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VR彩票走向循环利用的预制和模块化建筑
发布时间:2023-12-13
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  VR彩票世界需要能够应对生态挑战和社会变革的住房。各种建筑项目都使用替代方案来解决这些问题,例如住宅区以增加密度,使用预制和模块化方法和材料进行快速且低成本的建筑。混凝土始终植根于建筑文化中,即使建筑行业也可以使用其他材料,而其制造会产生大量二氧化碳。考虑到不同的建设周期以及用途和用户的演变,建筑文化需要改变。本文旨在表明,通过建筑设计过程可以在建筑环境中实现循环概念。设计方法研究用于开发名为“板”的可回收类型,重点关注住宅预制方法,这将有助于其拆卸和回收。因此,本文介绍了 Slab 原型的设计过程和模型的演变。在建筑设计过程中优先考虑预制和模块化具有优势,例如高效减少占地面积、灵活使用的大型基础设施以及具有公共活动的独立住房单元,此外,还可以确保未来拆卸和回收的建筑条件。

  人们意识到资源的可用性日益受到限制,这进一步推动了世界各地对更经济适用住房的需求,这清楚地表明需要能够优化资源使用效率的新建筑类型。自然资源崩溃的不确定性始于 20 世纪 70 年代VR彩票,当时美国石油产量达到顶峰,引发了影响世界供应网络的石油危机。能源、商品和服务的成本急剧上升,因此生态运动开始了[1]。

  建筑和建筑行业几乎占世界能源消耗和过程相关排放的 40% [2][3]。2016年,欧盟在国内和经济活动中总共产生了25.33亿吨废物。其中建筑业产生了36.4%的废物[4]。尽管人们担心自然资源枯竭,但城市仍在继续发展。现在建筑物占地比 1990 年多了 30% [5]。城市中心容纳了世界 54% 的人口。由于人口高度集中、基础设施和经济活动较多,城市容易受到许多环境风险的影响;并将随着气候变化而进一步增加。城市活动占自然资源消耗的 70-75%,影响着城市周边以外的自然资源的可用性和生态系统。随着人口和经济增长的追求,城市资源的效率和弹性将变得更加显着[6]。2017年地球人口已接近76亿,并将持续增长到2050年。预测表明,2030年全球人口将在87亿左右,2050年将达到102亿,2100年将达到132亿[7]。随着人口的增加,对住房的需求越来越大,住房短缺问题也更加严重。需要建造更多的建筑物来容纳子孙后代。于是,人们开始探索新的架构解决方案,以减少资源消耗并回收使用过的资源。2017年全球人口将达到60亿,并将持续增长到2050年。预测表明,2030年全球人口将在87亿左右,2050年将达到102亿,2100年将达到132亿[7]。随着人口的增加,对住房的需求越来越大VR彩票,住房短缺问题也更加严重。需要建造更多的建筑物来容纳子孙后代。于是,人们开始探索新的架构解决方案,以减少资源消耗并回收使用过的资源。2017年全球人口将达到60亿,并将持续增长到2050年。预测表明,2030年全球人口将在87亿左右,2050年将达到102亿,2100年将达到132亿[7]。随着人口的增加,对住房的需求越来越大,住房短缺问题也更加严重。需要建造更多的建筑物来容纳子孙后代。于是,人们开始探索新的架构解决方案,以减少资源消耗并回收使用过的资源。

  循环经济是对即将崩溃的线性经济的反应。它的目的是通过恢复性和再生性设计来消除有限的资源消耗增长。循环经济包括建筑环境,即通过共享、灵活和模块化的空间来提高居民生活质量并减少原始材料消耗的城市[8]。向循环方法(再利用/回收)的转变实现了净环境效益,有助于减少整个建筑生命周期的影响,特别是建筑和拆除废物[9]。预制和模块化是设计和施工阶段发生的主要废物来源的合理替代方案[10]。

