模块化建筑的设计特点及其可操作性

一、模块化建筑设计的先进性
模块建筑是一种组装化技术,它用事先预制好的模块构件组装成各种房屋,施工简便、组装灵活。模块构件在工厂中预制,便于组织工业化生产、提高工效、减少材料消耗、受季节影响小。模块建筑具有施工速度快、抗震性能好、使用面积大、建筑自重轻、施工简便、组装灵活、用工用料省等特点,还具有房屋可搬迁的功能,因此在城市建设中应用并将推广。

工业化的生产使模块化建筑相比传统的房屋建筑具有更精良的工艺:高品质控制、切割精准、节省材料、有效利用木材,并且那些废弃物会被利用作为工厂的燃料等等。不仅如此,相比传统的房屋建设,原材料的大批量采购、挑选劳动力低廉的地区建厂,这些手段降低了成本,提高了品质,人们当然会选择它。

在模块化住宅起步发展的初期,房屋样式设计可选择的范围很有限,大部分的设计由工厂自行完成。工厂只是根据客户的要求做些小的改动,实际上来说先前由工业化诞生的模块化住宅产品的总体风格和样式都是单一而落伍的。

在最近几年的发展过程中,越来越多的业主了解了这种新型住宅建筑模式,越来越多的新颖设计方案涌现出来,个性化的设计和选择也日渐流行。今天,模块化建筑的设计可以符合人们对任何一个时代的想象与追求,任何的风格,比如“殖民地”建筑风格(注:美国的一种传统建筑风格)、科德角式小屋(注:一层或一层半高且结构紧凑的房屋,有一中央带烟囱的三角形屋顶),甚至大小,很多普通人的设计还成为了符合大众喜欢的样式而被广泛的借鉴和使用。模块化住宅越来越受欢迎,人们对它的建筑风格上的要求也越来越复杂,建筑设计师们正在不断改进自己的设计风格以迎合业主的个性化需求。比如:工厂可以制造的各种模块的尺寸,房屋的走向,各个模块的衔接细节。此外,建筑目的地的地理位置也是需要考虑的,如果要经过狭窄或者崎岖不平的道路,必须设计使用小型模块以便于运输,这都是要在设计初期需要考虑到的。

二、模块化建筑在设计和施工上的优势
模块化建筑的特点是施工工期较传统工期短得多,一般缩短二分之一到三分之一左右。因此,这种房子适宜于房荒严重和等待解决住宅困难的地方。同时在美国的盒子构件工厂一般都放在靠近河岸的城镇上,以降低运输成本。也正由于模块化建筑的重量较重,要采用大吨位的吊车吊装,所以在施工上也受到一定的限制。模块化建筑具有一系列突出的优点,其中最大的优点就是速度快。同大板房相比,模块化房屋的施工周期可以缩短50一70%,加速资金周转,尽快地发挥投资效益,满足用户的需要。

其次,由于模块化建筑的工业化生产程度高,因而用工特别省。同大板房屋相比,总用工量约可减少10一15%;同砖砌建筑相比,可减少30一50%。施工现场的用工量减少尤多,一般可比大板房屋减少一半以上。最后,材料和设备的损耗降低,工人劳动条件大大改善,免受日晒雨淋之苦,施工过程可不受或少受气候影响,利于组织常年均衡施工。

三、模块化建筑设计应遵循的原则
适用、坚固、经济、美观是建筑设计的一般原则,模块化建筑也应遵循这个原则。毕竟模块化建筑在功能和结构方面,要满足人们的使用要求。同时,要有大胆创新的思想。建筑本身在人们的意识里已经固化成了非移动的物体,而人们要使用的是建筑的内部空间,如何在模块化建筑中体现这个空间,这就要求建筑师要有丰富的其他领域知识与建筑知识相互融合,打破常规,找到恰当的结合点。重要的是形式的设计要体现美观的原则。建筑师可以从组合等方面去拓展和挖掘美感,建筑师应像专业承包商能创造美的车辆一样创造优美的可移动的建筑物。当然还可以从模块化建筑所应用的城市的文化背景来考虑。

模块化建筑作为有特色、有内容、引人注目而又精确有效的空间环境,应注意在设计时尽可能消除它对人们心理产生的临时性和移动性影响,增加其舒适性和稳定性。使人在使用时,对建筑的传统概念不至于产生大的甚至是错位的变化。在注重设计的同时,也应当注意新材料和技术的产生。模块化建筑在新材料和新技术的出现后,有了较大的飞跃。所以,新材料的产生可能对这种类型的建筑设计产生很大的影响。对于模块化建筑,采用新技术新材料可使提高它的使用寿命。

四、模块化建筑与其他类型建筑的比较
1、模块化建筑与装配式大板建筑比较
模块构件具有空间结构单元的特点,受力性能好,设计上比较经济,由于模块构件顶板与墙板整浇为一体,不存在楼板搁置长度问题,墙壁可做得较薄,内墙虽由两壁拼成,但只是一道空心墙,用料仍比较省。在构件制作上,一个模块构件即为一个房间,规格型号少;同样一个房间,装配式大板则需有内墙板,外墙板,大楼板若干块构件拼成,制作规格型号多。在施工安装上,模块为立体构件,松钩即可站稳,连接一般只需角部焊接;而大板构件多、吊次多,就位后需用支撑临时固定,再进行现浇接头连接、工序多。模块构件体积大、重量大、需大吨位拖车,吊车进行拉运和吊装;大板构件体积小、重量轻、较小的拖车,吊车便可运输吊装。

2、模块化建筑与框架建筑相比框架结构在梁、柱、楼板上用去相当数量的钢筋混凝土
它的成品只是一个结构骨架,还需进行墙体砌筑,内外墙面抹灰等大量建筑装修工作;模块结构钢筋混凝土的用量与其相当,但使“建筑”与“结构”合二为一,盒壁不仅是围护结构,还协同角柱和梁共同工作,经济合理。

3、模块化建筑与砖混建筑的比较优势
模块化构件的施工特点:采用模块构件建造房屋时,有2/3以上的施工过程可在工厂内完成,只留模块组装、少量装修、接通管线等工作在现场操作,因而约80%的工作可不受气候影响,适宜大规模工业化生产。总用工量少,劳动条件有所改善。施工工期较其他施工方法缩短约1/2。主要材料耗用量和现浇大模板建筑相仿或稍低。但是,模块构件预制工厂投资较大。

模块化构件的承重类型:按其静载特性分为承重构件和非承重构件。金属或木制的模块构件多用在一、二层房屋或有承重骨架的镶嵌式建筑。塑料的盒子构件则仅用于房屋的一部分,如厨房、浴室、厕所等,或用于悬挂建筑。钢筋混凝土的模块构件使用较广,通用于多、高层盒子构件房屋。美国有从旅游车和活动房屋发展而来的折叠式模块构件房屋,可不受公路运输对宽度的限制,作为工地办公用房、宿舍或活动修理车间。