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FBC干货回顾|走进“产能房屋”新世界

编辑:家居热线 标签: 索菲亚家居 | 索菲亚家居官网 2019-02-09 10:02:07 手机浏览
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一栋房子的构件是需要满足“拥有耐久性”功能的,由于在它的生命周期内用途在不断的改变,经过5年、10年、15年的改变属于常态,因此房屋需要耐久性以适应房屋用途的变化。

应用“热敏玻璃”的产能房屋


由中国的东南大学和德国的工业大学联合组建的竞赛团队,耗时20天共同建造完成了一个产能型房屋作品,叫做产能房屋。在这个房屋的东西面和屋顶都搭建了太阳能光电板,南北面则是由东南大学团队发明的热敏玻璃搭建而成。在夏天时,热敏玻璃受到光照后不断升温,温度越高颜色越深,温度达到40℃以上仍能不断变色,遮阳效果及持久性较强;在冬天时,气温较低,阳光仍然能通过热敏玻璃透入室内。这个产能房屋能够实现能源共享,由太阳能提供能源,既自供内部的消耗,也能为电网、社区供电,并在设计上满足了主动式产能。


一栋房子的构件是需要满足“拥有耐久性”功能的,由于在它的生命周期内用途在不断的改变,经过5年、10年、15年的改变属于常态,因此房屋需要耐久性以适应房屋用途的变化。同时,又要合理运用家具分割各大空间,如餐厅、厨房、客厅、卧室等,这样既可以满足在作为住宅之用时的灵活变通,做到“可移动、可耐久、多变化”,又能为社区提供公共服务、为画家充当工作室,或为创业办公,形成居住和办公一体化的小型建筑。

建筑的类型也是可变的,而新型的产能房屋既可以是独立的住宅,也可以嵌入高层建筑物的结构中,又或者将其植入钢筋混凝土、钢结构大的空间里,形成二次空间。这个理念能够在保证高层建筑主体结构维持长久的前提下,内部模块可以根据时间变化进行替换,这既可以在符合建筑改造的同时,又能够延展出多种用途,一举多得。


FBC干货回顾|走进“产能房屋”新世界


产能房屋的建造技术

01

房屋基础组建

这个20天便建完的产能房屋首先是从构件上进行分类,主要按墙板、梁柱分类,将1920个构件分类后在地面进行组装,装好后用机械快速完成小构件组装成大构件,同时要把防水、保温等功能完成,一次性完成完整构件,因此,有合理的分类再进行从小到大的构件、组合,才能完成快速搭建完成这个产能房屋。

其中,房屋中间的“核心筒”是由德国布伦瑞克大学研发的,以外壁的毛细管传热,将太阳能转换为电能,集中了蓄电池、热棒和蓄冷等功能,将卫生间、厨房的空间解放,形成高效的能源系统。光伏发电蓄能可由软件控制,保持功能产能与用能的平衡,并探索BIPV一体化设计,既充分发挥了太阳能光电板的特点,又保持了简约的美感。

实现能量平衡的200块光电板,在夏天的山东德州能产能为160度/天,保持产能平衡就体现在12:30-3:30之间蓄能,削减风能,实现水平稳定的产能和对电网的功能,这也是依赖软件实现的。

在这个产能房屋里,工作人员会记录数据尽量使其自身形成平衡。若是幕墙的构造某一处地方有问题,在产能房屋的构造里也可以实现独立替换/检修,房屋的设计在一开始便考虑好检修的问题,这也是延长房屋寿命很重要的一个基础。这就是关于产能房屋基础的介绍和BIPV一体化设计的特点。

02

房屋构件实现分建

在工程管理的层面上,就要考虑“服务如何快速建造完成”以及充分考虑相关技术的实现问题。将产能房屋进行拆分后再进行构件组合是一项基础工作,为完成20天建完产能房屋的目标,工作人员收集大量现场数据,在房屋成型前已经经过8次改造,每次的数据都有系统性、全面性的整理收录。

