我最近在思考一個(gè)問(wèn)題。
現(xiàn)在A(yíng)I在建筑行業(yè)的滲透呈現(xiàn)加速趨勢(shì),
尤其是建筑方案及效果圖呈現(xiàn)方面,
那么在這個(gè)過(guò)程中,
是否需要給AI一個(gè)助力,或者,
繼續(xù)等待其成長(zhǎng)到足夠聰明到具有“易建性”的能力?
每一種工業(yè)化結(jié)構(gòu)形式,
其實(shí)總能找到其最佳的, 甚至無(wú)可替代的應(yīng)用場(chǎng)景,
比如冷彎型鋼,特別適合做復(fù)雜造型及立面;
比如門(mén)式鋼架,特別適合做工業(yè)廠(chǎng)房;
比如空間網(wǎng)架,特別適合大跨度的加油站; 等等等等……
本文想從施工組織設(shè)計(jì)反推最佳的建筑設(shè)計(jì)這個(gè)角度
結(jié)合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)踐, 思考模塊化的建筑, 有沒(méi)有一個(gè)最佳的實(shí)踐路徑? 第一部分:模塊化的底層邏輯
所謂模塊,就是可組合成系統(tǒng)的、具有某種確定功能和接口結(jié)構(gòu)的、典型的通用獨(dú)立單元。a. 是可組合成系統(tǒng)的獨(dú)立單元詳見(jiàn): 筆記《模塊化的概念與定義》 筆記《模塊化,一個(gè)跨學(xué)科的綜合歷史概念》,從理解模塊化定義角度,個(gè)人電腦是最佳體現(xiàn),最能體現(xiàn)并行制造、獨(dú)立功能單元、標(biāo)準(zhǔn)功能、系統(tǒng)接口……等特征

每個(gè)模塊的一個(gè)關(guān)鍵特性是它應(yīng)該封裝其混亂的內(nèi)部細(xì)節(jié),從而掩蓋技術(shù)、組織、文化和政治沖突,只顯示一致的界面。模塊化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者因此能夠以即插即用的方式交換模塊,這增加了系統(tǒng)的靈活性。因此,在一般意義上,模塊化是一種在動(dòng)態(tài)和系統(tǒng)環(huán)境中應(yīng)對(duì)和管理復(fù)雜性的手段。 第二部分:模塊化建筑
模塊化建筑的定義
模塊化建筑是指采用工廠(chǎng)預(yù)制的集成模塊在施工現(xiàn)場(chǎng)組合而成的裝配式建筑。其中集成模塊是指具有建筑使用功能的三維空間集成建筑單元。該建筑單元主體結(jié)構(gòu)、樓板、吊頂、設(shè)備管線(xiàn)、內(nèi)裝部品都在工廠(chǎng)預(yù)制完成,滿(mǎn)足各項(xiàng)建筑性能要求和吊裝運(yùn)輸?shù)男阅芤?,生產(chǎn)完成后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝作業(yè)即可完成建造工作。——中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院但從目前行業(yè)實(shí)踐,上述定義個(gè)人認(rèn)為還是偏狹隘,因?yàn)榉隙x的模塊化建筑其實(shí)有兩種,表現(xiàn)形式分別是2D的Flat Pack和3D Volumetric Construction。從相關(guān)的行業(yè)創(chuàng)投走勢(shì),也可以看出這兩種形式的建筑都在同時(shí)受到資本的追捧(甚至從近些年的融資企業(yè)數(shù)量和融資金額這個(gè)角度,2D模塊的表現(xiàn)可能更好一點(diǎn))。2D 模塊方面,且不論已經(jīng)倒閉的KATERRA,目前還有風(fēng)頭正勁的veev。 據(jù)外媒Techcrunch報(bào)道(2022年),科技型住宅建筑公司「Veev」已完成4億美元D輪融資,這筆資金融入一舉將其推至業(yè)內(nèi)“獨(dú)角獸”的位置,公司計(jì)劃將本輪融資所獲資金投入到業(yè)務(wù)規(guī)模擴(kuò)展,新市場(chǎng)開(kāi)拓,以及研發(fā)中。「Veev」開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)有的flatpack建筑系統(tǒng),使用的材料包括鋼架、“高性能”亞克力飾面和木制品、低壓照明和智能傳感器。公司采用數(shù)字化制造工藝,將3D設(shè)計(jì)文件輸入冷彎型鋼和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床,來(lái)設(shè)計(jì)和建造新房子。起初,該公司專(zhuān)注于建設(shè)ADUs(附屬住宅單元),但現(xiàn)在正專(zhuān)注于大規(guī)模建設(shè)多戶(hù)住宅和獨(dú)戶(hù)住宅。目前,「Veev」的鑲板施工已能在其5萬(wàn)平方英尺的“數(shù)字化工廠(chǎng)”當(dāng)中進(jìn)行。3D模塊方面,美國(guó)比爾·蓋茨(Bill Gates)創(chuàng)立的突破能源基金于(2022年)7月下旬宣布向Vantem公司投資3000萬(wàn)美元。該公司在美國(guó),烏拉圭,巴西和智利均設(shè)有子公司,其主營(yíng)業(yè)務(wù)是運(yùn)用模塊化建筑制造房屋。  Vantem的核心是由結(jié)構(gòu)保溫復(fù)合三明治板(SIP)。這種隔熱板的基礎(chǔ)架構(gòu)是由兩層水泥基板組成,中間留有隔熱層。
