可持續(xù)發(fā)展理念下的模塊化建筑研究

黃 帥

(后勤工程學(xué)院，重慶 401311)

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可持續(xù)發(fā)展理念下的模塊化建筑研究

黃 帥

(后勤工程學(xué)院，重慶 401311)

基于可持續(xù)發(fā)展的理念，闡述了模塊化建筑是具有鮮明時(shí)代特點(diǎn)的建筑思想與建筑技術(shù)的結(jié)合，并從其巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益與當(dāng)前發(fā)展的優(yōu)勢(shì)地位兩方面詳細(xì)論述了我國(guó)模塊化建筑發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)例，進(jìn)一步證明了可持續(xù)發(fā)展理念下的模塊化建筑在我國(guó)建筑工業(yè)化領(lǐng)域的重要地位。

建筑材料，可持續(xù)發(fā)展，模塊化，建筑工業(yè)化

1 可持續(xù)發(fā)展理念與模塊化建筑的關(guān)系

可持續(xù)發(fā)展概念孕育于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾之中。然而建筑活動(dòng)在目前的社會(huì)環(huán)境下儼然成為資源消耗大戶，同時(shí)也是最主要的污染源，使環(huán)境可持續(xù)發(fā)展全面推行面臨強(qiáng)大的阻力，現(xiàn)代建筑的可持續(xù)設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。如果我們?cè)诋?dāng)代社會(huì)高技術(shù)的背景下思考空間的問(wèn)題，就會(huì)發(fā)現(xiàn)模塊化建筑在資源的節(jié)約、材料物理性能多樣化等方面體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔性和功能性，并且能在較大程度上緩解建筑空間與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的矛盾。模塊化建筑與可持續(xù)發(fā)展理念不謀而合。在經(jīng)濟(jì)上，它能夠適應(yīng)目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)承受能力；在文化上，它延續(xù)了傳統(tǒng)建筑文化的精髓，使其富有地域感、歸屬感；在技術(shù)上，它不是單純的低技術(shù)的重復(fù)，而是與改造和新技術(shù)相結(jié)合，并且易于操作實(shí)施。從而使工業(yè)化建筑生產(chǎn)在一定程度上擺脫“千篇一律”的剛性生產(chǎn)局面，從而滿足建筑設(shè)計(jì)“以人為本”的設(shè)計(jì)要求。

2 我國(guó)模塊化建筑發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 模塊化建造技術(shù)為中國(guó)帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

1)模塊化建筑外墻的構(gòu)造中保溫隔音巖棉和防火儲(chǔ)能板材等為其主要材料。目前我國(guó)每年燒磚毀田約95萬(wàn)畝，消耗1億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。倘若將實(shí)心黏土磚用量減少20%，則可節(jié)約磚場(chǎng)占地90多萬(wàn)畝，并且每年可減少因燒磚而毀壞的耕地近20萬(wàn)畝，減少使用標(biāo)準(zhǔn)煤2 000多萬(wàn)噸；2)模塊化建筑體系的節(jié)能儲(chǔ)能有75%以上的節(jié)能效果。目前我國(guó)多數(shù)采暖地區(qū)的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能相對(duì)氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家還有差距，發(fā)達(dá)國(guó)家外墻的傳熱系數(shù)約為我們的3.5倍，外窗約為3倍，屋面約為4倍，門窗的空氣滲透甚至可以達(dá)到6倍；3)模塊化建筑的墻體材料對(duì)環(huán)境保護(hù)十分有利。我國(guó)多層住宅結(jié)構(gòu)體系主要為砌體結(jié)構(gòu)及混凝土框架結(jié)構(gòu)，硅酸鹽水泥使用量大，硅酸鹽材料在建筑解體后，它在大自然中降解困難，難循環(huán)且給環(huán)境造成極大的破壞。而模塊化建筑均為環(huán)?？稍偕慕ㄖ牧?，大大降低了混凝土的使用。

2.2 模塊化建筑體系的優(yōu)勢(shì)

1)日本目前的建筑工業(yè)化水平達(dá)到70%，且局限于建筑構(gòu)件的工業(yè)化。相對(duì)而言，模塊化建筑體系的總體工業(yè)化水平可以達(dá)到90%左右；2)歐美的建筑工業(yè)化技術(shù)還沒(méi)有解決生產(chǎn)問(wèn)題，但模塊化建筑可以實(shí)現(xiàn)100%車間內(nèi)施工；3)日本的住宅節(jié)能水平只有65%左右，而模塊化建筑體系的節(jié)能效果有75%左右；4)歐美和日本建筑工業(yè)化需要考慮建筑模數(shù)問(wèn)題，模塊化建筑體系無(wú)需考慮；5)歐美和日本只能將建筑結(jié)構(gòu)施工周期縮短1/4～1/3左右，而模塊化建筑體系能縮短1/2～2/3。

