均衡施工。

三、模塊化建筑設(shè)計應(yīng)遵循的原則

適用、堅固、經(jīng)濟、美觀是建筑設(shè)計的一般原則，模塊化建筑也應(yīng)遵循這個原則。畢竟模塊化建筑在功能和結(jié)構(gòu)方面，要滿足人們的使用要求。同時，要有大膽創(chuàng)新的思想。建筑本身在人們的意識里已經(jīng)固化成了非移動的物體，而人們要使用的是建筑的內(nèi)部空間，如何在模塊化建筑中體現(xiàn)這個空間，這就要求建筑師要有豐富的其他領(lǐng)域知識與建筑知識相互融合，打破常規(guī)，找到恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合點。重要的是形式的設(shè)計要體現(xiàn)美觀的原則。建筑師可以從組合等方面去拓展和挖掘美感，建筑師應(yīng)像專業(yè)承包商能創(chuàng)造美的車輛一樣創(chuàng)造優(yōu)美的可移動的建筑物。當(dāng)然還可以從模塊化建筑所應(yīng)用的城市的文化背景來考慮。

模塊化建筑作為有特色、有內(nèi)容、引人注目而又精確有效的空間環(huán)境，應(yīng)注意在設(shè)計時盡可能消除它對人們心理產(chǎn)生的臨時性和移動性影響，增加其舒適性和穩(wěn)定性。使人在使用時，對建筑的傳統(tǒng)概念不至于產(chǎn)生大的甚至是錯位的變化。在注重設(shè)計的同時，也應(yīng)當(dāng)注意新材料和技術(shù)的產(chǎn)生。模塊化建筑在新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)后，有了較大的飛躍。所以，新材料的產(chǎn)生可能對這種類型的建筑設(shè)計產(chǎn)生很大的影響。對于模塊化建筑，采用新技術(shù)新材料可使提高它的使用壽命。

四、模塊化建筑與其他類型建筑的比較

1、模塊化建筑與裝配式大板建筑比較

模塊構(gòu)件具有空間結(jié)構(gòu)單元的特點，受力性能好，設(shè)計上比較經(jīng)濟，由于模塊構(gòu)件頂板與墻板整澆為一體，不存在樓板擱置長度問題，墻壁可做得較薄，內(nèi)墻雖由兩壁拼成，但只是一道空心墻，用料仍比較省。在構(gòu)件制作上，一個模塊構(gòu)件即為一個房間，規(guī)格型號少；同樣一個房間，裝配式大板則需有內(nèi)墻板，外墻板，大樓板若干塊構(gòu)件拼成，制作規(guī)格型號多。在施工安裝上，模塊為立體構(gòu)件，松鉤即可站穩(wěn)，連接一般只需角部焊接；而大板構(gòu)件多、吊次多，就位后需用支撐臨時固定，再進行現(xiàn)澆接頭連接、工序多。模塊構(gòu)件體積大、重量大、需大噸位拖車，吊車進行拉運和吊裝；大板構(gòu)件體積小、重量輕、較小的拖車，吊車便可運輸?shù)跹b。

2、模塊化建筑與框架建筑相比

框架結(jié)構(gòu)在梁、柱、樓板上用去相當(dāng)數(shù)量的鋼筋混凝土，它的成品只是一個結(jié)構(gòu)骨架，還需進行墻體砌筑，內(nèi)外墻面抹灰等大量建筑裝修工作；模塊結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土的用量與其相當(dāng)，但使“建筑”與“結(jié)構(gòu)”合二為一，盒壁不僅是圍護結(jié)構(gòu)，還協(xié)同角柱和梁共同工作，經(jīng)濟合理。

3、模塊化建筑與磚混建筑的比較優(yōu)勢

模塊化構(gòu)件的施工特點：采用模塊構(gòu)件建造房屋時，有2/3以上的施工過程可在工廠內(nèi)完成，只留模塊組裝、少量裝修、接通管線等工作在現(xiàn)場操作，因而約80%的工作可不受氣候影響，適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。總用工量少，勞動條件有所改善。施工工期較其他施工方法縮短約1/2。主要材料耗用量和現(xiàn)澆大模板建筑相仿或稍低。但是，模塊構(gòu)件預(yù)制工廠投資較大。

模塊化構(gòu)件的承重類型：按其靜載特性分為承重構(gòu)件和非承重構(gòu)件。金屬或木制的模塊構(gòu)件多用在一、二層房屋或有承重骨架的鑲嵌式建筑。塑料的盒子構(gòu)件則僅用于房屋的一部分，如廚房、浴室、廁所等，或用于懸掛建筑。鋼筋混凝土的模塊構(gòu)件使用較廣，通用于多、高層盒子構(gòu)件房屋。美國有從旅游車和活動房屋發(fā)展而來的折疊式模塊構(gòu)件房屋，可不受公路運輸對寬度的限制，作為工地辦公用房、宿舍或活動修理車間。

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