1、21世纪的 住宅产业化,2013年12月21日于连云港,目录,一、百年住宅产业化之路,四、模块化住宅,二、其他产业的经验,三、从建造到制造,五、批量复制造成“千城一面”,一、 百年住宅产业化之路,一、 百年住宅产业化之路,1910年3月，沃尔特格罗皮厄斯向德国通用电气公司 AEG 的艾米尔拉特诺提交了一份合理化生产住宅建筑的备忘录，这份备忘录写于沃尔特格罗皮厄斯26岁那年，到今天仍然是对标准化住宅单元的预制、装配和分布的先决条件的最为透彻的阐述。1923年出版的包豪斯书集中收录有格罗皮厄斯撰写的住宅产业化。1933年包豪斯关闭后，沃尔特格罗皮厄斯去了美国，继续致力与住宅产业化研究和推广。,一、
2、 百年住宅产业化之路,从德国移居美国之后不久，沃尔特格罗皮厄斯为家人建造的住宅就戏剧性的影响到美国建筑。,一、 百年住宅产业化之路,1928年第一届国际现代建筑会议 CIAM 通过的拉萨拉兹宣言不但强调了建筑产业化的必要性，还认为“建筑质量的高低并不取决于工匠们的手艺，而在于要普遍地采用合理化的生产方法”。指出“建筑产业化首先应该是尺寸规格化，并采用有效的生产方法”。 20世纪初，不但沃尔特格罗皮厄斯热衷于住宅产业化，在大西洋两岸还有很多人痴迷于住宅产业化。,一、 百年住宅产业化之路,最著名的是巴克敏斯特富勒，作为建筑师，巴克敏斯特富勒为了使住宅构件能够大规模工业化生产，在20世纪20年代发明
3、了“轻质金属房屋”，在1927年设计出了第一代多边形“最大限度利用能源住宅”。在1930年和1940年期间，巴克敏斯特富勒设计出第二代“最大限度利用能源住宅”，在第二次世界大战期间 19441946年 ，巴克敏斯特富勒又设计出第三代“最大限度利用能源住宅”。,一、 百年住宅产业化之路,巴克敏斯特富勒1927年设计的第一代多边形“最大限度利用能源住宅”,一、 百年住宅产业化之路,可惜这一次还是没有实现他工业化生产的梦想，只是美国军方采购了一些作为美军机场的机械师住房。,在第二次世界大战期间（19441946年），巴克敏斯特富勒又设计出第三代“最大限度利用能源住宅”。这次的设计非常轻巧，采用铝合金
4、外墙。,一、 百年住宅产业化之路,琼普鲁维 Jean Prouve 出身于法国的一位工程师，对钢材结构住宅情有独钟，他的设计往往会在钢材的运用、构件的形式和造型上花费很多心思，因此被称为“欧洲的巴克敏斯特富勒”。 在19381969年间，琼普鲁维设计了许多适合产业化生产的钢材结构住宅。,一、 百年住宅产业化之路,琼普鲁维1949年采用预制钢结构设计的热带住宅,一、 百年住宅产业化之路,琼普鲁维正在组装预制钢结构热带住宅,一、 百年住宅产业化之路,在1950年，法国政府采购了25套，这些住宅都安装在Meudon实验住宅项目里。,在1949年，法国重建和规划部长委托琼普鲁维设计一种新型的大批量生产
5、的住宅，成本不得超过当时现有的最便宜的住宅。,一、 百年住宅产业化之路,Meudon的住宅大多数都销售给了相当富裕的人。已经过去了35年（到1985年），尽管对个别住宅做了某些修改和变化，但这些不动产现在仍然状况良好。,一、 百年住宅产业化之路,1944年，建筑与艺术杂志的老板约翰伊坦斯 John Entenza 用了一期的篇幅来讨论住宅产业化问题，约翰伊坦斯的“住宅案例研究计划”一直进行了22年，形成了著名的“案例研究住宅”丛书。,一、 百年住宅产业化之路,最具有影响里的是查尔斯埃姆斯（Charles Eames）和雷埃姆斯（Ray Eames）夫妇为他们自己在加利福尼亚太平洋帕利瑟得设计的
