疫情下装配式和模块化建筑带来的设计思考

模块化和装配式建筑在火神山和雷神山的快速建设中起到了关键性的作用。相信大家对此都不会陌生，在课程设计、竞赛题目或者是实际项目中多少都看到了模块化或者装配式建筑的影子。

Scaffold在此选取了一些代表性的案例。我们将和大家一起了解：

万国博览会 水晶宫 —— 第一座大型装配式建筑

日本新陈代谢派 / 荷兰结构主义 / Archigram —— 在同一时期不同地区的先锋思想中，装配式建筑的不同运用。

在这些案例中，均使用了装配式或模块化。值得说明的是，模块化是一种方法而非概念，它是实现建筑师构想的一种手段。

1.模块化＆装配式

我们首先来明确二者的概念。

模块化建筑 指的是以 每个房间作为一个模块单元 ，在工厂中完成后运输至现场并通过一定的手段连接成建筑整体。

装配式建筑 是指将 传统的建筑建造过程中的大量现场作业转移到工厂进行 ，在工厂加工好各类建筑构件，然后运输到现场进行连接，形成建筑。

二者的相同之处在于， 建筑的构件均由工厂预先制定，具有标准化，易于运输，场地适应性墙，可以替换等优点，可作为临时建筑或实验建筑，也可作为长长期使用的居住建筑。

简言之，我们可将模块化视作集成化的装配式建筑。

因此在接下来的讨论中我们可以弱化二者之间的微弱差别，着重于探讨设计的理念和对模块的运用。

2. 工程和建筑的结合——万国博览会 水晶宫

装配式建筑最早出现在17世纪。向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋，就是一种装配式建筑。而第一次进入公众视野，则是 1851年伦敦建成的用铁骨架嵌玻璃的水晶宫，这是世界上第一座大型装配式建筑。

水晶宫的设计者是 约瑟夫·帕克斯顿 (Joseph Paxton，1803-1865)，他不是专业的建筑师，而只是一名温室设计师，他加入了场馆的设计竞赛当中。

当时组委的要求是这个建筑必须“ 能够同时容纳成千上万的游客，展示全世界的艺术和制造业，但同时也必须是一个纯粹的临时建筑 ”。帕克斯顿在9天之内就完成了设计。这座建筑将用 木头、铁和玻璃建造 ，适合展览，而且容易被搭建和拆卸。最坏的情况下，玻璃和铁还有很高的废料价值。

帕克斯顿决定将现存的较大的树木加入了他的设计，在最初的设计中增加了一个桶形圆顶的侧壁。 树木的存在也创造了一个内部和外部空间之间的过渡，这个设计思路来自于他所熟悉的温室设计 。

建筑中的钢铁被涂成淡蓝色，使它几乎难以和天空与玻璃区分开来。这种拱形设计还深刻地影响了我们今天的购物中心等建筑的形式。

水晶宫大规模地运用了钢铁和玻璃，在这种规模的建筑设计中， 体积第一次远远大于了建筑的质量 ，在当时是新颖的设计。

水晶宫体现出了前所未有的 现代性 ，不仅仅运用了当时最前沿的技术和材料，更因为将 工程和建筑结合在了一起 。这两个专业在此之前是脱节的： 建筑的艺术和技艺相连，而工程是机器时代最重要的表现形态。

3.战后日本建筑的模块化发展及运用：新陈代谢派

第二次世界大战后，欧洲国家以及日本等国 房荒严重，迫切要求解决住宅问题，促进了装配式建筑的发展 。到60年代，装配式建筑得到大量推广。在这一过程中，产生了很多具有代表性的建筑师及其思想。

黑川纪章（Kurokawa Kisho） 是日本新陈代谢派的代表人物之一，日本战后的第一代建筑师。在他的整个职业生涯中，黑川主张用哲学的角度来理解建筑结构。而装配式建筑多次体现在其思想与作品当中。

二战后，尤其是上世纪五十年代开始，日本进入 经济快速增长和城市化阶段 ，年轻的建筑师急迫渴望干预并改造城市，对城市未来发展产生了大量想象， 整体社会对工业生产呈现激进的态度 。