第三部分 模塊化建筑在各國(guó)的表現(xiàn) 總得來(lái)說(shuō),建筑業(yè)是個(gè)周期性行業(yè),歷史上表現(xiàn)好的時(shí)期各種工藝體系爭(zhēng)奇斗艷(往往在社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施見(jiàn)頂?shù)臅r(shí)候都會(huì)有一波轉(zhuǎn)向裝配式、自動(dòng)化、信息化以謀求提高效率,然后就沒(méi)有然后了),普遍都有其歷史背景,比如美國(guó)的移民時(shí)期及戰(zhàn)后嬰兒潮、二戰(zhàn)后的歐洲、70年代的日本……日本是表現(xiàn)尤其凸出的一個(gè)市場(chǎng),因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)具有穿越周期的表現(xiàn),非常值得深入研究。
1、歐美從業(yè)企業(yè)普遍規(guī)模較小,自動(dòng)化水平不高。
筆記《美國(guó)預(yù)制房屋市場(chǎng)有很多東西要向日本學(xué)習(xí)》
筆記《日本預(yù)制建筑大規(guī)模工業(yè)化的演變和服務(wù)創(chuàng)新》
相對(duì)自動(dòng)化程度比較高的歐洲企業(yè)(目前還沒(méi)有幾家歐洲企業(yè)采用箱體流動(dòng)的產(chǎn)線(xiàn)): 日本企業(yè)在泰國(guó)的工廠(chǎng),做個(gè)對(duì)比:2、日本企業(yè)普遍自動(dòng)化、信息化程度較高。
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(一)
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(二)
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(三)?
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(四)?
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(五)
日本企業(yè)普遍走的是“全產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)化一體化模式”,市場(chǎng)上形成了大大小小各種封閉結(jié)構(gòu)體系的房屋公司。在涉足模塊化建筑的企業(yè)中,以豐田房屋和積水HEIM為主,并且真正實(shí)現(xiàn)了“像造汽車(chē)一樣造房子,像賣(mài)汽車(chē)一樣賣(mài)房子”。Sekisui每年建造并銷(xiāo)售13000套Heim住宅,通常被稱(chēng)為單元住宅。這些單元采用鋼框架結(jié)構(gòu),大部分是在工廠(chǎng)制造的,完工率約為80%。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為單元法,最大限度地減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量,從而實(shí)現(xiàn)了快速和高質(zhì)量的房屋建造。單元法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在平面選擇上的自由度,這是強(qiáng)鋼框架結(jié)構(gòu)所允許的。海姆項(xiàng)目的建筑平面圖被分為幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的部分,以生產(chǎn)最合適的單元。(圖1)單位約70種,其中標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)方體40種,長(zhǎng)寬高各10種,其他為特殊形狀單位(梯形等)。 從收到訂單到發(fā)貨的工作流程客戶(hù)下單后,各房單獨(dú)處理。首先由銷(xiāo)售公司繪制平面圖,然后在工廠(chǎng)根據(jù)平面圖挑選所有需要的零件。單元框架由鋼材通過(guò)焊接制成,并輸送到裝配線(xiàn),工人在裝配線(xiàn)上安裝外部和內(nèi)部部件及設(shè)備。