6、住宅。,一、 百年住宅产业化之路,查尔斯埃姆斯（Charles Eames）和雷埃姆斯（Ray Eames）夫妇站在施工中的住宅二层平台上。,一、 百年住宅产业化之路,查尔斯埃姆斯（Charles Eames）和雷埃姆斯（Ray Eames）夫妇在自家住宅里亲切地交谈。,一、 百年住宅产业化之路,当时连时装模特儿也愿意到埃姆斯住宅里去摆姿势，拍广告。,一、 百年住宅产业化之路,在1940年后期设计的二栋非加利福尼亚州的钢材骨架住宅也是非常有影响力的。密斯范德罗厄在伊利诺斯州普莱诺的法恩斯沃思住宅（1946年设计，1951年建成）和菲利普约翰森在康涅狄格州新迦南的玻璃住宅（1949年建成）。,一
7、、 百年住宅产业化之路,密斯范德罗厄1946年为艾迪什法恩斯沃思博士设计的住宅是一幢夹在地板和屋面板之间的23m9m单一体积的住宅，从二排6.7m的外部工字型钢材柱子里悬臂伸出来水平的钢材骨架托住楼层和屋顶平面，抬高住宅，使整个地板离开地面1.5m。形成的箱体用平板玻璃包围，成为密斯范德罗厄的名言“几乎无物”（almost nothing）的颂歌。,一、 百年住宅产业化之路,菲利普约翰森受到了密斯范德罗厄1945年为法恩斯沃思住宅设计的草图所启发，设计了玻璃住宅。菲利普约翰森1950年对该住宅的描述如下： “这幢住宅的许多细节取材于密斯范德罗厄的作品，尤其是转角处理和柱子与窗户框的关系。立面采
8、用标准型钢，以产生一种强有力，而又富有装饰性的表面效果。,二、 其他产业的经验,没有工业产品就没有我们今天的生活。如果这些工业产品还是和几十年前一样，还是靠手工一个一个的制作，那么，就会像改革开放前一样，任何生活必需品都必须凭票供应。,近现代各个产业的产业化经验告诉我们，任何产品只要一上了现代化的生产线，产量或效率就会大幅提升，质量就会大幅提高，成本就会大幅下降。,手工缝衣,二、 其他产业的经验 从手工缝衣到现代制衣,30年的改革开放历程，我们快速完成了从手工缝衣到现代制衣。工艺取代了手艺，不但解决了十几亿中国人的穿衣问题，也基本解决了全世界几十亿人的穿衣问题。,现代制衣,二、 其他产业的经验
9、 从手工做鞋到现代制鞋,在人类历史的大部分时间里，手工制作生活用品是唯一的生产方式。这一生产方式需要消耗大量人力，生产效率低下。 今天，手工做鞋已经成了上个世纪遗留下来的一种特殊爱好。手工做成的鞋已经是工艺品，而不是工业品。,衲鞋底的老人,二、 其他产业的经验 从手工做鞋到现代制鞋,30年的改革开放历程，我们快速完成了从手工做鞋到现代制鞋。不但解决了十几亿中国人的穿鞋问题，也基本解决了全世界几十亿人的穿鞋问题。,现代制鞋,今天，机器取代了手工，成为制造生活用品的工具。人类的生产和生活条件发生了巨变。,二、 其他产业的经验 单元式空调设计,90年代中期，我经常听到外籍同事口中念念有词：“Modu
10、lar Design”（即“模块化设计”），但当时对此术语毫无概念。经过几年的培训和学习，到90年代末我就逐渐掌握了“模块化设计”技巧，并熟练应用于单元式空调设计之中。,单元式空调,二、 其他产业的经验 从单件制造到流水线制造汽车,1900年的单件小批量制造汽车,每一辆汽车都是单独制造完成的，就像今天仍然在继续着的大多数建筑物的建造方式一样。,19世纪初，那时候汽车是一种简单比较简单的机器，只有少量的部件和设备。一辆辆汽车都是通过手工定制完成的。,二、 其他产业的经验 从单件制造到流水线制造汽车,1920年，福特把T型车搬上了流水线批量制造。,随着汽车生产流水线的出现，汽车生产流程很快变成了沿
