房屋重量仅相当于传统混凝土建筑的三分之一,但在匠心独具的建筑师笔下,其坚固程度却堪比铜墙铁壁

轻型建筑实验潮

来源:环球企业家  |  作者:陈丹琼  |  阅读:

算上理论研究时间,苏黎世高等工学院访问学者、香港中文大学建筑学院副教授朱竞翔的轻型房屋项目已经展开十年,这是一种预制程度很高的建筑,相当一部分环节可在标准化工厂内制造完毕,运输至现场即可迅速组装。

现在,这项实验正从实验室走向市场。2011年底,深圳高新技术成果交易会上展出的Ihouse正是朱竞翔团队的最新成果,其二期产品将会在2013年夏天作为深圳龙岗低碳城的一部分出售或被租赁。关于研发应用未来的发展,朱的想法却非常实际。“掀起一场革命不太可能,但我希望能提供一种新的建筑选择。”朱竞翔对《环球企业家》说。

若要概括Ihouse的特点,可概括为快捷、低能耗及智能。展会上的Ihouse面积约200平方米,所含五个箱体出厂时已完备就绪,房屋在展览现场组装耗时仅两小时。环保材料的使用大大减少了生产过程中的能源消耗。住宅设备和电器系统可通过手机或电脑系统一键控制,灯光亦可自动识别光线进行明暗调节。如此高性能的产品,整体造价不超过100万。

Ihouse是朱竞翔在内地所做的第七个项目,其之前的作品多为学校、自然保护区工作站等公共建筑。2008年的汶川地震正是朱竞翔将理论付诸实践的契机。灾后的救灾物资仅支持临时建筑重建,若以传统建造手段抵御高强度地震,即会造成材料及人工成本飙涨,而应急活动板房又因品质低劣常遭到弃置,成为难以处理的垃圾。朱竞翔所设计的轻型房屋即可选址另建,亦能回收再利用。

但应急救灾并非建造房屋的终极目的,此后的四年间朱竞翔不断的实践,做着建筑学中最难的减法。他试图在房屋的可移动性与结构稳定性间寻找平衡,要知道当轻质房屋的重量仅相当于钢筋混凝土建筑的三分之一或五分之二,如此怎样才能带来铜墙铁壁般的坚固感 呢?

“我们试图让建筑内没有脂肪,只有骨骼、肌肉和表皮。骨骼是主要的承力结构,但是没有肌肉它无法绷紧,皮肤则不会让肌肉散开,将肌肉束缚在它该受力的范围。这样让房子牢牢的稳定住。”朱竞翔如此解释他的做法。以往活动房屋及大多数框架结构建筑内,柱子是受力体,板材是荷载,朱竞翔的轻型房屋可通过板材及框架的联合受力获取稳定性,在重力作用情况下框架为主板材为辅,侧力作用情况下就刚好反过来,两者均可最大限度发挥稳定效应。

在业内旁观者看来,朱竞翔关注的并非建筑外表,而是建筑的骨骼和组织,若人们意识到按照朱竞翔的建造方式可多么便宜快捷的制造高质量的建筑,其实验或将改变中国。

迄今为止,朱竞翔的房屋设计理论经受住了诸多实际考验,在现有的七个实验项目中,朱有意挑战山地、湿地、森林等条件迥异的自然环境,用以考验轻型房屋的适用性。他甚至发明出三个不同的建造系统。一是全预制系统,类似Ihouse的箱体结构;二是复合系统,采用轻钢骨架加填充板材的巧妙组合;三是半箱式,例如四川石棉栗子坪自然保护区的建造项目,完全使用张力非常大的板材,盖房子如同搭积木,预制程度介于前两者之间。

除了应对地质环境结构,房屋的结构细节甚至像使用大窗还是小窗此类细节,朱竞翔都反复推敲测试。雅致集成房屋公司曾承担七个项目的绝大部分的建造工作。IHouse的另一个研发者,雅致集成房屋公司研究总监李志军透露“产品本身的制造门槛并不太明显,难点在于如何达到更好的性能。建筑师需精确知晓使用某个材料即可实现的相应效果,采用某个建筑节点会带来怎样的构造。”

物流是建造全过程中最常暴露与最重要的问题,因为制造过程一旦进入搭建阶段,建筑师和制作单位就可以牢牢把控每一个环节,而运输过程则未必。四川白水河项目被建在半山之上,距离道路有100多米远,高差则为20米,朱竞翔为此设计了一个缆车系统,在房屋建造期结束后,还可以承载使用者的上下。“缆车经过的地方都可以盖房子,很多中国人都纠结稀缺的平地是用来盖房还是种地,这个方法就解决了他们的问题。”朱竞翔对《环球企业家》说。

对于住户而言,房屋最重要的则是舒适程度,朱的产品可以做到不使用空调或暖气来维持适宜的温度。夏珩是朱竞翔的助手,负责了绝大多数项目的现场施工,他认为绝热、蓄热以及无缝拼接是要点所在。

“蓄热和绝热对房屋参数有决定性的影响,大部分建筑师都只考虑绝热,但没有考虑蓄热,很多活动板房用绝热材料做,材质非常轻,外面温度一波动,里面也会跟着变;如果考虑蓄热这个因素,使用一些重型材料,这部分热量就会滞后三四个小时,比如夏天室外一点钟是最热的时候,但房子要达到最热要到三、四点钟,这个时候太阳又开始下山,稍微用一点设计手段,房子就不会那么热。”夏珩对《环球企业家》说。

但预制的房屋天然都会有拼缝,密封性亦是难题。夏珩通常会在板材组装阶段就用胶条将缝隙消灭,板和板之间留有启口,这样风吹进来时会拐一下,风速得以降低。在这一构造上还需做防风层,外表面亦再做处理以保护防风层不被紫外线破坏。地基和窗户的保温工作也至关重要—这是多数建筑都会忽略的一点。“在做条形基础的时候就要把地基包起来,窗户除了遮阳防雨,还有两层绝热材质,否则就是光着手脚穿棉袄。”夏珩解释说。

朱竞翔的设计困境在于有层高限制,这是其方案推广最大的阻力。因为介入住宅,无论是开发商还是政府都希望最大限度的利用土地,盖高层建筑,对于轻型住宅,四五层已是极限。但这类房屋拥有广阔的市场,欧洲最大的活动房屋生产公司Algeco Scotsman,在全球各地拥有35万个模块箱式房屋用于租赁或销售。在北美,活动房屋的市场占有率亦有15%,这种房屋广泛用于工地的临时办公室、宿舍、城市办公、民用安置、展览临时用房以及旅游区休闲别墅等。

由于其设计方案极力完善房屋的能源自给率,房屋建在远郊亦并不担心。上海东滩禁猎监测站项目并未与城市相连自来水管网、电网,而是借助光伏发电及雨水收集系统提供生活用水及饮用水,甚至也无需排污系统,人的粪便尿液均可依靠清洁技术消化。不过,各地地区气候条件迥然不同,建筑师需做特别设计,比如鞍子河保护区项目,设计师会突出窗户以捕捉更多光线,因为当地常年阴云天气。令人称奇的是Ihouse在居住设计中甚至考虑了利用健身器材发电。“我们喜欢简单实诚,这是我们现在能做的,但一旦进入商业领域,有些东西应该必须做得更炫。”朱竞翔说。