同时，1959年，国际现代建筑协会（CIAM）因内部思想分歧解散，标志着 柯布西耶的现代主义大一统般的城市范式成为了历史 。

以黑川为代表的新陈代谢派观点是，将生物生长繁殖的生命过程（即新陈代谢的概念），衍伸为： 一切事物经由新旧的斗争，最终必被新事物所取代 。

建筑与城市都不是静止的，而是像有机生物一样处于动态过程中，可以拆解、增殖乃至附加，在持续汰旧换新。

预制化的装配式建筑技术，正是实现这一理念的必要手段。

中银胶囊塔（Nakagin Capsule Tower） 是其理念和技术手段的代表作之一。

中银胶囊塔（Nakagin Capsule Tower） 是世界上第一个胶囊建筑。这种 模块化的装配式建筑 的设计意图，是为了提供居住场所给东京中心区域上班的旅行商务人士，在当时成为了可持续性和可回收性的典范。

每一个模块都由预制的装配式建筑技术完成，可以被组装进中心核轴结构，并且可以被替换或改变。

建造于东京银座区域，总计140个胶囊堆叠在一起，以不同的角度绕着中心核区域旋转，总共有14层楼高。

黑川研发了一项技术， 使用仅仅四枚高张力螺钉，就可以将胶囊安装在混凝土中轴结构上。简单的固定方式使得这些胶囊易于替换和改变 。每一个胶囊尺寸为4 x 2.5米，对于人来说是相对较为舒适的居住空间。

胶囊的部件都在日本的滋贺县的一家工厂中生产，然后运至工地。 一个预制的胶囊包括一个圆形的窗户，固定的床和厕所，以及一些简单的家电设备。 胶囊通过吊车吊装，然后固定在混凝土核心轴上。

黑川运用装配式建筑技术，创新地完成了新的设计构想，建成了一座可以快速建造、更新、替换的胶囊塔。这正是新陈代谢派思想的集中体现。

但是胶囊塔的弊端也很快显现了出来。中银胶囊塔不是永久建筑， 它的主体结构只有60年的设计年限，而单个胶囊的设计年限也只有25年。

除了设计年限较短，胶囊塔还缺乏维护，年久失修，漏水等问题严重。在地价飙升的日本，即使作为具有纪念意义的近代建筑遗产，在黑川逝世后难逃被拆除的命运。中银胶囊塔于2006年被拆除。

作为日本新陈代谢运动中的代表性建筑作品之一， 中银胶囊塔展现了建筑可以更新，可以持续的创新理念，以及在实际建筑工程技术上的可行性：使用模块化快速建造。

除此之外，黑川纪章还在其城市规划的设计当中多次运用了模块化这一概念。在其理论 “农业城市”（Agricultural city） 中就有体现。

黑川这一理念的简单描述是：农业城市，工业城市，消费城市和娱乐城市应 各自构成一个紧凑社区的组成部分。 农业城市具有作为未来城市的潜力。

日本农村地区的基本单位是 500 mx 500 m社区 ，周围围绕着一座神社，一所语法学校和一座寺庙。根据拟议的计划， 道路，供水， 电力，用于工作的单轨铁路和其他设施都安装在离地面4米的位置 。这将使对农业工程的共同处理和管理成为可能。

500 mx 500 m框架是社区的基本单位。它由25个100 mx 100 m的街区组成，可容纳200人。

基础壳体单元是一个“蘑菇”。这是一个模块化的预制单元 。

从图中我们可以清楚地看到， 蘑菇形的房子有一个钢筋混凝土设施的竖井，生活区和其他设施都固定在竖井上 。竖井类似于核心筒的概念，承担交通、结构、以及建筑设备等的功能。

模块化可以使得这些蘑菇房具有一样的建造标准，有利于概念的实现，且在此基础上可以作出很多变化。

从上图我们看到了该规划设计的尺度，以及一些具体思想的形象表达。印证了前面黑川的一些自述。

我们知道新陈代谢派中还有其他著名的建筑师，例如大高正人、槙文彦、菊竹清训等，而且一些建筑师也受到了此流派的影响。 矶崎新曾在1960s提出了空中都市的设计，在其中也闪烁着模块化建筑的影子 。

