淺析集成化建筑生產方式

邱玉磊

摘 要：汽車、造船和航天等制造業，由于利用集體的智慧及非層級化的生產組織結構，形成了生產的經濟與高效，達到了產品的高品質。相比之下，當代建筑業卻仍然停留在19世紀的建造技術和模式中，無論是設計還是施工，都仍然還是一個線性的過程。傳統的設計和施工方法制約了建筑業的發展。在此前提下，探索集成化建筑實施的可能性成為21世紀最前沿的課題之一。

關鍵詞：集成化；工業化；批量生產；并行式；短時高效

一、建造方式

（一）手工制造與機器制造

工程師們將全部精力都集中在建筑的目的性和經濟性上。富有美感和創造性的建筑外觀和建筑方案，只有在經濟成本和建造施工方式得到滿足之后才會加以考慮。他看到了建筑工業機械化大生產的巨大希望，尤其是在住房建造上，工業機械化生產為住房這一社會問題提供了解決辦法，就像解決社會產品需求一樣。在他對鄉土建筑建造方式的憧憬中，一個建筑物的設計和施工是與這一建筑以外的經濟、社會等諸多因素結合在一起的。被當作工業產品來生產的建筑，將自然而然地變成一種新建筑。諸多理論、實踐表明，建筑成為藝術品的途徑是借助于生產方式的根本轉變。

（二）要整合，不要分離

現代主義所造成的最具毀滅性的后果，就是把設計者同建造者、建筑設計師和建筑承包商分離開來，不僅如此，它還把材料科學家從產品工程師中獨立出來。然而，汽車業、造船業和飛機制造業已經形成了整合的工作模式，即把所有的設計和生產活動整合到一起。在一些大型組織，尤其是日本和美國的一些大型跨國公司，設計部門和生產部門已經不再作為一個獨立的職能部門而存在。設計者和制造者屬于同一個團隊，共同解決問題，制造的流程也已經不再完全是線性的了。制造者參與設計，設計師參與制造。從一開始組裝人員就與設計人員一起工作，制造成為設計過程中的一部分；而設計人員則可以畫出產品是怎樣制造還有組裝的順序以及節點系統。材料科學家與產品工程師、設計師直接對話，一起解決問題。所有相關專業的智慧匯聚在一起，形成靈感的集合；通過整合，可以發現單個專業內部很難被發現的建造中可能會遇到的問題。

二、建造過程中的各個角色

（一）建筑師：首席建造師

如今，不再會有哪個建筑師認為自己是首席建造師了。整個建造過程所包含的各種元素被分割、重組。而且這種分割重組在過去的幾個世紀已經被制度化。這些制度包括各自分離的培養體系，獨立的教學計劃。各自獨立的執業資格證和職業責任要求，以及各自獨立的專業機構等（之前在國外很多著名大學建筑專業的學生畢業后就能拿到建筑師執業資格證）。在發達社會大多數建筑材料的生產都已經工業化，這就使得產品工程不再成為建筑師關注的要點。大多數建筑物不再只是一副簡單的、只具有單一用途的骨架與外殼，它變成了一部巨大而又復雜的機器，里面隱藏著數目眾多的設備系統。這些系統擔負著控制建筑物內部的環境以及把建筑物與外部世界聯系起來的職能。建筑要求控制，深入地控制。對設計構思和實現這個構思所需要的各種材料進行控制。

現在，房屋應該如何建造是由建造師來決定的，這里的建造包括建造的手段、方法和先后順序等，而這一切都會影響到建筑的外觀。究竟適用哪些建筑產品，是由產品工程師通過控制建筑材料市場來決定的；如何選用建筑產品的構成成分和物理屬性是由材料科學家來決定的。在過去，首席建造師同時控制建筑材料、產品和建造方法，因而建造過程所包含的各種元素能夠做到緊密結合，甚至于天衣無縫。建筑物的建造過程正在發生改變。面對這種形勢，建筑師除了基于功能和場地條件進行建筑構思之外，還必須將興趣伸展到組裝、產品和材料等領域去。