11、着流水线一件件添加和组装零件的过程：一辆辆汽车经过固定的工作台，给一辆辆汽车安装同样的零件，工人在那里重复相同的安装工作。,1907年，福特发明了生产流水线，实现了生产的标准化、大批量制造。,二、 其他产业的经验 从单件制造到流水线制造汽车,流水线批量制造这种生产模式所创造的高效率和规模经济造就的高产量、低成本，极大地提高了企业的竞争力。从20世纪二三十年代在美国传播，到第二次世界大战以后实际上已成为美国乃至世界制造业的主导模式。从60年代到80年代，这种模式被日本推向登峰造极的地步。 流水线批量制造这种生产方式在全世界风行了一个世纪之久，并为工业化社会立下了汗马功劳。但是随着经济的发展和社会
12、的进步，它自身的局限性日益成为它继续前进的障碍，并日渐明显地走向衰落。 大规模生产方式，在某些领域，现在乃至将来还会有它发挥作用的空间，但是作为一种主流的生产方式，它的历史使命已经完结，在许多领域里已经衰退。一种新的更能适应当今市场形势的生产方式大规模定制，已经应运而生。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,现在的模块化制造汽车,现在汽车已经变得太复杂，各种系统越来越趋于专业化，以至于很难由一个组织进行设计、管理和生产。 为了应对经济压力，汽车工业开始利用现代科技寻求规模经济，抛弃了原有的集中控制模式，代之以分散的生产模式。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,
13、如今，一辆汽车的零部件已经达到4000种，初始设备制造商（OEM）也开始转包业务，大多数零部件都是以集成化的模块形式，在远离汽车总装线的其他工厂生产线上完成模块预组装。 这样不仅能够提高汽车的质量和性能，同时能够节省制造的成本和时间。 在信息技术的背景下，产业结构正在发生根本性的变化。为了理解这一变化，经济学和经营学领域里开始流行的关键词就是“模块化”。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,模块化也是工业化时代的产物，大约是在20世纪中期发展起来的一种标准化形式。它产生的背景同产品和工程的复杂程度增高有极密切的关系。高度现代化的舰船武器系统、大型装备、航天器和电子设备等高度复杂
14、的产品的快速设计和快速生产，向传统的设计方式和生产模式提出了挑战。一些工业发达国家研制的舰船武器系统、指挥系统和火控系统，早在20世纪70年代就已经采用了模块化的设计方法，而英国从60年代后期就应用模块化概念开发武器系统。由于集成电路的发展，美国首先出现了标准电子模块，美国海军从70年代开始大力推广这一技术。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,现在的模块化制造汽车,现在,工程师开始把汽车分解成一个个模块。供应商（正确的说法应该是初始设备制造商，即OEM）按照正好及时（JIT）原则，在合适的时间把合适的模块送到总装车间进行最终的组装。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化
15、制造汽车,汽车业应用模块化预组装所取得的成果是引人注目的。模块化预组装有利于质量控制。最终组装的工作越多，质量控制就越难。最终组装的节点越少，安装的误差就越小，安装越精确。最终组装的零件越少，工作环境就越好，最重要的是，每个初始设备制造商（OEM）必须要把更多的资源投入到组件或模块的设计和制造中，承担了首要的质量责任。 在消费者驱动市场、市场主导制造业的生产的形势下，企业面对的市场不仅稳定性低、快速多变，而且需求日益呈高质量化、层次化、多样化和个性化的特点。以往那种靠单一品种大量生产的经营模式，已经难以应对新的市场挑战。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,企业必须顺应时代潮流