  物质资源和人口增长的问题给我们带来了一个问题:在混凝土仍然植根于建筑文化的情况下,建筑应该如何设计。因此,本文介绍了用于开发板式建筑类型的建筑设计过程和物理模型,板式建筑是一种预制和模块化木结构房屋单元可以插入和拔出的架子结构,表明实现循环概念是可能的建设中[11]。Slab 原型是“可持续发展生态建设”(ECON4SD)研究项目的核心开发的,该项目由欧盟与卢森堡大学共同资助。这个多学科团队分为七个部门,致力于开发替代性可回收住房模型,作为其他建筑物的材料库,以解决这些生态社会问题。首先是架构领域,我负责设计和架构解决方案。其次,工程师负责提出钢混凝土板结构、木混凝土板结构、混凝土老化、能源消耗、监控系统和材料库库存等方面的解决方案。

  本文描述的建筑设计过程将适应性、可拆卸性和可回收性的建筑概念带入第一阶段,这与通常的建筑设计方式不同,建筑师不考虑第一个生命周期后的设计过程。尽管意识形态不同,但循环建筑和可回收性的概念对于建筑专业知识的发展至关重要。本文通过改进建筑设计方法来实现循环建筑,鼓励住宅建筑中的预制和模块化方法,并提供可适用于其他建筑的解决方案,帮助建筑师、设计师和建筑行业做出决策,从而为当前的知识做出贡献。制作。

  设计方法论的研究被用来开发可回收的建筑类型学,试图为该领域有影响力的人物的贡献找到一个出发点[12]。研究可以在很多时候以多种方式为设计过程提供信息,并且设计过程和原型可以产生大量问题[13]。第3节介绍了影响板原型设计过程的预制和模块化建筑。第 4节详细介绍了板式建筑类型以及提案模型在设计过程中的演变。假设建筑物在生命周期内应能够适应和灵活地适应不同用户的需求,设计用于报废拆卸,并且其结构应通过材料库库存进行追踪,以便重复使用或回收,实现建设闭环。物理模型的开发是为了建立这些预层建筑概念的实际应用。每个物理模型开发完成后,原型的可行性都会在 ECON4SD 项目核心的定期研讨会会议上进行讨论,其中会展示、测试和分析计划、绘图和 3D 模型。历史和原型对于设计思维过程至关重要。结合起来,它们包含要解决的问题和解决方案假设,满足概念和想法的需求[14]。并进行了分析。历史和原型对于设计思维过程至关重要。结合起来,它们包含要解决的问题和解决方案假设,满足概念和想法的需求[14]。并进行了分析。历史和原型对于设计思维过程至关重要。结合起来,它们包含要解决的问题和解决方案假设,满足概念和想法的需求[14]。

  历史让我们深入了解建筑领域的成就以及当今可以改进的地方。建筑历史提供了几种关于预制和模块化的方法。现代运动期间,受让·路易·尼古拉斯·杜兰特对称、规则、简洁的影响[15][16],勒·柯布西耶带来了制造业、大规模生产和合理化的思想,并宣称“房子是一台机器, 1923年,弗兰克·劳埃德·赖特 (Frank Lloyd Wright) 宣布“装配式住宅”一词将由标准单元组成,这些标准单元将成为建立不同房间的街区[16]。这一传统还包括理查德·巴克敏斯特·富勒 (Richard Buckminster Fuller),他将建筑视为嵌入式技术,转化为理性、数学和能量,并于1928年开发了 Dymaxion 住宅 [15][16]。受富勒想法的启发,沃尔特·格罗皮乌斯和康拉德·瓦克斯曼用预制和模块化木板和结构创建了“预包装房屋”(1942)[16][17]。与 1941-42 年的格罗皮乌斯类似,让·普鲁韦 (Jean Prouvé) 与皮埃尔·让纳雷 (Pierre Jeanneret) 开发了木材预制模块化包装和可拆卸的避难所,称为 Pavilions 8x8 米。他致力于减少浪费并增加效益[16][17]。密斯·凡德罗还在其建筑中使用了预制的场外钢和玻璃元素,例如芝加哥的 Lake Shore Drive Apartments (1951) [16][18],该建筑也采用了模块化网格。还有 Moshie Safdie 在 1967 年设计了“Habitat 67”。一系列由 354 块预制钢筋混凝土块建造而成的 158 栋模块化房屋并列[16]。