而模块化在一定程度上契合了新陈代谢派的观点，即建筑是持续发展的，可以更新和替换 。

在新陈代谢的运动中，建筑师对新技术的主张以及在实践中展现出对机械式乌托邦的巨构的追求，自然引发了诸多的讨论。但是 模块化以及装配式在这些理念中，无论是纸上理论亦或是实践中都有着不可或缺的作用。

4.模块化和装配式在荷兰结构主义中的闪光

在上个世纪中叶及以后，社会主义思潮中的平等在欧洲大为流行；在CIAM对功能主义持批判态度的背景下，以及二战后欧洲各个国家大量兴建各类社会住宅的社会形势下，结构主义应运而生。

不用于概念先于实践的建筑流派，例如勒柯布西耶写出《走向新建筑》之后才进行了大量的建筑实验，结构主义一开始并没有完整的理论， 以凡·艾克的阿姆斯特丹孤儿院方案的设计方法为开端 ，经过众多建筑师十几年的发展，最后 由赫兹伯格总结归纳，才有了“结构主义”这一个名词 。

结构主义有很多鲜明的特点，例如建筑的内在秩序由单元和组合方式而定，但是建筑可以变化，空间可以灵活变化等等。。。在此我们不做赘述。

与模块化或者装配式联系最为紧密的一点在于，结构主义的建筑，整体都由若干单元组织起来，这些单元从基本上看是相同的，但是在基础上可以作出变化，不同单元之间功能可以发生置换。

因此，建筑的功能不是一定的，空间也不是限定的。这些都通过模块化单元所形成的的万千组合来实现。

我们先来看一看阿尔多·凡·艾克设计的阿姆斯特丹市立孤儿院。

在凡·艾克看来，建筑是不可能脱离社会而存在的，社会秩序应该反映在建筑空间秩序上。

因此，这个建筑是 按照一个小城市来设计 的，它的 房间按照孤儿的年龄段，分成10岁以上和10岁以下两个大的组团，每个组团中又按照年龄大小和性别分成四个小组团。

每个小组团形成一个家庭，相对应的建筑空间由大小两种尺寸的穹顶覆盖。 小穹顶平面尺寸为3.6m*3.6m,这个矩形小穹顶也是平面构成的基本模数 。

建筑的建造体系完全遵从 单元形式 ， 每个3.6m*3.6m的单元，由柱子、预制联系梁和现浇穹顶构成 。柱子之间由玻璃窗或者玻璃砖提供采光，或用双层墙填充。 结构和建造体系真实反映在立面上，形成可以清晰辨认的结构体系 。

从空间秩序来说， 以单元为主体，以单元与单元之间的关系为主题，既去了中心化，又营造出丰富的灰空间系统 。孤儿们可以随着着层层深入的“街道”，体验着一个“微型城市”的邻里生机。

阿姆斯特丹市立孤儿院并 不是一个完全使用装配式建筑技术的建筑 。在这个案例中， 装配式建筑技术和传统的建筑技术同时存在 。

但其中存在的单元及模式在今天看来，无疑完美地契合了模块化建筑的概念。

在荷兰结构主义中，另一为人熟知的代表人物即是 赫曼·赫兹伯格（Herman Hertzberger） 。

赫兹伯格先是在Valkenswaard 和阿姆斯特丹市政厅设计竞赛中，探讨了由 小构件单元体系构成的空间-结构建造形式。 之后在Apeldoom的中央保险公司总部中他的方案得以实施。

赫兹伯格用 对角开放的矩形结构单元作为办公空间的基本单位，形成一个矩形组团，组团之间用桥联系起来 。

每个单元内可以通过家具摆放灵活使用，相邻单元还可以组成不同规模的办公空间。

平面和空间组织具有高度灵活性和对变化的适应性 ，体现了赫兹伯格所说的 相似结构的可识别性 ，以及个人对集体空间的解释：即“ 我们所追求的是以个人角度解释集体的模式，用这样的模式来替代集体对个人生活模式的解释 ”