16、，面对现实改变自己的经营方针和产品开发策略，生产出具有如下特征的产品： 能满足顾客个性化需求的定制式产品； 新产品易于制造，生产周期短、成本低、交货及时； 品种、规格多，变化快； 质量好，产品生命周期成本低； 安全、环保，便于维修和更新换代等。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,实施大规模定制的企业，为了挑战，大都要从产品设计、制造技术、生产组织等方面采取措施以求降低内部多样性及其影响。例如，面向整个产品族、面向产品全生命周期的开发技术；产品配置设计、产品变型设计技术；成组制造技术、快速制造技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术、网络制造技术；面向定单装配的生产管理、准时化生
17、产（JIT）、过程重组等等。,汽车整成,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,美国汽车（USM）公司宣告1998年以后，遵循以下三项基本原则： 每辆USM汽车都是按用户要求制造的； 每辆USM汽车从订货之日起3天内交货； 在USM汽车整个生命周期内，有责任使用户满意，可以重新改装，使用寿命长。,二、 其他产业的经验 从流水线制造到模块化制造汽车,大规模生产在20世纪60年代开始衰退，70年代衰退加速，80年代开始形成新的管理思想，在90年代由美国学者B. 约瑟夫.派恩和大卫.M.安德森提出了“大规模定制”的理论。大规模定制是指以大规模生产的速度和成本，满足用户的定制需求。大规模定
18、制的技术基础是产品结构的模块化，以通用模块取得批量生产的效益，通过模块的灵活组合，满足用户的个性化需求。“大规模定制”被称之为制造业的又一次革命（制造业的上一次革命是20世纪的“大规模生产”，造就了一大批工业发达国家），是21世纪企业竞争的前沿。 每一次的转变，都使得汽车的质量得到大幅提高，成本也急剧下降。,三、从建造到制造,与汽车行业相比，建筑商和建筑师仍然停留在19世纪。建筑物的建造方式几乎与汽车行业发明大批量生产方式以前的生产方式相同（甚至还不如），在施工现场将一个个的构件进行“组装”，甚至是从最原始的建筑材料开始，把钢筋、水泥、河沙、石子等送到现场进行“浇筑”。,绑钢筋,三、从建造到制
19、造,目前钢筋混凝土建筑物的建造过程基本顺序是：绑筋、浇筑、封顶、外装、内装。是一种从下到上的完全线性的施工流程。在施工过程中，不同的工种很少同时进行工作。,浇筑,三、从建造到制造,当代产业化的重要特征是把航天航空、汽车、电子、食物加工技术和市场需求，产品设计，采购，生产过程、库存，物流联系到一起。 建筑产业，特别是住宅产业并没有这些联系，因此就使得住宅产业的生产力远远落后于其他产业。这明显的影响到住宅的性能和价格。,封顶,和古代农民一样，钢筋混凝土建筑物的建造过程要靠天吃饭，一遇刮风下雨，就无法施工。 让学科交叉产生灵感，利用边缘学科的知识进行创新，是当代科技创新的一条成功之路。,三、从建造到
20、制造,1931年的高空作业,在所有发达国家，建筑施工所需要的熟练建筑工人都日趋稀少。为什么？因为工人在室外面临艰苦的环境：太热、太冷、风大、潮湿、常常遇到雨雪等恶劣气候条件。 所有这些都使得建筑工作变得不愉快、进度缓慢，并伴随着危险。,三、从建造到制造,现代建筑仍然需要高空作业,近年来，中国也遇到了类似情况，第二，第三代农民工已经不像他们的爷爷辈、父辈那样能够吃苦耐劳了，逐渐开始关注工作条件和生活条件了。很多建筑工地都遭遇到民工荒问题了。,随着“用工荒”的连年加剧，迫使建筑业从分散、落后的手工业生产方式逐步过渡到以现代技术为基础的大工业生产方式的变革，建筑工业化成为我国建筑业发展的必由之路。,