  另一种方法是20世纪60年代 Archigram 宣言中的高科技建筑运动,在高度工业化的“插入式城市”中看到,将住宅单元分割成模块的概念融入到巨型结构中,这些模块可以使用巨型起重机移动,更新为改变了他们的需求[16][19]。这一运动还包括由伦佐·皮亚诺和理查德·罗杰斯设计的乔治·蓬皮杜中心,其上层建筑和公用设施系统完全暴露,提供开放和灵活的地板[16][18]。六十年代还推出了日本新陈代谢的胶囊结构。中心思想是,建筑物将通过将单独的预制和模块化胶囊插入结构服务核心来增长,这在黑川(1970-1972)在东京的中银胶囊塔中具体化[15][16][20]。自相矛盾的是,第三个方面始于生态运动,具有材料崩溃的可能性以及建筑中自然的融合。美国 SITE 的高层住宅 (1981) 是一个理论项目,理想化为由钢和混凝土网格中的花园空间组成的独立和个性化房屋的垂直社区 [21]。受这些想法的启发,弗雷·奥托 (Frei Otto) 于 1990 年在柏林开发了 Ökohäuser(生态住宅),这是一种适应性强、灵活且重量轻的垂直混凝土骨架,用于支持社区住宅。对他来说,建筑必须与自然和谐相处,以最少的物质和能源消耗来改善人类的生活[15][22]。此外,最近的2000年代带来了Tiny House运动VR彩票。移动式和小型房屋由业主自己建造在轮子上,使用更少的材料,减少浪费。

  最后,今天的建筑师将生态概念与预制和模块化相结合。Werner Sobek 开发了 R128(1998-2000),这是一栋单户住宅,带有外露螺栓钢框架,在场外预制,可拆卸 [18][24]。另一个例子是由 Heide & Von Beckerath 办公室在柏林设计的R50住宅(2010 – 2013 年)。除了悬挂的钢制阳台和部分暴露的模块化木材外墙外,钢筋混凝土骨架支撑着开放式设计的公寓和共享空间[25]。显然,涉及结构、空间和性能的建设性关系存在着复杂的重新协商,这些关系正在重塑建筑在建设中的作用[26]。如今,人们对构建能够提高效率和准确性的方法越来越感兴趣,并且具有环保意识。这种兴趣可以在模块化和预制住房企业和建筑师身上看到,例如Resolution: 4 Architecture的Joe Tanney、KieranTimberlake Michelle Kaufmann、SHoP、Shigeru Ban、Werner Sobek等。其他公司则更关注自然资源和再利用,例如 Lacaton & Vassal、Arno Brandhuber、Eduardo François、Lendager Group、Sidewalk Labs、Chris Precht 和 Rotor Deconstruction。缺少的是这些概念之间的整合。

  开发了一种名为 Slab 的可回收建筑类型,其组件可以在另一个地方拆卸和重新组装,或者在使用寿命结束时整个可回收,从而提供随时间推移的灵活性。Slab 原型旨在增加房屋的可用性,以提高当地密度,同时提供共享和公共生活空间。该模式专为独居人士、年轻工人、夫妇或有一个孩子的家庭而设计。因此,住房单元的设计会根据这种演变而变化,使人们能够通过提供经济适用房来选择他们想要的生活方式。由可回收混凝土制成的钢筋混凝土架子结构允许连接木质住房单元。此外,屋顶是居民的共享空间,与使用相同空间作为车库或纳入私人区域的同期建筑相比,建筑底层占地面积减少,以提供更多的公共空间[11]。本节描述了板类型设计过程中开发的四种主要物理模型的演变和差异。