利用这些数据增强工程管理高效和设计的关联,东南大学团队成员在此基础上实现建筑模型进行软件研发,其中就包括了几项关键技术:①构件分类组合。②构件如何分建的技术。③构件编码技术。其中,构建编码技术是指每个构建都有唯一的编码,是一个身份证明。这套编码符合中国国家标准,与施工图保持一致,以定位系统关联施工系统,取得自动生成编码的技术。④基于编码规则形成完整生命周期的追踪系统。既从追踪编码的角度追踪构件,再从构件中输入整个设计、生成、运转、建造、维护等相关数据,方便后期进行构建管理。并且配有基于该系统生成的唯一对应的二维码,可以通过二维码对构件进行追踪。而且,现有这套软件的支撑,通过智能手机的APP便可实现项目管理、进度管理、构件组合管理等内容,实现全时、全生命周期跟踪。后续也会对该APP进行延伸,努力建立起建筑设计的库,从这个库从将民生建筑、住宅、办公等更多的建筑实现将建筑设计推向工业化。

在建造产能房屋过程中收集的数据,既能够反馈到建筑设计、生产、施工、运维管理,形成完整的系统,也能够提供智能化运营的基础,实现水电暖智能化控制、安保智能化控制,后期研发和服务会基于这个软件进行。


建造技术未来研究方向


东南大学建筑学院在完成建立起一套建造构件设计方法之后,未来还会基于这项基础进行其他方向的延伸研究,而在基础研究上已经在做“碳排放定量计算、耐久性定量计算”这两项工作,重心结构以钢筋混凝土为基础的服务也正在进行持续13年的专门性研究。这些研究正试图越出传统建筑学的范畴,以建造和性能为目标,进行建筑设计控制,更加符合可持续发展建筑师的知识背景,现在要让房子一代比一代好,改进前一代的缺陷,提供更多高品质、高性能的房屋。而在这一代人里已经开始实现产能房屋,属于大跨越!

近期一个符合产品逻辑的房屋在南京溧水县即将竣工,它以“为农民服务、为村民服务”为中心,是对建筑作品市场的补充。社会正需要各种类型的房屋来填充,并且在海岛生态脆弱的地方就更需要高性能、环保性好、可再利用、重复建造的房屋。学院研发的房屋能够重复建造30次以上,并拥有各类型的用途,包括市场用途等。

在研究过程中,团队已经取得多项发明专利,如高速装配的组合观念技术;新型材料研发与应用的关键技术,包括前文所提的“热敏玻璃”;小型分散式污水处理的关键技术;基于设计的工程管理软件著作权等等。

经典学传承于巴黎美术学院,新型建筑学则强调艺术+建造+性能,东南大学建筑学正在经历这个过程中。张宏教授个人认为,建筑学人才不仅要能“玩”艺术,还要会“玩”建造、性能,这些都能控制好才是真正符合中国市场所需求的、可持续发展所需要的建筑设计。相应国家号召,2030年把建筑工业化水平提高到15%-30%,这些具体的目标就对建筑学、建筑设计如何培养专业人才提出很重要的要求。

对于新型建筑学开拓的领域,强调的是修养和人文艺术的能力,对形式、空间、功能的设计。国内高校相对来说和建筑设计的关联性较差,学院重点强化实践和人才培养,补充新型建筑学的需求,为可持续发展服务。现在的人才不仅要做作品,还要做产品,把建筑当成产品。



附:产能房屋建造记录分享

在搭建产能房屋的20天中,核心筒的装配过程中遇见下雨,需要工程人员对其进行保护,耗时仅用0.5天。同步完成的是框架结构的组装,定位非常精准高速,构件组合安装很高效的完成。防水的屋顶是在次日进行的,11*11*1.6米,重达13吨,但对成为能够避风避雨的全天候工地场所来讲非常重要,使得整个建造过程变得很轻松。

维护结构的搭建也是效率高、速度快,采用整体式安装,而砖墙是用农业的秸秆砌成,在第12天时,基本的主体工程已经完成。随后,同步安装光电板和装修,涉及了大量的设备管线、墙面地面用到的主板,并配上雕塑装饰物,形成整个产能房屋的建成效果。这就是以新型建筑学的设计方法和管理方法完成的一个设计!


内容来源:FBC建筑系统展

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