21、三、从建造到制造,老一代农民工,随着人口红利的减少，新生代农民工的价值观念的改变，诸多行业都出现工人年龄偏大的现象。建筑业出现了青黄不接的“断代”现象，“年轻人难招”成为他们共同的“烦恼”。,建筑界必须要面对这个事实，要尽快的变建造为制造，改善工作环境，提高工作效率。才能吸引年轻一代农民工加入建筑行业。,三、从建造到制造,第三代农民工,“老一辈出来是为了挣几年钱再回去，我们这一代很多人是想变成城里人，或者让我们的孩子变成城里人。所以年轻的没什么人愿意一直待在工地干活，因为我们不光想挣钱，更想得到认可和尊重。”一位建筑工人说。,第三代农民工是20世纪80年代后期到90年代出生的，在开放时代成长，
22、拥有更高的文化素质，大多数从未种过地，比父辈有更多打工赚钱的冲动，更少对土地的依恋。他们中很多人追求在城市工商业就业，而非像长辈那样从事工业生产线劳动；不想再像前两代那样在城里挣钱后返回农村，而是希望在城市落脚生根。,四、模块化住宅,吊装模块化住宅,把一栋住宅分成几个模块来设计、制作和安装，就称为模块化住宅。这是当前住宅产业化的最高层次。 每个模块达到施工现场时已经基本是完整的了，工厂化率可以高达90%以上,组成一栋建筑物的各个模块是平行设计和制造的，这就大大减少了整栋住宅建造的时间。 各个模块的制造过程都引入了制造业的质量控制流程，模块的质量得到了进一步的加强。 这样，整栋建筑物的建造时间和
23、成本就减少了，同样，所需要材料的数量和成本也减少了。,四、模块化住宅,在室内制造模块化住宅,如果在室内建造，那么除天气以外，其他的工作条件也都可以得到改善。工人的身体和工作的关系将更加协调，工作将会很更加舒适、压力会减小。 汽车业的经验显示，将工作转移到室内，不仅有利于改善工作环境，而且还能聚集起更多的工人。可以使用更多、更好的工装设备，减轻工人的劳动强度。,高度工厂化的预制装配式房屋将成为今后住宅建设得主流。 预制装配式房屋是代表21世纪的工业产品，工厂化制造住宅的技术将引领世界潮流。,四、模块化住宅,在室内制造没有高空作业,在室内，除了令人愉悦的车间环境，工作舒适外，高空作业的减少和梯子的
24、使用，使安全性得到了提高。 每周5天，每天24小时，三班倒不停的装配作业会产生巨大的经济效益。,工厂化制造住宅与工地建造住宅相比有很多好处，其中之一就是增强了供应能力，压缩了生产周期，减少了工地材料和工具的损坏。也弥补了缺少可靠的熟练工人的难题。,四、模块化住宅,工人们在固定的工位干同样的工作,传统的建造模式是工人随着工作走，从一个地点转移到另一个地点，还得把所有必需的材料和工具随身携带。 在室内制造时，每个工人都有固定的工作地点，并在附近配备了完成工作所需要的所有工具和工装设备。,这就实现了制造业早就已经解决了的“把手艺变为工艺”的重大转变。 工厂所用的住宅制造机器常常代表着尖端科技，不仅能
25、快速制造，也能做得很精确。,四、模块化住宅,男性在住宅车间工作,女性在住宅车间工作,女性也可以在车间内完成男性们所做的住宅制造工作这是施工现代化的首要标志之一。,四、模块化住宅,模块化住宅质量控制： 在不受气候条件影响的可控环境下制造住宅，能有效阻止现场施工建筑物及材料的退化。 专业人员日复一日地在工厂里生产住宅，很容易控制质量。生产工人每天反复做同样的工作，还有熟练的技工来管理和指导他们，他们也会在不断的培训中受益。 工厂所用的住宅制造机器代表着尖端科技，不仅能够快速制造，也能做得很精确。把计算机和激光校准设备联在一起，确保得到近乎完美的切割和连接。 工人们定岗作业，很快就成为熟练工，不容易
