淺談模塊化建筑

彭勁源

（廣州大學建筑與城市規(guī)劃學院）

1 引言

模塊化是指解決一個復雜問題時自頂向下逐層把系統(tǒng)劃分成若干模塊的過程，有多種屬性，分別反映其內(nèi)部特性[1]。把這種方法運用到建筑上面，就形成了模塊化建筑（見圖1）。

圖1 裝配式房屋鋼結(jié)構(gòu)標準模塊

模塊化建筑的設(shè)想是在近幾十年中提出的，是人類工業(yè)技術(shù)發(fā)展到一定程度應(yīng)運而生的。就像以前人類進程中從手工業(yè)生產(chǎn)過渡到工業(yè)化生產(chǎn)一樣，英國的工業(yè)革命引領(lǐng)了全球的機器生產(chǎn)時代。高效、可靠成為工業(yè)機器最具代表的特點。

以往由于技術(shù)手段的限制，對于建筑這么龐大的“工業(yè)產(chǎn)品”，人們無法想像將其放在工廠流水線上生產(chǎn)，加之建筑結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，模塊化生產(chǎn)勢必會限制其部分功能與外型，對于建筑行業(yè)追求美的本能來說是有沖突的。

然而隨著技術(shù)的進步，人們發(fā)現(xiàn)可以通過將建筑拆分成一個個組件，由生產(chǎn)標準化的組件來代替對建筑本體的流水線生產(chǎn)，最終實現(xiàn)模塊化建筑的構(gòu)想。

2 模塊化建筑的優(yōu)勢與不足

2.1 模塊化建筑的優(yōu)勢

像前面提到的，模塊化建筑之所以成為人們追求的技術(shù)，其優(yōu)勢包括了其高效的生產(chǎn)、固定的組裝、快捷的施工等等特點。與傳統(tǒng)的建筑施工不同，模塊化建筑的施工組件由工廠生產(chǎn)好，直接運輸至施工現(xiàn)場組裝就可以了；在建筑業(yè)中，我們把實施模塊化這個過程稱為模塊化施工。模塊化施工是一種現(xiàn)代先進的施工理念，它的先進性在于大量引入模塊作業(yè)，極大地縮短了工期，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益[2]。同時，也出現(xiàn)了對集裝箱的改造利用。

圖2 集裝箱改造模塊化房屋

此外，模塊化其實在自然界中常常出現(xiàn)，我們從小就熟悉的蜜蜂與螞蟻，它們所筑的巢不正是由一個個小小的空間組合起來的嗎?這也體現(xiàn)了模塊化建筑的仿生學元素，由自然界中得來的靈感一直促進著人類科學技術(shù)的發(fā)展，或許在建筑領(lǐng)域中這也是一大進步。

另外，模塊化建筑所帶來的一大設(shè)想就是，在條件允許的情況下，業(yè)主可以自由設(shè)計自己的房子。就像我們所津津樂道的樂高積木，由于每個模塊之間的連接方式都是一樣的，所以我們可以按照自己的喜好任意組合積木，形成各種你想要的形狀。若建筑也能夠如此，人們甚至可以按照模塊的數(shù)量來選擇自己房子的面積，并付相應(yīng)的費用。

而在太空中，在無重力的條件下，空間站就是利用模塊化的拼接實現(xiàn)太空船物資的接收與轉(zhuǎn)移等等。所以在科幻片中，我們往往可以看到模塊化建筑的影子，這也代表著現(xiàn)在建筑技術(shù)中最為先進的一部分。

2.2 模塊化建筑的不足

模塊化建筑發(fā)展的時間尚短，也存在許多的問題。

其中之一是與傳統(tǒng)的施工對比起來成本仍然要高出不少，這主要是因為大量使用鋼材作為框架，以實現(xiàn)連接。隨著科技的發(fā)展，若出現(xiàn)新材料，這個問題便能得到解決。還有就是一直飽受質(zhì)疑的安全問題，由于不是一體成型，很容易讓人覺得模塊化建筑不夠穩(wěn)固，在面對大型地震的時候容易一震就散，承重方面是否經(jīng)得起考驗也成為人們議論的話題。另外由于結(jié)構(gòu)自身的原因，模塊化建筑在高層建筑領(lǐng)域的應(yīng)用中一直有很大的限制。

此外，模塊化初期所帶來的便是造型單一，以現(xiàn)在的技術(shù)，很難實現(xiàn)國際上頗具有個性造型建筑的模塊化生產(chǎn)。模塊化建筑大多只是方盒子結(jié)構(gòu)，再怎么變化也跳不出基本模塊的形狀，這成為了以后要攻克的一大技術(shù)難題。

3 模塊化建筑的實例

模塊式citizenM酒店建造案例分析：

英國第一座citizen酒店坐落于前STV電視演播室的舊址，緊鄰格拉斯哥中部的地標性建筑—皇家劇院。從外形上看這就是模塊化建筑的代表。由于采用工廠生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)模塊化建造技術(shù)，因此所有的198間客房在44周內(nèi)全部完工[2]。

主要的建造流程包括安裝底層的框架結(jié)構(gòu)、澆筑混凝土板、組裝預制好的客房單元。底層的框架結(jié)構(gòu)和混凝土板起支撐作用，組裝客房單元就像是堆一個個箱子一樣把所有客房單元堆起來形成一棟完整的建筑。由于事先計算好了單元的位置，組裝過程便捷迅速（包括運輸以及組裝）。并且，由于在工廠內(nèi)部就完成了室內(nèi)裝飾、水電管線、家具等的安裝，所以現(xiàn)場施工只需完成外墻的裝飾施工，整個工期大大縮短，減少了大量建筑垃圾的堆積。

4 結(jié)語

模塊化建筑作為新興的建筑技術(shù)，其先進性和良好的前景不言而喻。在英國，模塊化建筑已經(jīng)成為住宅產(chǎn)業(yè)化的主要模式，模塊化建造的建筑在住宅樓宇、衛(wèi)生和教育用建筑中已經(jīng)占有了相當大的市場份額[3]。

模塊化建筑施工快、污染小、成本易控制等特點使其成為現(xiàn)代施工先進技術(shù)中重要的一員。雖然，現(xiàn)在仍有著許多限制，如模塊單元的結(jié)構(gòu)形式單一、不能廣泛運用到高層建筑中等，但隨著生產(chǎn)技術(shù)、材料、施工等方面的進步，相信模塊化建筑在未來會成為建筑類型中非常重要的一部分。