3 建筑實(shí)例

3.1 伊斯特蓋特大廈

位于津巴布韋的伊斯特蓋特大廈由建筑師米克·皮爾斯設(shè)計(jì)完成，皮爾斯詳細(xì)研究了白蟻巢穴涼爽的“煙囪”和“隧道”。并且在伊斯特蓋特大廈的設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了這種仿生學(xué)的思想，使得該建筑的室內(nèi)環(huán)境比一般的建筑更適宜人們活動(dòng)，而且較一般建筑能夠節(jié)能80%以上。在伊斯特蓋特大廈上的巨大的煙囪與白蟻巢穴如出一轍，這種被動(dòng)式降溫方式在夜晚通過(guò)吸收涼爽的空氣用以降低樓板的溫度，并且在白天可以保持樓板的涼爽，從而降低了空調(diào)的使用頻率，節(jié)約了能源(見(jiàn)圖1)。

3.2 南匯東灘禁獵區(qū)工作站

南匯東灘禁獵區(qū)工作站運(yùn)用了新研發(fā)的箱式建筑系統(tǒng)(一種由木龍骨與蒙皮構(gòu)造的箱式結(jié)構(gòu))(見(jiàn)圖2)，適合于在沿海地區(qū)的高鹽堿的地質(zhì)與氣候環(huán)境下使用。該系統(tǒng)不同于“新芽”系統(tǒng)(新芽系統(tǒng)作為災(zāi)后重建中出現(xiàn)的新型輕鋼體系,在廣大農(nóng)村災(zāi)區(qū)發(fā)揮了極大作用)，它的集成度更高、加工精度更高且現(xiàn)場(chǎng)建造時(shí)間更短，這些優(yōu)點(diǎn)使該系統(tǒng)在有一定交通條件的偏遠(yuǎn)地區(qū)有非常好的使用前景。箱體平面的基本尺寸為9 m×3 m，使用長(zhǎng)度不超過(guò)3 m的材料制造，在里面上開(kāi)有寬窄不一的與建筑通高的洞口，其最大寬度能夠達(dá)到 3 m。這一擁有特殊結(jié)構(gòu)的箱體模塊將成為新建建筑空間中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元，可以使建筑內(nèi)部空間產(chǎn)生豐富的變化。此外，這種模塊化建筑也非常適合于公路運(yùn)輸，可首先在遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑工廠進(jìn)行預(yù)制，并且可以提前將建筑內(nèi)部的主要設(shè)備、家具與電器裝配完畢。這一建筑系統(tǒng)的可重復(fù)拆裝特性，也使其成為對(duì)環(huán)境影響較低的可持續(xù)建筑系統(tǒng)。

3.3 石榴居

石榴居坐落于華中科技大學(xué)建筑系館東側(cè)，是一次關(guān)于新型建筑結(jié)構(gòu)體系的有益實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)圖3)。“石榴居”中的所有建筑構(gòu)件均由當(dāng)?shù)氐慕ㄖS預(yù)制，并在現(xiàn)場(chǎng)裝配而成，建筑以膠合竹作為主要結(jié)構(gòu)材料，并且整體預(yù)制，它的主體結(jié)構(gòu)為30 mm×600 mm的門式鋼架體系，建筑結(jié)構(gòu)直接暴露在室內(nèi)并直接作為家居和儲(chǔ)物空間，使用較為方便。整個(gè)竹制建筑體采用輕型的預(yù)制體系，因此只需要點(diǎn)式樁基?，F(xiàn)場(chǎng)工人也只需將來(lái)自于工廠的主要構(gòu)件以及次級(jí)構(gòu)件進(jìn)行對(duì)位裝配即可，而且其中85%的主體構(gòu)件可以被拆解，重復(fù)建造，因此整個(gè)建筑過(guò)程僅消耗25 d。

作為竹木建筑體系，材料本身的優(yōu)良熱工性能，竹材在內(nèi)飾的親和力以及通過(guò)構(gòu)造解決的保溫隔熱防水等問(wèn)題，讓石榴居并不是一個(gè)臨時(shí)建筑。

4 結(jié)語(yǔ)

“十二·五”期間我國(guó)城鎮(zhèn)化率超過(guò)50%，城、鄉(xiāng)住宅和公共建筑大量被建造，而傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)在建筑工業(yè)化、裝配化程度方面無(wú)法滿足要求，且建造施工期間大量消耗國(guó)土資源，大量的二氧化碳、粉塵等排放到空氣中，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。在這種情況下，模塊化建筑體系的技術(shù)引進(jìn)和應(yīng)用將很大程度上為我國(guó)的社會(huì)持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境提供有力的保證，并在今后的幾十年內(nèi)為我國(guó)帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。

[1]曲媛媛.模塊化建筑空間設(shè)計(jì)的發(fā)展研究.蘇州：蘇州大學(xué),2009.

[2]岑偉紅,郭蕊蓮.當(dāng)代建筑實(shí)踐中的“模塊化”傾向.福建建筑,2010(6):15-16.

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[6]穆 威.石榴居.世界建筑,2013(7):115-119，133.

Study on modularized building under the concept of sustainable development

Huang Shuai

(LogisticalEngineeringCollege,Chongqing401311,China)

On the basis of sustainable development concept, describes modularized building which combines current building idea with building technology, discusses domestic modularized building development status from two aspects of its economic and social benefits and present development merits. Combining with actual examples, it further proves that: modularized building has significant meaning in domestic building industry field under the concept of sustainable development.

construction material, sustainable development, modularity, building industrialization

1009-6825(2015)01-0020-02

2014-08-25

黃 帥(1992- )，男，在讀本科生

TU- 02

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