隨著技術(shù)的進(jìn)步 建筑力學(xué)也隨之發(fā)展

隨著技術(shù)的進(jìn)步，建筑力學(xué)也隨之發(fā)展。但是，預(yù)制構(gòu)件(近來一直在增長)數(shù)十年來一直是建筑界的主要活動。術(shù)語“預(yù)制”是指在建筑物外制造的一系列建筑物和制造方法，然后將其重新安置到建筑工地以進(jìn)行最終集成和組裝。對于結(jié)構(gòu)工程公司KL&A，預(yù)制設(shè)計(jì)是“由數(shù)字和計(jì)算機(jī)驅(qū)動的過程，其中[設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)]與[施工團(tuán)隊(duì)]一起構(gòu)建完整的虛擬模型，” Greg Kingsley博士解釋說， KL&A的總裁兼執(zhí)行官。這些模型不僅用于創(chuàng)建工程圖，還用于驅(qū)動切割零件的數(shù)字設(shè)備，因此非常精確。[通過]首先建造，在預(yù)制方面，木材占主導(dǎo)地位。金斯利說：“大規(guī)模木材建造的過程確實(shí)與預(yù)制概念緊密相關(guān)。”

KL&A當(dāng)前的項(xiàng)目Platte 15，將是科羅拉多州丹佛市的第一座預(yù)制木結(jié)構(gòu)辦公樓。

開發(fā)商Crescent Real Estate LLC之前曾在科羅拉多州的博爾德建造了兩層樓的木制辦公樓，后來與OZ Architecture，Adolfson&Peterson Construction和KL&A一起設(shè)計(jì)和建造了四層樓的Platte 15。金斯利(Kingsley)說，他引用了木材的自然美，易用性和親生物特性。

位于華盛頓州西雅圖市的1300英里之外，位于建筑師協(xié)會(AIA)的約翰·莫爾菲爾德(John Morefield)，杰克遜-Main Architecture公司的建筑師一直在設(shè)計(jì)預(yù)期的Cubix Othello項(xiàng)目。該項(xiàng)目是一幢6層，由85個單元組成的公寓樓，主要由混凝土基礎(chǔ)上的體積模塊化預(yù)制木結(jié)構(gòu)建筑而成，是開發(fā)商N(yùn)exGen Housing Partners和Jackson | Main的第二次模塊化合作。

盡管木質(zhì)建筑在西北太平洋地區(qū)更為普遍，但在Othello項(xiàng)目中使用預(yù)制木材(在這種情況下為體積模塊化)超越了美學(xué)，提供了更堅(jiān)固的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，簡化的現(xiàn)場施工并增加了環(huán)境效益。

盡管模塊化建筑已經(jīng)存在了數(shù)十年，但由于技術(shù)的進(jìn)步和建造者對它們可以提供的優(yōu)勢的意識日益增強(qiáng)，其普及率在不斷提高：環(huán)保，更快，更經(jīng)濟(jì)的建筑，全年施工和更低的人工成本，更高高質(zhì)量的飾面和最小的修補(bǔ)要求，以及總體上提高了項(xiàng)目效率。

KL&A在預(yù)制木材方面的工作已超過15年，在Platte 15和Jackson | Main的Cubix Othello方面的工作就是這些優(yōu)勢的典范。

施工速度

在許多預(yù)制過程中，建筑物的每一部分實(shí)際上都是使用計(jì)算機(jī)自動繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，然后使用CNC機(jī)器對木材進(jìn)行切割。這項(xiàng)技術(shù)的精確特性意味著每個細(xì)節(jié)都得到了完善和專業(yè)的衡量。

通過預(yù)制，可以精確設(shè)計(jì)材料并根據(jù)精確的技術(shù)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場切割。然后將各個部分記錄下來，進(jìn)行交付，然后像拼圖游戲一樣拼在一起。

以這種方式進(jìn)行建造并配有完整的模塊化箱體可以極大地減少建造時間，Morefield估計(jì)他們將在現(xiàn)場節(jié)省六到八個月的時間。

容積式模塊化建筑公司Metric Modular的創(chuàng)新解決方案總監(jiān)Craig Mitchell闡述道：在建造40個模塊化單元以創(chuàng)建70套公寓的過程中，他的團(tuán)隊(duì)能夠在17天的時間內(nèi)在工廠建造每個套房。