26、导致制造错误和延误工期。,四、模块化住宅,装车待运的北新模块化住宅,工地建造住宅与工厂制造住宅对比,四、模块化住宅,装车待运的北新模块化住宅,住宅建造通常都是把为数众多的单个材料、产品和组件装配而成，一个180m2的住宅就使用了30多种以上的不同材料。 虽然这些单个的材料和组件在功能方面可能是最优的，可以一旦组成住宅就不见得那么好了。把低能耗窗户、高效洗碗机、可编程自动温控器等众多相关产品弄在一起，这些住宅性能也许能够，甚至超过建筑规范要求，但是绝对达不到高水平的综合性能。,为了获得高水平的性能，关键的问题是系统集成。 轻钢（冷轧钢）住宅制造商需要进行角色转换，把产品组装者变成为真正的住宅系统
27、集成商。,四、模块化住宅,正在展会组装的北新模块化住宅,当前在住宅设计和建造，特别是现场施工处理方面有着太大的随意性。让一些无技能的工人把住宅组装到一起，不是真正意义上的最优化，只达到了基本的遮风避雨的要求。 过去十年，信息技术的发展，以及大数据时代的到来，先进制造技术已经表现出很多过人之处，各个产业都在力图通过系统集成的方法，达到最优化系统设计和制造。,梦想创造真正的集成化、最优化、系统化的住宅已经出现，未来十年会引起人们的广泛注意。,四、模块化住宅,展会上的北新轻钢（冷轧钢）建筑,模块化住宅设计理念已经在全球范围内得到了认可，并广泛实践。 北新集成房屋也进行了模块化住宅的积极尝试。,这栋1
28、00平面米的二层住宅，运到现场，只需要3到4个小时就可以顺利就位，一周后就可以装修完毕。,五、批量复制造成“千城一面”,几乎整个20世纪，各种致力于工厂预制建筑的努力的理论基础或实践基础都是产品的同一性。“像造汽车一样造房子”的思想影响了一代又一代建筑人。福特T型车的流水线生产模式对于建筑师具有非常大的吸引力，因为它坚定地持续着重复生产模式。 100多年来，建筑界一直遵循着福特T型车时代的“古训”“像造汽车一样造房子”。,五、批量复制造成“千城一面”,批量复制建筑的后果就是“千城一面”。现在不论是北国冰城、南粤古城、西部边陲，东部海滨，经济发达或欠发达，所有城市都有着一样的城市建筑和街景画。建
29、筑失去了地域特性。,四、批量复制造成“千城一面”,但是由于每个人的文化背景、个人喜好、场地特征等都不可能完全一致，所以我们不得不承认建筑的差异性，在当今社会，福特提出的“一种型号适合所有客户”的理念已经不再能生产出成功的产品，包括建筑物。 新的世纪，人们渴望选择，渴望表达，渴望彰显个性。 随着20世纪末，“柔性制造系统”的问世，汽车业已经完成了从批量化复制到批量化定制的华丽转身。,四、批量复制造成“千城一面”,批量定制是批量复制和客户定制混合而成的产物。它提出了一种新的建造流程，既使用自动化生产的技术，同时又能使制造出来的每一件产品都与之前批量生产制造出来的产品有所区别。,五、批量复制造成“千城一面”,“一种型号适合所有客户”的理念无法满足所有的设计、所有的项目、所有的地点，以及所有的客户。 把“住宅产业化”定义为“像造汽车一样造房子”已经跟不上时代的发展。 因为汽车产业已经与时俱进，今天的汽车产业与100多年前福特T型车时代已经有了天壤之别。今天的汽车产业已经在使用先进的柔性制造系统。 为客户批量定制个性化的产品是新世纪各个产业追求的目标。 建筑界必须尝试批量定制建筑，以满足不同消费群体的需求。,Thanks！,E-mail: szdcz_ QQ: 854609146 博客：http:/
