在流水线上“组装”大楼?
2016-04-14张莹
张莹
位于新加坡樟宜机场的皇冠假日酒店很像一个彩色的魔方,这不仅仅是因为它外形方方正正且颜色鲜艳,更重要的是,这个建筑有着魔方一样的结构—它由若干个独立的小模块组成,即便将它拆分,所有的酒店房间仍然是一个个独立而完整的个体。
这是UB建筑公司今年2月底在新加坡完工的一个项目,它利用了一项名为“工厂预制体积建设”(下简称“PPVC”)的新技术,这使盖房子的过程变得越来越像组装乐高玩具。
正如乐高的零部件是由标准化的工厂流水线出品的一样,酒店的所有房间也变成了流水线上的产物。离开工厂的时候,它们已经具备了一间能住人的房子应该有的基础设施—包括地板、橱柜和浴室。在施工现场,人们需要做的就是组装,用吊车把这些集装箱一样的钢结构预制房间固定在指定的位置,一层层地搭起 来。
UB建筑公司生产房子的工厂位于上海浦东。这座占地4万平方米的工厂车间看上去很像一个大型集装箱卡车的生产车间,流水线的起点工序是制作房子的墙板,尽头处则充满了叮叮当当的敲击声—是的,基础装修在建筑还没搭建起来时就已开始了。
“在我的建筑设计师生涯里,最头疼的问题就是施工现场的成本难以控制,要建成一座漂亮的建筑,总是需要不断地投入越来越多的钱。”澳大利亚建筑设计师南达·卡萨里迪斯(Nonda Katsalidis)说,他设计建造了墨尔本最高楼尤利卡大厦。
2014年,卡萨里迪斯认识了从事汽车制造业的杨建中,两个人聊天后产生了一个想法:为什么不能用汽车制造业的流水线生产方式,去控制一个建筑的生产和施工?UB建筑公司就这样产生了。
和传统建筑建造相比,PPVC技术的最大区别在于建造的流程—多项任务能够同时作业,比如,在施工现场打地基的过程中,上层的房屋已经在流水线上开始制造了。
建筑工业化是上一个老生常谈的话题。20世纪最著名的建筑大师勒·柯布西耶就曾畅想“让房子能像汽车一样工业化地成批生产”。
实现工业化可以降低建筑成本,进而降低房价,还可以改变建筑行业高污染、高耗能的粗放局面。皇冠假日酒店就这一项目也算过一笔账,相比传统建筑方法使用PPVC技术会增加10%的费用,但可以节省40%的人力,同时工期可以缩短50%,而项目提前投入运营,获得的收益还可以抵消增加的建筑成本。
其实,模块预制的理念不算新鲜,但此前,最为人们熟知的模块预制建筑都比较低端—那些常出现在工地旁边,标有“临建”字样的移动板房。但它们仅限于对墙体面板的预制,由于没有地基,移动板房的形式只适用于低矮的建筑。
万科、远大等中国房企也正在开发模块预制技术,2014年,一支名为“远大集团6天建15层楼房”的视频在网上大热。但它们的侧重点在于基础模块的工业化,即在流水线上制作墙板、立柱等基础部件,然后用卡车把它们运到工地上拼装—这种模块组装后的效果更像一个个“毛坯房”。
UB模块预制则能做得更精细。在图纸阶段,结构工程师就会参与进来,细致程度甚至包括水机电系统的设计,紧接着,负责工艺的工程师会根据图纸和预算选择恰当的工艺和材料,然后才是流水线上的批量生产。
上海UB建筑公司的工厂有4条流水线,每条流水线平均每天能生产两个完整的模块。每个模块不再是简单的墙板和立柱,而是变成了一个个“五脏俱全”的“精装修房”。
不过,对于这种新型建筑模式,人们也有担忧—远大的那则视频出来后,评论里就不乏“这些房子会不会被台风吹散”“地震的时候会不会更容易倒塌”等质疑,这些最终都能归到模块之间连接的稳定性上。
早在2008年有这个想法的雏形起,卡萨里迪斯和他的团队就一直试图解决这个问题,现在,他们将提高稳定性的关键锁定在了“连接件”上。
如果将一栋大楼比喻成人体的骨骼,连接件就相当于关节。根据具体情况,公司会设计不同形式的连接件。以水平方向的模块连接为例,并排的房间之间采用的连接件是一块连接板,上面装有螺栓,而房间的立柱上留有螺孔,工人只要旋紧螺栓便能完成水平模块之间的连接。
“技术团队里的结构工程师会根据材料的实际数据做测算,同时也会根据当地的环境特点,重新设定螺杆的螺纹等级、屈服强度、抗拉强度等参数。”上海UB建筑公司的技术经理吴剑对《第一财经周刊》说。
流水线生产决定了PPVC技术生产的房子只能为钢结构建筑,相比传统的钢筋混凝土结构,钢结构更轻、抗震性能更好,同时也更为环保(拆卸下来的材料可以回收利用),但它的缺点是耐火极限有一定限制,且受制于钢铁的属性和钢结点的连接方式,越高的建筑,在结构计算上也需要更加严谨。
共有243间客房的皇冠假日酒店为10层,这是UB公司目前做的最高高度。它在流水线上的生产一共花了4个多月的时间,而现场组装不到两个月就全部完成了。
技术正在撬动这个古老的行业。不过,对于它是否能应用于中国,甚至进一步改变高房价的期待可能还要搁置一段时间—在国内,PPVC这种新建筑技术的实施,首先要经过繁琐而漫长的专家论证,当它最终获得批准的时候,土地或许已变得更加稀缺了。