建造開始時，西雅圖可以期望看到這種中層建筑以驚人的速度增長，這是經(jīng)過精心計(jì)劃的結(jié)果。Morefield說：“看起來長達(dá)20天的高空起重機(jī)滑稽動作是多年計(jì)劃的最終結(jié)果。”

創(chuàng)建復(fù)雜設(shè)計(jì)的能力

Kinglsey和KL&A團(tuán)隊(duì)以前曾在Aspen Art Museum的復(fù)雜結(jié)構(gòu)上使用預(yù)制木材，但他們意識到，建筑設(shè)計(jì)復(fù)雜性的極限可以超越傳統(tǒng)的施工方法。“所有復(fù)雜的工作都是虛擬完成的，”金斯西解釋說。“當(dāng)[碎片]出現(xiàn)在現(xiàn)場時，所有東西都一起放了。這不僅方便。不可能采取其他任何方式。”

同樣，Platte 15也沒有繞過細(xì)節(jié)，而是利用CAD和CNC功能生成了適合丹佛引以為豪的本地化設(shè)計(jì)。

米切爾(Mitchell)詳細(xì)介紹了奧賽羅(Othello)的設(shè)計(jì)。擁有40多年專門制造木制模塊化結(jié)構(gòu)的歷史，Metric Modular以創(chuàng)造丟失了模塊化建筑過去陳舊的刻板印象的單位而自豪。“ [模塊化]不一定是限制性的。”

可持續(xù)發(fā)展

Morefield解釋說：“圍繞[預(yù)制件和]模塊化[建筑物]的很多討論都是在成本和時間上，但是我認(rèn)為'綠色'是一個很大的組成部分。模塊化結(jié)構(gòu)的可持續(xù)性已經(jīng)存在，只需要強(qiáng)調(diào)和推動就可以了。”

預(yù)制建筑物的可持續(xù)利益各不相同。精確地從數(shù)字渲染中切割材料，并且在奧賽羅(Othello)模塊化設(shè)計(jì)的情況下，不再需要垂直的透明墻，這意味著更少的材料浪費(fèi)。而且由于這種形式的施工通常需要較小的現(xiàn)場人員，較少的材料運(yùn)輸和較短的項(xiàng)目進(jìn)度，因此可以優(yōu)化和減少對資源的總體需求。

預(yù)制也可以起到減少碳排放的作用。Morefield指出，在艾伯塔大學(xué)的一項(xiàng)研究中，與相同的現(xiàn)場建造項(xiàng)目相比，模塊化項(xiàng)目顯示碳排放量顯著減少。“工廠建造的項(xiàng)目將碳排放量減少了43%。那是一棟完全相同的建筑-相同的信封，相同的材料以及所有東西。單就運(yùn)輸而言，僅減少施工時間(以及勞力和物料的運(yùn)輸距離)，就減少了43%。”

節(jié)省成本和效率

除了減少浪費(fèi)和減少碳排放外，預(yù)制建筑還被證明可以降低成本并提高建筑各個方面的效率。通過更智能而不是更努力地工作，預(yù)制建筑減少了材料和燃料浪費(fèi)，并減少了由于天氣或其他不可預(yù)見的事件在施工過程中可能浪費(fèi)的時間。

隨著建筑和建筑行業(yè)對精確度量標(biāo)準(zhǔn)的依賴性不斷提高，預(yù)制木結(jié)構(gòu)建筑也只會增加-這是北美地區(qū)所有三位專家都已經(jīng)看到的趨勢。建筑行業(yè)現(xiàn)在正在擁抱數(shù)字工具，例如3D建模，建筑信息模型(BIM)和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)機(jī)器，從而使建筑專業(yè)人員之間的預(yù)制更加容易。

正如《預(yù)制建筑：模塊化設(shè)計(jì)和施工指南》的作者賴安·史密斯(Ryan Smith)最近觀察到的那樣：“預(yù)制建筑物交付對時間，變化和再利用/回收有響應(yīng)的建筑物的能力，可能是其未來整個生命周期可持續(xù)性的最大收益。 “。