因为基本单元的结构是完全一致的，所以为建造提供了极大的便利。 相同的结构构件在工厂中生产后，经由运输到场地，运用装配式的建筑技术可以快速组合建造 。同时，预制的各类构件规格标准相同，减少了误差，带来了便利。

在荷兰结构主义中有很多著名的建筑师和代表作。除了以上的两位及其代表作，仍有很多值得我们探讨的建筑案例。例如皮特·布洛姆，与以上两位并称“荷兰结构主义三杰”，代表作有立方体住宅，卡斯巴住宅等。。。

荷兰结构主义中， 重复的建筑结构单元，以及强调的各个单元的组合所带来的不定式与可能性，通过模块化和装配式建筑来实现是十分合适的 。

即使当时限于技术原因，没有完全运用模块化的技术，但是在思想上与模块化的特点相吻合。对我们日后的设计有重要的借鉴意义。

5. 未来城市—— Archigram 建筑电讯小组

Archigram是1960年代成立的先锋派建筑群 ，它是新未来主义 ，反英雄主义和亲消费者的，从技术中汲取灵感，以创造一个仅通过假设性项目表达的新现实。

Archigram的主要成员包括Peter Cook，Warren Chalk，Ron Herron，Dennis Crompton，Michael Webb和David Greene。他们的 项目都是概念性项目 ，这些项目将在以后成为了后来许多作品的灵感来源。有很多概念是我们所熟知的。

在这里我们跟大家提其中一个理念： 插件城市，Plug-in City。在这个理念中，建筑的模块化起着关键的作用，是不可缺少的手段。

彼得·库克的“插件城市” ，设计了一座幻想都市，其中包含了 模块化的住宅单元 ， 可以“插入”到一个中央基础设施的巨型机器上 。

插入式城市实际上 不是一个城市，而是一个会不断发展的巨型结构 。而其中被囊括的住宅、交通和其他基本的服务——都可以通过巨型的起重机械进行移动。

放置的这个巨型结构网格与平面成45度角， 通过铁轨连接下面的城市 ，重型的基础交通设施多数位于底座，越往上的建筑越不持久，而充气式飞船则飘浮在最顶巅，并且起重机在结构的顶端，用来操控每一个单元的安置。

Plug-in City的核心 不仅限于集体生活，而是交通一体化和对于城市环境快速变化的及时适应 (adaptability)。模块化的建筑单元是实现这一理念的必要方法。

几十年过去了，即使archigram的项目没有建成，但是作为具有强烈先锋性格的学派的概念性方案，在当年看来遥不可及的设想及概念，现在看来其中的一些具有一定的可行性。

6. 【Scaffold灵感】

Scaffold今天分享了一些设计理念，虽然大部分都是上个世纪所产生的，但是当我们观察今天的城市或是建筑，很多想法有着很强的前瞻性。

我们从武汉疫情中看到的装配式建筑，只是“引子”。建筑学中的装配式建筑和模块化建筑我们见过，可能也用过。但是我们要清楚， 模块化是一种方法，并不是概念，是我们用来实现概念的手段 。

我们选取两个主要的案例作一个简要的总结：

二者的相同之处在于， 都将模块化的单元视作“积木”，且积木的操作视角也都在城市的视野之下 。 建筑的问题与城市是有关的。

不同之处在于，垒积木的方式（见上图）。

对于 新陈代谢派，模块化可以很好的体现其建筑的可持续性和更替性 。模块单元可以替换，中轴结构也可生长。

对于 荷兰结构主义 ， 模块化则体现其单元结构的重复性，单元结构具有更大的扩张性 。

Scaffold想说的是，我们看到了很多模块单元，也看到了模块化单元之间的组合，为设计带来了无限的可能性和拓展性。

但是，当我们的手中握着无数个这样的“积木”时，“积木”长什么样子，又该如何“垒积木”呢？

希望今天的分享对大家有所帮助。