理论教育 建筑构造技术发展演变

建筑构造技术发展演变

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:模块设计主要分两个部分:设计模块与装配模块、概念模块用于控制流程的并行开展;装配模块用于控制建造方法和构造技术。尺寸控制是装配模块设计的关键,作为可移动建筑产品,既需要考虑使用者的舒适的空间体验,也需要考虑运输的合适尺寸,同时还要兼顾铝合金型材的结构受力合理性。在主体、基础以及设备模块确定之后,就可以在不同的模块内进行细化的组件和零部件设计。

建筑构造技术发展演变

不论是从系列产品多样的功能需求角度出发,还是从装配的高效需求来考虑,模块化都是产品设计整合的重要方法。从功能角度考虑,可移动铝合金建筑产品既可以作为集装箱单元居住产品,也可以通过单元组合成为具有灵活空间的多用途产品,因此如何设计单元模块的空间形式,使其同时具有单独使用和各种组合的多样性成为研发的重点。模块设计主要分两个部分:设计模块与装配模块、概念模块用于控制流程的并行开展;装配模块用于控制建造方法和构造技术。

设计模块包括了建筑、场地、运输和装配四个部分,在每个主要模块下再进行分级的模块划分,然后分配到相应的设计团队进行协同设计(图F15)。装配模块作为建造方法的最终形态,体现了高度集成化的构造设计方法。尺寸控制是装配模块设计的关键,作为可移动建筑产品,既需要考虑使用者的舒适的空间体验,也需要考虑运输的合适尺寸,同时还要兼顾铝合金型材的结构受力合理性。考虑到围护体构件的不确定性,通过限定单元结构框架的尺寸来控制单元模块的整体尺寸是比较合理的方法,而铝合金型材本身的高精度特点也有效控制了装配单元的尺寸误差,有利于实现多模块之间的灵活组合。在参考标准集装箱尺寸(6 058mm×2 438mm×2 896mm)的基础上,综合各项因素,最终设计的单元模块结构框架尺寸确定为5 800mm×2 200mm×2 700mm(图F16)。

在装配模块的基础上,其他分模块的设计就可以协同开展了。虽然大部分的集装箱单元产品并没有独立设计基础,但考虑到以下两点因素,完善的基础系统对于可移动建筑产品是相当重要的。第一,需要应急使用的场所通常场地都是不平整的,如果单独为了找平而进行大量的平整场地工作,不仅耗时耗力,还会对环境造成一定影响;第二,考虑到多模块扩展的可能性,在多个模块组合的建筑产品中,可快速搭建的基础平台是保证模块精确组合的重要前提(图F17)。

图F15 设计模块用于控制研发的并行流程

资料来源:自绘

图F16 装配模块用于控制建造方法和集成化构造技术

资料来源:自绘(www.daowen.com)

在基础模块之外,另外一个需要重点设计的就是设备模块。虽然设备本身是由不同的厂家提供的(比如太阳能光电、光热设备,厨卫设备以及相关的电气、给排水管道等产品),但设备安装的空间、管道之间的走线、接口安排都必须由整体设计决定,而不是由厂家随意布置。这就需要在模块设计中综合考虑合理的设备安置空间、特殊的设备组装构造、管道走线的布置以及在墙板等围护体组件上预留穿线孔洞。

在主体、基础以及设备模块确定之后,就可以在不同的模块内进行细化的组件和零部件设计。比如在装配单元模块中进行框架结构、地板、外墙、屋顶、内装等设计;在基础模块中进行基础平台、支撑基角、垫层等设计;在设备模块中进行太阳能设备、厨房、卫生间等设备产品的选择以及设备在主体建筑内的布置、与结构的连接、设备之间的接口设计等。虽然各个组件是在分模块内由不同的设计部门与供应商完成设计与生产制造的,但在并行流程体的总体控制下,这些零部件是为了实现共同的性能标准而作为一个整体的系列被设计出来的,不同的零部件(组件)之间有着完整的兼容性

图F17-a 完整的模块设计

图F17-b 多模块组合的大空间

资料来源:铝合金可移动建筑设计团队提供,作者编辑

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