(圖2)最后,單元被運(yùn)送到建筑工地,并捆綁在一起組成一個(gè)房子。(圖3)一個(gè)大的工廠(chǎng)一天生產(chǎn)135個(gè)單位(每3分鐘生產(chǎn)一個(gè)單位),每一個(gè)單位由放置在不同地點(diǎn)的不同零件組成。從列出的大約30萬(wàn)個(gè)部件中正確地選擇大約3萬(wàn)個(gè)特定部件,并在工作時(shí)間內(nèi)將它們交付到裝配線(xiàn)上,這是很重要的。汽車(chē)的裝配可以選擇發(fā)動(dòng)機(jī)、座椅、油漆顏色、音響元件等,甚至可以選擇座椅或車(chē)窗的布局或車(chē)身的大小和形狀,這在Heim的裝配房屋中,也可以實(shí)現(xiàn)。他們使用一個(gè)零件爆炸系統(tǒng),來(lái)支撐這種自由的定制設(shè)計(jì)(朱明:需要說(shuō)明的是,這是一種有限的自由,一定是基于上文提到的70種標(biāo)準(zhǔn)單元以及30萬(wàn)個(gè)部品部件)。
第四部分 一種適合模塊建筑的平面布局(或產(chǎn)品策略)
模塊化的目的是提高效率,表現(xiàn)形式是基于規(guī)模效應(yīng)的大規(guī)模工業(yè)化制造,并行生產(chǎn)等。需要說(shuō)明的是,規(guī)模效應(yīng)不代表不可以定制,相反,大規(guī)模定制已經(jīng)在許多行業(yè)中被引入和應(yīng)用。 定制是一種復(fù)雜的戰(zhàn)略手段。因此,定制不是基于對(duì)單個(gè)過(guò)程或CNC機(jī)器的簡(jiǎn)單控制,而是通過(guò)信息流和材料流創(chuàng)建相應(yīng)的新的橫切和相互依賴(lài)的組織結(jié)構(gòu)。定制的核心是除了信息通信技術(shù)外,業(yè)務(wù)戰(zhàn)略、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配置流程、供應(yīng)鏈管理、定制生產(chǎn)、裝配流程、客戶(hù)關(guān)系和再制造流程的嚴(yán)格協(xié)同適應(yīng)。要揭示定制的全部潛力,所有提到的過(guò)程都必須被設(shè)計(jì)為補(bǔ)充性的一個(gè)整體系統(tǒng)/生物體的子過(guò)程。建筑行業(yè)中工業(yè)化定制的目標(biāo)是統(tǒng)一住宅生產(chǎn)者的需求和住宅客戶(hù)的需求,形成持續(xù)和加強(qiáng)的關(guān)系,為生產(chǎn)者、客戶(hù)和環(huán)境創(chuàng)造價(jià)值。通過(guò)對(duì)高度靈活和響應(yīng)的組織實(shí)體進(jìn)行商業(yè)戰(zhàn)略、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配置過(guò)程、供應(yīng)鏈管理、定制生產(chǎn)、裝配過(guò)程、客戶(hù)關(guān)系和再制造過(guò)程的共同適應(yīng),實(shí)現(xiàn)了建筑中工業(yè)化定制和設(shè)計(jì)變化個(gè)性化的價(jià)值體系。此外,今天隨著資源的反復(fù)短缺和經(jīng)濟(jì)危機(jī)的出現(xiàn),一種新的范式出現(xiàn)了,特別是建筑業(yè)被迫關(guān)注競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和可持續(xù)/節(jié)約資源的建設(shè)。與傳統(tǒng)建筑相比,工業(yè)化定制在同時(shí)解決上述高效問(wèn)題方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)。就像積水HEIM的“全產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)化一體化模式”定制化,在其戶(hù)型定制規(guī)則和策略中,應(yīng)該有一定的規(guī)則,當(dāng)下是在用人工洽談的形式在體現(xiàn)。如果引入AI設(shè)計(jì),那么提煉出這些規(guī)則和策略,是否有意義呢?有很多戶(hù)型的布置,在多個(gè)國(guó)家,多種工業(yè)化建造方式中多次出現(xiàn)。而且有些共性特征……這些共性特征值得提煉出來(lái)給AI知道嗎?還是它會(huì)進(jìn)化到自己總結(jié)出這些有益的規(guī)則和策略?
基礎(chǔ)戶(hù)型 三段式直線(xiàn)布局。 特點(diǎn):中間起居室可大可小,兩側(cè)的臥室+洗手間可以做成固定單元模塊,而起居室可以使用2D面板進(jìn)行圍合,實(shí)現(xiàn)一定的定制化 
改款一 
改款二 
改款戶(hù)型三 
改款戶(hù)型四
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