铝元素不仅储量丰富，根据全生命周期（life cycle assessment，LCA）的评价标准，还符合4R原则［1］。铝材的密度仅为铁的1/3，具有轻质高强的优点，在大气中能够形成稳定的氧化膜，耐候性良好。另一方面，铝材易于塑性加工，经过挤压成型可以加工成自由度较高的断面形状，并且具有极高的加工精度。铝最早在19世纪末被用于建筑中，主要作为螺丝、螺帽、栏杆扶手等零部件，由于当时的制造工艺不成熟，应用并不广泛。军工、汽车以及航天制造业的发展促进了铝制产品的发展，尤其是在混合其他微量元素形成铝合金后，产品构件强度得到了提高。从20世纪60年代开始，铝合金作为窗框材料开始在建筑中得到了推广应用。

日本是最早将铝合金作为建筑结构材料使用的国家之一，从20世纪70年代开始，一些日本建筑师就开始致力于铝合金结构型材的研究。冲绳海洋博览会（1975）上建成的海滨市场（Seaside Bazaar）观光设施就是最早在这方面的探索，在这个项目中采用了十字形断面的铝合金柱。能源危机的产生对需要消耗大量电力的铝合金产品制造业产生了重大影响，直到21世纪初，关于铝合金制造工艺的研究才重新开始。2002年，日本的《建筑基本法》正式认定铝合金为正式的建筑结构材料的修正为铝合金结构产品的发展奠定了重要基石，也导致了铝制建筑如雨后春笋般层出不穷。其中著名的有生态实验铝之宅（难波和彦，1999）、SUS福岛公司员工宿舍（伊东丰雄，2005）、铝制村舍（伊东丰雄，2004）、格罗宁根住宅（伊东丰雄，2005）等［2］（图F8）。

考虑到铝合金比钢结构更轻的特性，其完全具备了成为一种新的可移动建筑产品结构形式的可能。在2008年纽约举办的“装配住宅展”（home delivery）上，研究人员展示了以铝合金作为结构材料的两种截然不同类型的可移动建筑产品原型。“迷你居住房”（micro compact home）是一种类似集装箱单元房的临时居住产品，但空间更为紧凑。迷你居住房采用了柯布西耶的人体模数，单元体量为2.6m×2.6m×2.6m的标准立方体（图F9）。建筑分为主体和基础平台两个模块，基础平台抬高960 cm，下面用于安置设备管线。主体单元模块采用铝合金框架结构和铝合金复合保温材料的围护体组合。建筑内集成了完整的厨房、卧室、卫生间和客厅功能，管线和电路接口都预先集成在围护体墙板上，并使用了折叠家具，提高了空间使用的效率和灵活性。建筑的能源供给可以由外接的太阳能设备提供，使得建筑具有了一定自给自足的能力（图F9）。虽然体量有限，但精良的工业设计赋予该产品高品质的用户体验。

图F8　日本的铝制建筑实践

资料来源：王海宁，张宏，唐芃，等.工业化住宅之铝制建筑发展历程：以日本铝制住宅发展现状为例［J］.室内设计与装修，2010（8）

图F9　装配住宅展中展出的铝合金迷你住宅产品原型

资料来源：http：//www.treehugger.com/modular－design/first－pix－of－home－deliveryprefabs－in－new－york.html

在这次展览中，另一件展示品“玻璃房”（cellophane）同样采用了铝合金结构，不过和“迷你居住房”的设计理念完全不同，后者充分展现了铝合金结构空间组合的灵活性。“玻璃房”的功能定位为城市中心地段的临时办公建筑，可以快速建造和拆除，对环境影响很小。模块化设计是该产品的核心理念，每一层都由一个完整的单元模块构成，现场按模块的划分逐层安装（图F10）。如同这个建筑的名称一样，从外墙、内墙、屋面到楼板、楼梯乃至栏杆全部都采用了透明、半透明的材料（玻璃、树脂（PET）等），赋予“玻璃房”清澈透明的个性。但从整个建筑建造的过程中，我们看到更多的是利用工业铝合金结构型材进行模块化装配设计的灵活性，以及铝合金构件与各种不同面板组件组合的多样性。(www.daowen.com)

图F10　“铝合金玻璃房办公建筑”展示了工业铝型材高效的建造效率以及灵活的构造连接工艺

资料来源：http：//www.treehugger.com/modular－design/home－delivery－wrapping－itup－with－t he－cellophane－house.html

基于铝合金的轻型建筑产品研发同铝合金工业产品的制造工艺，尤其是同工业铝型材产品的发展关系密切。工业铝合金型材相比较钢材具有自重轻、精度高、耐腐蚀、连接方便、易拆卸、可回收利用等优点。另外，工业铝型材种类丰富，从15系列到100系列，有着十几类近百种不同系列的标准型材可以用于不同空间跨度的承重结构和辅助结构构件；同时，齐全的螺栓、螺母和各种角度的连接件（90度、45度以及各种非标准角度）、塑料封条、异性材等配件为型材的快速连接以及与其他产品多样的连接提供了有力的支持（图F11）。除了结构型材，铝合金还有丰富的内装和外装饰面板产品，其中包括了复合保温材料的保温装饰一体化的面饰产品。

图F11　丰富的工业铝型材产品以及配件

资料来源：http：//www.aps.com.cn/

尽管铝合金产品系列丰富，但这些市场通用的工业零部件产品并不能直接组合成为完整的建筑系统。不论是“迷你居住房”还是“玻璃房”都是在现有的产品基础上进行了重新设计和整合才形成了各具特色的产品。这其中不仅包括了对结构构件以及围护体构件的工艺改进，还包括了对缺失的基础、屋顶、设备等方面产品的的重新设计与研发，这个过程需要建筑设计以及产品供应商组成完整的研发团队进行长期的、有针对性的研发设计。现在，不仅是直接面对市场的建筑设计研究机构，而且建筑产品制造商对铝合金可移动建筑产品的研发也产生了浓厚的兴趣，一些有实力的高校建筑院系也看到了该产品的应用前景，开展了相关方面的研究。