我最近在思考一個問題。
現(xiàn)在AI在建筑行業(yè)的滲透呈現(xiàn)加速趨勢,
尤其是建筑方案及效果圖呈現(xiàn)方面,
那么在這個過程中,
是否需要給AI一個助力,或者,
繼續(xù)等待其成長到足夠聰明到具有“易建性”的能力?
每一種工業(yè)化結(jié)構(gòu)形式,
其實總能找到其最佳的, 甚至無可替代的應用場景,
比如冷彎型鋼,特別適合做復雜造型及立面;
比如門式鋼架,特別適合做工業(yè)廠房;
比如空間網(wǎng)架,特別適合大跨度的加油站; 等等等等……
本文想從施工組織設計反推最佳的建筑設計這個角度
結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)實踐, 思考模塊化的建筑, 有沒有一個最佳的實踐路徑? 第一部分:模塊化的底層邏輯
所謂模塊,就是可組合成系統(tǒng)的、具有某種確定功能和接口結(jié)構(gòu)的、典型的通用獨立單元。詳見: 筆記《模塊化的概念與定義》 筆記《模塊化,一個跨學科的綜合歷史概念》,從理解模塊化定義角度,個人電腦是最佳體現(xiàn),最能體現(xiàn)并行制造、獨立功能單元、標準功能、系統(tǒng)接口……等特征

每個模塊的一個關(guān)鍵特性是它應該封裝其混亂的內(nèi)部細節(jié),從而掩蓋技術(shù)、組織、文化和政治沖突,只顯示一致的界面。模塊化系統(tǒng)的設計者因此能夠以即插即用的方式交換模塊,這增加了系統(tǒng)的靈活性。因此,在一般意義上,模塊化是一種在動態(tài)和系統(tǒng)環(huán)境中應對和管理復雜性的手段。 第二部分:模塊化建筑
模塊化建筑的定義
模塊化建筑是指采用工廠預制的集成模塊在施工現(xiàn)場組合而成的裝配式建筑。其中集成模塊是指具有建筑使用功能的三維空間集成建筑單元。該建筑單元主體結(jié)構(gòu)、樓板、吊頂、設備管線、內(nèi)裝部品都在工廠預制完成,滿足各項建筑性能要求和吊裝運輸?shù)男阅芤?,生產(chǎn)完成后運輸至現(xiàn)場進行吊裝作業(yè)即可完成建造工作?!袊ㄖO計研究院但從目前行業(yè)實踐,上述定義個人認為還是偏狹隘,因為符合定義的模塊化建筑其實有兩種,表現(xiàn)形式分別是2D的Flat Pack和3D Volumetric Construction。從相關(guān)的行業(yè)創(chuàng)投走勢,也可以看出這兩種形式的建筑都在同時受到資本的追捧(甚至從近些年的融資企業(yè)數(shù)量和融資金額這個角度,2D模塊的表現(xiàn)可能更好一點)。2D 模塊方面,且不論已經(jīng)倒閉的KATERRA,目前還有風頭正勁的veev。 據(jù)外媒Techcrunch報道(2022年),科技型住宅建筑公司「Veev」已完成4億美元D輪融資,這筆資金融入一舉將其推至業(yè)內(nèi)“獨角獸”的位置,公司計劃將本輪融資所獲資金投入到業(yè)務規(guī)模擴展,新市場開拓,以及研發(fā)中。「Veev」開發(fā)了一種專有的flatpack建筑系統(tǒng),使用的材料包括鋼架、“高性能”亞克力飾面和木制品、低壓照明和智能傳感器。公司采用數(shù)字化制造工藝,將3D設計文件輸入冷彎型鋼和計算機數(shù)控機床,來設計和建造新房子。起初,該公司專注于建設ADUs(附屬住宅單元),但現(xiàn)在正專注于大規(guī)模建設多戶住宅和獨戶住宅。目前,「Veev」的鑲板施工已能在其5萬平方英尺的“數(shù)字化工廠”當中進行。3D模塊方面,美國比爾·蓋茨(Bill Gates)創(chuàng)立的突破能源基金于(2022年)7月下旬宣布向Vantem公司投資3000萬美元。該公司在美國,烏拉圭,巴西和智利均設有子公司,其主營業(yè)務是運用模塊化建筑制造房屋。  Vantem的核心是由結(jié)構(gòu)保溫復合三明治板(SIP)。這種隔熱板的基礎架構(gòu)是由兩層水泥基板組成,中間留有隔熱層。
第三部分 模塊化建筑在各國的表現(xiàn) 總得來說,建筑業(yè)是個周期性行業(yè),歷史上表現(xiàn)好的時期各種工藝體系爭奇斗艷(往往在社會基礎設施見頂?shù)臅r候都會有一波轉(zhuǎn)向裝配式、自動化、信息化以謀求提高效率,然后就沒有然后了),普遍都有其歷史背景,比如美國的移民時期及戰(zhàn)后嬰兒潮、二戰(zhàn)后的歐洲、70年代的日本……日本是表現(xiàn)尤其凸出的一個市場,因為很多企業(yè)具有穿越周期的表現(xiàn),非常值得深入研究。
1、歐美從業(yè)企業(yè)普遍規(guī)模較小,自動化水平不高。
筆記《美國預制房屋市場有很多東西要向日本學習》
筆記《日本預制建筑大規(guī)模工業(yè)化的演變和服務創(chuàng)新》
相對自動化程度比較高的歐洲企業(yè)(目前還沒有幾家歐洲企業(yè)采用箱體流動的產(chǎn)線): 2、日本企業(yè)普遍自動化、信息化程度較高。
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(一)
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(二)
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(三)?
