所谓模块,就是可组合成系统的、具有某种确定功能和接口结构的、典型的通用独立单元。
笔记《模块化,一个跨学科的综合历史概念》,从理解模块化定义角度,个人电脑是最佳体现,最能体现并行制造、独立功能单元、标准功能、系统接口……等特征
每个模块的一个关键特性是它应该封装其混乱的内部细节,从而掩盖技术、组织、文化和政治冲突,只显示一致的界面。模块化系统的设计者因此能够以即插即用的方式交换模块,这增加了系统的灵活性。因此,在一般意义上,模块化是一种在动态和系统环境中应对和管理复杂性的手段。
模块化建筑是指采用工厂预制的集成模块在施工现场组合而成的装配式建筑。其中集成模块是指具有建筑使用功能的三维空间集成建筑单元。该建筑单元主体结构、楼板、吊顶、设备管线、内装部品都在工厂预制完成,满足各项建筑性能要求和吊装运输的性能要求,生产完成后运输至现场进行吊装作业即可完成建造工作。——中国建筑设计研究院
但从目前行业实践,上述定义个人认为还是偏狭隘,因为符合定义的模块化建筑其实有两种,表现形式分别是2D的Flat Pack和3D Volumetric Construction。从相关的行业创投走势,也可以看出这两种形式的建筑都在同时受到资本的追捧(甚至从近些年的融资企业数量和融资金额这个角度,2D模块的表现可能更好一点)。
2D 模块方面,且不论已经倒闭的KATERRA,目前还有风头正劲的veev。
据外媒Techcrunch报道(2022年),科技型住宅建筑公司「Veev」已完成4亿美元D轮融资,这笔资金融入一举将其推至业内“独角兽”的位置,公司计划将本轮融资所获资金投入到业务规模扩展,新市场开拓,以及研发中。「Veev」开PP电子发了一种专有的flatpack建筑系统,使用的材料包括钢架、“高性能”亚克力饰面和木制品、低压照明和智能传感器。公司采用数字化制造工艺,将3D设计文件输入冷弯型钢和计算机数控机床,来设计和建造新房子。起初,该公司专注于建设ADUs(附属住宅单元),但现在正专注于大规模建设多户住宅和独户住宅。目前,「Veev」的镶板施工已能在其5万平方英尺的“数字化工厂”当中进行。
3D模块方面,美国比尔·盖茨(Bill Gates)创立的突破能源基金于(2022年)7月下旬宣布向Vantem公司投资3000万美元。该公司在美国,乌拉圭,巴西和智利均设有子公司,其主营业务是运用模块化建筑制造房屋。
Vantem的核心是由结构保温复合三明治板(SIP)。这种隔热板的基础架构是由两层水泥基板组成,中间留有隔热层。
总得来说,建筑业是个周期性行业,历史上表现好的时期各种工艺体系争奇斗艳(往往在社会基础设施见顶的时候都会有一波转向装配式、自动化、信息化以谋求提高效率,然后就没有然后了),普遍都有其历史背景,比如美国的移民时期及战后婴儿潮、二战后的欧洲、70年代的日本……日本是表现尤其凸出的一个市场,因为很多企业具有穿越周期的表现,非常值得深入研究。
相对自动化程度比较高的欧洲企业(目前还没有几家欧洲企业采用箱体流动的产线):
日本企业普遍走的是“全产业链工业化一体化模式”,市场上形成了大大小小各种封闭结构体系的房屋公司。
在涉足模块化建筑的企业中,以丰田房屋和积水HEIM为主,并且真正实现了“像造汽车一样造房子,像卖汽车一样卖房子”。
Sekisui每年建造并销售13000套Heim住宅,通常被称为单元住宅。这些单元采用钢框架结构,大部分是在工厂制造的,完工率约为80%。这个过程被称为单元法,最大限度地减少了施工现场的工作量,从而实现了快速和高质量的房屋建造。单元法的一个优点是在平面选择上的自由度,这是强钢框架结构所允许的。海姆项目的建筑平面图被分为几个标准化的部分,以生产最合适的单元。(图1)单位约70种,其中标准长方体40种,长宽高各10种,其他为特殊形状单位(梯形等)。
从收到订单到发货的工作流程客户下单后,各房单独处理。首先由销售公司绘制平面图,然后在工厂根据平面图挑选所有需要的零件。单元框架由钢材通过焊接制成,并输送到装配线,工人在装配线上安装外部和内部部件及设备。(图2)最后,单元被运送到建筑工地,并捆绑在一起组成一个房子。(图3)
一个大的工厂一天生产135个单位(每3分钟生产一个单位),每一个单位由放置在不同地点的不同零件组成。从列出的大约30万个部件中正确地选择大约3万个特定部件,并在工作时间内将它们交付到装配线上,这是很重要的。汽车的装配可以选择发动机、座椅、油漆颜色、音响元件等,甚至可以选择座椅或车窗的布局或车身的大小和形状,这在Heim的装配房屋中,也可以实现。他们使用一个零件爆炸系统,来支撑这种自由的定制设计(朱明:需要说明的是,这是一种有限的自由,一定是基于上文提到的70种标准单元以及30万个部品部件)。
模块化的目的是提高效率,表现形式是基于规模效应的大规模工业化制造,并行生产等。需要说明的是,规模效应不代表不可以定制,相反,大规模定制已经在许多行业中被引入和应用。
定制是一种复杂的战略手段。因此,定制不是基于对单个过程或CNC机器的简单控制,而是通过 信息 流和材料流创建相应的新的横切和相互依赖的组织结构。定制的核心是除了信息通信技术外,业务战略、产品结构、配置流程、供应链管理、定制生产、装配流程、客户关系和再制造流程的严格协同适应。要揭示定制的全部潜力,所有提到的过程都必须被设计为补充性的一个整体系统/生物体的子过程。
建筑行业中工业化定制的目标是统一住宅生产者的需求和住宅客户的需求,形成持续和加强的关系,为生产者、客户和环境创造价值。通过对高度灵活和响应的组织实体进行商业战略、产品结构、配置过程、供应链管理、定制生产、装配过PP电子程、客户关系和再制造过程的共同适应,实现了建筑中工业化定制和设计变化个性化的价值体系。此外,今天随着资源的反复短缺和经济危机的出现,一种新的范式出现了,特别是建筑业被迫关注竞争优势和可持续/节约资源的建设。与传统建筑相比,工业化定制在同时解决上述高效问题方面具有特殊的优势。
就像积水HEIM的“全产业链工业化一体化模式”定制化,在其户型定制规则和策略中,应该有一定的规则,当下是在用人工洽谈的形式在体现。如果引入AI设计,那么提炼出这些规则和策略,是否有意义呢?
有很多户型的布置,在多个国家,多种工业化建造方式中多次出现。而且有些共性特征……这些共性特征值得提炼出来给AI知道吗?还是它会进化到自己总结出这些有益的规则和策略?
特点:中间起居室可大可小,两侧的卧室+洗手间可以做成固定单元模块,而起居室可以使用2D面板进行围合,实现一定的定制化