建筑學(xué)視角下的裝配建造初探

趙宏亮

1 裝配建造與傳統(tǒng)建造的區(qū)別

裝配建造（IndustrializedConstruction），又稱預(yù)制建造、場外建造，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。傳統(tǒng)建造是以身體操作為主體，進(jìn)而所使用的材料、工具都以身體的尺寸與肌肉運(yùn)動(dòng)機(jī)制密切相關(guān)，傳統(tǒng)手工建造模式下，手工的不精確性與個(gè)體差異性是客觀存在。工業(yè)革命的到來使傳統(tǒng)建造中的身體操作被機(jī)械操作所替代，建筑構(gòu)件也向工廠化預(yù)制生產(chǎn)的趨勢發(fā)展，建筑被分解為構(gòu)件單元進(jìn)行工廠預(yù)制再運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行組裝連接，工業(yè)化建筑產(chǎn)品以建筑部件的形式出現(xiàn)并介入建造中。因此，裝配建造與傳統(tǒng)手工建造差異的關(guān)鍵點(diǎn)在于，前者利用機(jī)械操作構(gòu)件部品，后者利用手工操作建筑材料，傳統(tǒng)建筑建造與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是分開的，而裝配建造在建造前就考慮各部件的拆分與組合，因此方案設(shè)計(jì)與裝配建造有著更高的關(guān)聯(lián)度。在這些差異的背后反映了制造業(yè)向建筑業(yè)的滲透，建筑建造中工業(yè)化生產(chǎn)模式逐漸取代傳統(tǒng)手工生產(chǎn)模式。

2 精益建造與裝配式建筑協(xié)同管理關(guān)系構(gòu)建

裝配式建筑具備了制造業(yè)的特點(diǎn)，實(shí)施精益建造的條件也因此變得更加成熟。這是因?yàn)橹圃鞓I(yè)中應(yīng)用精益建造理論的時(shí)間相對(duì)較長，實(shí)際應(yīng)用的范圍也較為廣泛。精益建造與裝配式建筑融合的基礎(chǔ)是二者存在某些共性，實(shí)施的過程中存在著相互支撐、相互協(xié)同管理的關(guān)系。精益建造與裝配式建筑對(duì)質(zhì)量控制關(guān)系概念。精益建造來自于制造業(yè)；裝配式建筑構(gòu)件工廠預(yù)制、現(xiàn)場安裝的建造方式也具備制造業(yè)的特點(diǎn)。在構(gòu)件工廠化生產(chǎn)過程中，人和設(shè)備的移動(dòng)，完美的代替了制造業(yè)中產(chǎn)品的相對(duì)流動(dòng)，同時(shí)構(gòu)件是一次性澆筑成型的，也造成了生產(chǎn)組織的臨時(shí)化和生產(chǎn)系統(tǒng)的離散化。精益建造和裝配式建筑都強(qiáng)調(diào)全生命周期管理。精益建造強(qiáng)調(diào)從產(chǎn)品自身特點(diǎn)出發(fā)，在項(xiàng)目全生命周期集中應(yīng)用各種資源優(yōu)勢創(chuàng)造最大價(jià)值；裝配式建筑的構(gòu)件需要在工廠生產(chǎn)，建立一種綜合考慮的全生命周期質(zhì)量控制體系，由過去的單一維度控制轉(zhuǎn)變成多維度過程控制，通過不斷的動(dòng)態(tài)更新，可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行高效、合理的管理。

3 裝配建造的構(gòu)造重組

3.1 構(gòu)造的空間重組

工廠—運(yùn)輸—現(xiàn)場建筑構(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。現(xiàn)場建造向工廠預(yù)制的轉(zhuǎn)變，這是現(xiàn)代主義思潮一直延續(xù)的一個(gè)夢想，20世紀(jì)杰出的建筑師們都在孜孜不倦地追求著建筑生產(chǎn)的工廠化。工廠化建造配備了先進(jìn)的自動(dòng)化工具，特別在數(shù)字時(shí)代已經(jīng)在逐漸重置概念與加工之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)信息流與建造物質(zhì)流之間建立了一個(gè)直接的聯(lián)系，建筑信息模型可以通過數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)文件到工廠的過程。數(shù)控加工有效解決了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)靈活性在工業(yè)化生產(chǎn)過程中的矛盾，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)部件定制從標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)到個(gè)性化定制的變革。當(dāng)前建筑定制主要數(shù)控加工技術(shù)手段有：二維切割、三維加減、塑形加工、機(jī)器人裝配等。

3.2 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，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。

4 結(jié)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)模化生產(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。