  第一个楼板模型(图 1)设计有两个垂直核心筒,每侧的通道占地面积尽可能最小,即项目工地上建筑结构的最小面积。这种配置用预制木制住宅单元支撑楼板,并创建开放的公共区域作为聚会空间、商店、办公室和花园。该建筑面向西和东,以便两个朝向的公寓都能获得更好的直接日照。楼板中间的走廊用于连接两个核心筒。主要修改是从第一个模型到第二个模型。由于跨度过长,第二个模型(图 2)被缩小到每块板中 5 个住房单元的距离。预制的模块化木制便携式房屋位于两层楼的天花板之间,根据居住者的需求和数量提供更多的可能性来安排和扩建房屋,使其灵活、适应性强,以适应任何使用的变化。楼板厚度增加,以承受现在合二为一的两层楼板的重量。另一方面,只剩下一个垂直核心筒来进入电梯、内部楼梯和竖井,第二个核心筒被厚墙取代以支撑楼板。此外,一些设施被整合到核心区,如底层的小型洗衣房和自行车停车场。建筑的顶部将成为一个共享空间,作为对房屋单元面积缩小的补偿,为居民提供更多的空间。使其灵活且适应性强,以适应使用中的任何变化。楼板厚度增加,以承受现在合二为一的两层楼板的重量。另一方面,只剩下一个垂直核心筒来进入电梯、内部楼梯和竖井,第二个核心筒被厚墙取代以支撑楼板。此外,一些设施被整合到核心区,如底层的小型洗衣房和自行车停车场。建筑的顶部将成为一个共享空间,作为对房屋单元面积缩小的补偿,为居民提供更多的空间。使其灵活且适应性强,以适应使用中的任何变化。楼板厚度增加,以承受现在合二为一的两层楼板的重量。另一方面,只剩下一个垂直核心筒来进入电梯、内部楼梯和竖井,第二个核心筒被厚墙取代以支撑楼板。此外,一些设施被整合到核心区,如底层的小型洗衣房和自行车停车场。建筑的顶部将成为一个共享空间,作为对房屋单元面积缩小的补偿,为居民提供更多的空间。第二个核心筒被替换为厚墙以支撑楼板。此外,一些设施被整合到核心区,如底层的小型洗衣房和自行车停车场。建筑的顶部将成为一个共享空间,作为对房屋单元面积缩小的补偿,为居民提供更多的空间。第二个核心筒被替换为厚墙以支撑楼板。此外,一些设施被整合到核心区,如底层的小型洗衣房和自行车停车场。建筑的顶部将成为一个共享空间,作为对房屋单元面积缩小的补偿,为居民提供更多的空间。

  第三个模型(图 3)保留了与第二个模型相同的特征。不同之处在于,建筑物成为单边方向,只要另一个立面是开放的走廊并整合了楼梯,住宅的两个立面就可以接收日光。这个开放的走廊和天桥减少了垂直核心的面积,并创建了一个大露台,具有新的空间感、光线和面向门的自由感,以平衡紧凑的住房单元。

  最后,在最后一个物理原型(图 4)中,所有先前的概念都得到了进一步探索。放置中央墙来支撑住房单元并减少板的厚度和材料。阳台和走廊完全开放,没有围墙,方便建筑扩建和住房单元的连接。为共享空间提出了以主题为导向的不同活动,从游泳池、娱乐到协作工作。地下室提供了一个适当的围护结构,根据建筑位置由商店、办公室或工作空间占用,图 5。公共和共享空间可以在开始时以这种方式占用,然后随着时间的推移而变化,以满足居民或社区的需求并改善用户的生活。

  住房单元是标准化、预制和模块化的,可以使用起重机通过楼板上的轨道滑动在建筑物中添加或移除。该住房单元的设计具有最佳的睡眠、生活、烹饪、饮食和卫生空间,可容纳情侣或单人,并且可以通过任何标准卡车运输,图 6。木墙和结构可以拆卸,图 7,并且住房可以根据当代生活方式从 1 到 4 排列的需要进行调整、扩展和收缩,图 8。住房可以扩展为具有两个模块的复式公寓,提供充足的居住空间和单独的房间。三个扩展模块可以有两间卧室和两间浴室,一间比另一间大。四个模块的配置,为居住者提供了更多的空间,遵循三个模块的相同场景,包括多一间房间和浴室。由于楼板在整个使用寿命期间都可以满足或有自由扩展的空间,因此住宅单元的天花板、地板和结构保持了40厘米的相同厚度,并且墙壁的内部可以适应当时的需要。外壳模块具有单独的电气和液压系统。这些模块将通过地板管道连接到建筑基础设施,提供暖通空调、生活供水、下水道等建筑服务。外壳模块具有单独的电气和液压系统。这些模块将通过地板管道连接到建筑基础设施,提供暖通空调、生活供水、下水道等建筑服务。外壳模块具有单独的电气和液压系统。这些模块将通过地板管道连接到建筑基础设施,提供暖通空调、生活供水、下水道等建筑服务。