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(四)?
日本工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)和技術(shù)變遷(五)
日本企業(yè)普遍走的是“全產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)化一體化模式”,市場上形成了大大小小各種封閉結(jié)構(gòu)體系的房屋公司。在涉足模塊化建筑的企業(yè)中,以豐田房屋和積水HEIM為主,并且真正實現(xiàn)了“像造汽車一樣造房子,像賣汽車一樣賣房子”。Sekisui每年建造并銷售13000套Heim住宅,通常被稱為單元住宅。這些單元采用鋼框架結(jié)構(gòu),大部分是在工廠制造的,完工率約為80%。這個過程被稱為單元法,最大限度地減少了施工現(xiàn)場的工作量,從而實現(xiàn)了快速和高質(zhì)量的房屋建造。單元法的一個優(yōu)點是在平面選擇上的自由度,這是強鋼框架結(jié)構(gòu)所允許的。海姆項目的建筑平面圖被分為幾個標準化的部分,以生產(chǎn)最合適的單元。(圖1)單位約70種,其中標準長方體40種,長寬高各10種,其他為特殊形狀單位(梯形等)。 從收到訂單到發(fā)貨的工作流程客戶下單后,各房單獨處理。首先由銷售公司繪制平面圖,然后在工廠根據(jù)平面圖挑選所有需要的零件。單元框架由鋼材通過焊接制成,并輸送到裝配線,工人在裝配線上安裝外部和內(nèi)部部件及設備。(圖2)最后,單元被運送到建筑工地,并捆綁在一起組成一個房子。(圖3)一個大的工廠一天生產(chǎn)135個單位(每3分鐘生產(chǎn)一個單位),每一個單位由放置在不同地點的不同零件組成。從列出的大約30萬個部件中正確地選擇大約3萬個特定部件,并在工作時間內(nèi)將它們交付到裝配線上,這是很重要的。汽車的裝配可以選擇發(fā)動機、座椅、油漆顏色、音響元件等,甚至可以選擇座椅或車窗的布局或車身的大小和形狀,這在Heim的裝配房屋中,也可以實現(xiàn)。他們使用一個零件爆炸系統(tǒng),來支撐這種自由的定制設計(朱明:需要說明的是,這是一種有限的自由,一定是基于上文提到的70種標準單元以及30萬個部品部件)。
第四部分 一種適合模塊建筑的平面布局(或產(chǎn)品策略)
模塊化的目的是提高效率,表現(xiàn)形式是基于規(guī)模效應的大規(guī)模工業(yè)化制造,并行生產(chǎn)等。需要說明的是,規(guī)模效應不代表不可以定制,相反,大規(guī)模定制已經(jīng)在許多行業(yè)中被引入和應用。 定制是一種復雜的戰(zhàn)略手段。因此,定制不是基于對單個過程或CNC機器的簡單控制,而是通過信息流和材料流創(chuàng)建相應的新的橫切和相互依賴的組織結(jié)構(gòu)。定制的核心是除了信息通信技術(shù)外,業(yè)務戰(zhàn)略、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配置流程、供應鏈管理、定制生產(chǎn)、裝配流程、客戶關(guān)系和再制造流程的嚴格協(xié)同適應。要揭示定制的全部潛力,所有提到的過程都必須被設計為補充性的一個整體系統(tǒng)/生物體的子過程。建筑行業(yè)中工業(yè)化定制的目標是統(tǒng)一住宅生產(chǎn)者的需求和住宅客戶的需求,形成持續(xù)和加強的關(guān)系,為生產(chǎn)者、客戶和環(huán)境創(chuàng)造價值。通過對高度靈活和響應的組織實體進行商業(yè)戰(zhàn)略、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配置過程、供應鏈管理、定制生產(chǎn)、裝配過程、客戶關(guān)系和再制造過程的共同適應,實現(xiàn)了建筑中工業(yè)化定制和設計變化個性化的價值體系。此外,今天隨著資源的反復短缺和經(jīng)濟危機的出現(xiàn),一種新的范式出現(xiàn)了,特別是建筑業(yè)被迫關(guān)注競爭優(yōu)勢和可持續(xù)/節(jié)約資源的建設。與傳統(tǒng)建筑相比,工業(yè)化定制在同時解決上述高效問題方面具有特殊的優(yōu)勢。就像積水HEIM的“全產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)化一體化模式”定制化,在其戶型定制規(guī)則和策略中,應該有一定的規(guī)則,當下是在用人工洽談的形式在體現(xiàn)。如果引入AI設計,那么提煉出這些規(guī)則和策略,是否有意義呢?有很多戶型的布置,在多個國家,多種工業(yè)化建造方式中多次出現(xiàn)。而且有些共性特征……這些共性特征值得提煉出來給AI知道嗎?還是它會進化到自己總結(jié)出這些有益的規(guī)則和策略?
基礎戶型 三段式直線布局。 特點:中間起居室可大可小,兩側(cè)的臥室+洗手間可以做成固定單元模塊,而起居室可以使用2D面板進行圍合,實現(xiàn)一定的定制化 
改款一 
改款二 
改款戶型三 
改款戶型四
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