（二）材料科學家：從目的出發而不是從造型出發

目前與以往任何時候相比，新材料的數量與類型都有了巨大的增長，研發的步伐持續加速。新的、完整的材料門類被開發出來：有機合成材料如凱夫拉（Kevlar）、高泰克斯（Gore-tex）、乙烯——四氟乙烯共聚體（ETFE）等；泡沫材料包括聚氨酯、金屬和許多新的膠粘劑；其他的門類也有了轉變和擴展，如陶瓷，鋁和鈦等。通過對原來各種分開的材料進行有目的的組合從而開發出合成材料，一個新的、巨大的天地浮現在我們面前：硬塑料、玻璃纖維聚合物、芳香尼龍聚合物或碳聚合物以及適于紡織的薄膜等。

材料科學家與產品工程師融入建筑設計的過程，將會成為一個開端，開啟對建筑材料進行有目的的創新。雖然一些新材料已經在建筑領域中得到了廣泛的應用，但是大多數新材料技術卻還沒有滲透到目前的建設實踐中。造成這種狀況的最重要的原因是，從建筑師、承包商和產品工程師的角度，缺乏一種引導新材料應用的長遠眼光。

（三）產品工程師：建筑零部件的重新組裝

產品工程師探索、發掘材料的用途，將原來應用于其他領域（如產品設計，造船，汽車生產以及飛機制造等）的材料引入建筑業，尋求它新的用途。這些工程師將許多零散的建筑材料變為一個集成化的組件，這種集成化的組件具有多種功能，可以直接進行最后的組裝。產品工程師是建筑師與建筑材料之間的紐帶。

產品工程師為一些公司研發建筑產品，由公司負責生產和銷售。其需要將注意力集中到各元素的排列組合上，而不是僅僅關注單個的零部件或材料。

產品工程師一項新的、至關重要的責任，就是要開發出集成化的組件，如模塊（modules）、組塊（chunks）、大的區塊（block）等。這些組件將跨越原來彼此分離的材料和功能類別，將它們整合起來。

產品工程師可以領導編寫新的針對集成化組件而設計的建筑構造說明。眾多的零部件將被集成為一個組件，我們需要為集成化組件提供新的目錄，這種分類系統要促進而不是阻礙集成化。產品工程師需要進行多學科的協同工作，才能將不同學科有效地集成。

（四）承包商：組裝工藝的復興

幾乎所有的工程承包商都僅僅扮演著一個“采購員”的角色，很少有承包商真正承擔施工任務。承包商的任務是采購各項分包工程的零部件，然后按照合同監督完成。將來，承包商的工作范圍將介于產品工程師和建筑師之間。這兩者之間的連接處存在著工藝和質量等工作內容需要承包商來完成。作為集成者與組裝者，承包商負責將建筑物的各個零部件集中起來。而且，承包商會盡可能多地采用場外預制的組件，從而爭取盡可能地減少現場組裝的工作量。這些組件都是在專門進行集成化組件裝配的工廠里完成的。從這個意義上來說，大的建筑承包商類似于初始設備制造商，尤其是汽車業的初始設備制造商。

那些大型承包商，類似于汽車業中的初始設備制造商，把所承接工程的大部分任務分包給其他的專業承包商或制造商。這些大型承包商已經放棄了傳統的制作工藝，轉而依賴于現代的裝配流程。

比起汽車行業的初始設備制造商，建筑承包商、建筑師以及產品工程師仍然停留在19世紀。建筑物的施工建造方式還停留在汽車業未進行大批量生產方式的水平，在施工現場將一個個的構件進行組裝。建筑業的革新在哪兒？為什么大部分構件不能采用在工廠那種可控環境下生產出來的，那種集成化組件的形式？希望這種生產方式能夠成為一種標準，而不僅僅是只適用于汽車業的一個特例。希望建筑承包商能夠像初始設備制造商那樣，變成一個組裝者，從紛繁的事務中解脫出來，把更多的精力集中在質量和速度上。

三、結語

參考汽車，船的建造過程和方法，工業制造業，大規模定制材料、部件，可以在保持高效的生產的同時使新的設備系統靈活地滿足不同對象的不同需要；而非線性并行的構件預制裝配過程，可以對應不同的現場環境設計所產生的復雜系統，以及相應的施工，通過預生產，現場裝配的技術和工藝，在更短的時間損耗內、以更低的價格、獲取更高的回報。集成化的建筑生產方式將是大勢所趨。

（作者單位：江蘇建筑職業技術學院）