  整个 Slab 建筑作为一个模块运行。该结构可以在水平综合体和连续建筑中扩展,如图9所示。这种组合提供了不止一种类型的共享空间和不同的活动,如休闲区、带桑拿的游泳池、协作工作空间、城市花园、运动、和公共厨房,根据群体需要,图10。该结构可以植入许多社区和城市,作为活动房屋的基础设施,可以根据业主的搬迁插入或拔出。战略安排和设计、足够的数量和减少的底层可以对景观产生积极的影响,平衡密度和人口增长与自然的必要性,并保护自然土壤。

  图8. 住房布置(A – 住房单元,B – 复式,C – 三个模块,D – 最大有效空间扩展四个模块)。

  总而言之,设计方法的重点是改进现有住宅预制和调制的使用,以解决住房短缺和生态问题。从设计的第一阶段就可以看出这座建筑的圆形性。传统的设计思维方式[14]与改进的设计流程之间的差异如图11所示。在设计过程中纳入拆卸、再利用和可回收概念的目的是减少整个建筑生命周期中的资源和能源使用-循环。基础设施的设计尽可能开放、暴露,并使用原材料,以尽量减少在同一地点提供不同用途的主要资源的使用。住宅单元可以与核心筒连接和分离,其结构一旦采用木材就可以拆卸,一种维护、更换和可回收性得到简化的材料。此外,原型可以在不断进化中适应居住者。与普通建筑相同的大小可以为公共空间和居住者共享空间提供更宽敞的空间。在第一个建筑生命周期之后,由于不再有用,可以将其拆除而不是拆除,并且其构件和材料可以重复使用或回收用于未来的建筑。拆除过程首先使用起重机将外壳模块从基础设施上拔出。一旦到达地面,它们的外墙和内墙、地板、天花板、窗户和门就可以分开,然后储存在另一座建筑物中重复使用、重塑或再制造。家具、管道、管道可以分开,然后在另一个建筑中重复使用。混凝土结构可以被破坏,与其他元素分离,并转变为骨料,以便重新使用以生产新的再生混凝土。最后,一旦建筑元素被设计为可分离和重复使用,该建筑就可以用作未来建筑的材料和组件库,方便它们在平台上的跟踪和上传,以便直接修复、回收或转售。此外,其他结构的材料也可以应用在模块组件或建筑内部。一旦建筑元素被设计为可分离和重复使用,该建筑就可以用作未来建筑的材料和组件库,方便其跟踪和上传到平台上,以便直接修复、回收或转售。此外,其他结构的材料也可以应用在模块组件或建筑内部。一旦建筑元素被设计为可分离和重复使用,该建筑就可以用作未来建筑的材料和组件库,方便其跟踪和上传到平台上,以便直接修复、回收或转售。此外,其他结构的材料也可以应用在模块组件或建筑内部。

  图11:设计流程图(A – 传统设计思维[14],B – 更新的架构设计流程)

  与ECON4SD团队合作,目标是创建完全灵活的架构,能够顺利地响应不同的需求,从而响应循环经济的概念。本文提出的建筑设计过程表明,可以在第一阶段实施可拆卸和可回收性建筑的概念,以实现循环建筑。板式建筑类型通过使用模块化和预制的方法整合更多的公共、共享和灵活的空间来改善居住者的生活,以确保构件在建筑第一个生命周期结束时的可拆卸和可回收性。此外,这种类型使得房屋可以根据居民的需要进行扩建。在设计过程之初就结合这一概念,最大限度地减少主要资源的使用,建议回收材料,预测建筑改造,并增加建筑元素在其他建筑中的可重复使用性,达到建筑的循环性。在建筑设计过程中优先考虑预制和模块化具有优势,例如高效减少占地面积、灵活使用的大型基础设施以及具有公共活动的独立住房单元,此外,还可以确保未来拆卸和回收的建筑条件。该研究还解决了建筑设计中的资源再利用挑战,确定了再利用材料的策略,以及可适应其他发展的创新方法。