■ 刘 康 Liu Kang 寿青云 Shou Qingyun
1955年左右,将低层组装式住宅、临时校舍、办公室、PC式多层集合住宅等统称为“预制式建筑”,即预先在工厂生产部材,然后在现场组装的建筑。在1973年日本建设省颁布实施的预制住宅性能认定制度里,第一次正式使用了“工业化住宅性能认定制度”这个名称。工业化住宅不仅具有简单的工厂生产的特征,而且强调了包含居住舒适性等多项性能的高度工业化技术集成的特点。现有的工业化住宅体系由许多构件组成,由此各个构件尺寸的相互协调就显得非常重要。因为既要尽可能多地利用批量部件,又要更好地满足住宅设计的自由度,同时还要考虑尽量减少现场手工劳动,所以必须有一个可行的尺寸调节方法,即模数协调方法。在建设工业化住宅时,模数协调的基本是确定基本模数,基本模数是日本工业化住宅设计的基本单位[1]。
第二次世界大战后,百废待兴,各国都有庞大的住宅建设需求。各国的住宅都有其特色,欧洲即使在城市里也是以低层独立住宅为主,美国的住宅散落在很大的范围内,而日本具有其特有的住宅文化和传统。大量的农村人口快速流向城市,形成了城市中大量的住房需求,并相对集中在较为狭小的区域内,这些都为工厂化量产住宅提供了很有利的发展环境。作为日本民间最早的预制建筑公司——大和房屋工业株式会社于1955年率先研发出钢管房屋,这也是工业化住宅的原型。它采用22.7~27.3mm的钢管和网架组合而成,外墙和屋顶分别使用波形钢板和波形彩钢板。当时主要的用途是仓库,如果加上木制门窗和简易的石膏板内装,就可作为临时屋舍,用作工地临时用房或临时校舍等用途。虽然这看似个简易的东西,但却完全颠覆了人们对房子应该在现场建造的传统观念。
1959年,为了应对出生潮造成的住房空间不够的问题,在原有基础上,开发出住宅专用产品“儿童学习房”(Mizetto House)。它最大的特点是作为儿童的学习空间,面积在10m2以内,不需要行政审批等繁琐手续就可生产销售安装,并且价格适中(当时价格为4万日元/ m2),只需要3h就可组装完成。由于抓住了市场的需求,很受客户欢迎。通过大规模的量产,更降低了成本,还作为商品在百货商店进行销售,更加方便了客户的选购。这种具有全新建筑观念的住宅,受到市场追捧,销量呈爆发式增长,也奠定了工业化住宅发展的市场和经营基石。
在随后日本的经济高速成长期,工业化住宅的市场前景不断被看好,大量企业先后加入到工业化住宅研发和生产的行列中来。1963年正式成立了(社团法人)预制建筑协会,当时有正式会员37家,建材厂商等赞助会员27家。到2009年已发展为拥有正式会员42家,准会员42家,赞助会员98家的规模。工业化住宅在日本的发展至今经历了四个阶段。
1966年日本政府公布了“第1期住宅五年计划”,计划在五年时间内,争取建设670万户住宅,实现一个家庭一户住宅的目标。政府将重点放在以工业化来实现住宅的大批量供应,制定了很多推进政策,也就在这个时期政府开始提出了“住宅产业”这个概念[2]。
为了适应前所未有的多样化需求,性能和材料等构成方法进行了种种改进。根据顾客的喜好和使用目的,推出了高级、寒冷地、都市用和低成本等不同类型,系统开发也呈现出多样化。 为了让更多的人享受到工业化住宅所带来的科技成果,各个厂家进行了很多有益的探索。
(1)住房商业贷款:在当时购房只有公积金贷款,而没有现在的住房商业贷款,这限制了很大一部分消费欲望。作为工业化住宅的先驱,大和房屋工业和银行联手推出了工业化住宅商业贷款服务,有效地推动了工业化住宅的普及。
(2)大规模房地产开发:当时土地的供给者是政府的住宅公团、地铁公司等大型财团,一般百姓需要先购买土地,然后积蓄一定的资金,最后才能建房。大和房屋工业于1962年在民营工业化住宅企业中率先进行了土地和住宅结合的房产项目开发(相当于现在国内的一般开发方式)——大阪habikigaoka新城项目就是代表之作。
(3)建立完善专业的销售网络:住宅作为一种特殊的商品,需要高度的专业知识,所以培养优秀的营销人员和组建覆盖全国的销售网络尤为重要。各公司都建立了直销、代理店、特约店等销售模式,并联合起来建立综合住宅展示场,方便客户参观、比较和选购。
值得一提的是,在这个阶段政府为了引导工业化住宅的健康发展,做了大量的工作。当时的大环境是,工业化住宅行业的准入门槛不高,只要投资,谁都可以参与。即使对住宅没有很深的认识或者没有施工经验和品质管理能力的企业也加入到这个行业,这就造成了鱼龙混杂的状况。由此,当时对住宅品质的投诉相当多,通商产业省为了促进制造品质的提升,于1972年颁布了“工厂生产住宅等品质管理优良工厂认定制度”。建设省也于1973年颁布了“工业化住宅性能认定制度”,大幅提高了住宅性能方面的最低要求,极大地提升了工业化住宅的居住品质[3]。
1973年的第一次石油危机给住宅业带来了巨大的冲击,整个行业的开工件数急剧减少。1974年的住宅开工数一下子减少了30%,大量的相关企业开始从工业化住宅领域中撤离。
经过40年的高速发展,住宅供求关系趋于平稳。政府又通过调节住房公积金贷款的利率来推进工业化住宅的性能不断优化。具体措施就是对节能、隔音、耐久性等方面性能优良的住宅,住宅金融公库(公积金管理政府部门)为其提供相对优惠的融资条件,以鼓励民众选购性能更优良的住宅,以提高业界的整体水平。
这段期间内颇具特色的开发,主要表现为追求耐久性的新材料开发以及与节约能源相关的技术开发。现在的工业化住宅的大部分部件都是以该时期的新材料开发为契机而诞生的,随之而来的住宅质量的提高、新结构系统的开发也都是与新材料的开发息息相关。而石油危机引起的原油价格大幅上扬,不仅使住宅产业甚至是全社会的各行各业都开始将提倡“节能化”提到了重要的议事日程。
1986年以后,顺着泡沫经济的东风,住宅商品也不甘落后,变得更加豪华,住宅内使用的设备也步入高级化路线。各厂家对研究开发、设备投资不惜余力,纷纷开设新的研究所或试验所。不仅加强在设备等硬件方面的开发,而且在公司内部成立生活提案等研究部门的厂家也屡见不鲜。同时还与大学等外部研究机构共同研究开发,出现了扩大研究网络的动向。
政府为了拉动内需,在税收方面也进行了很多尝试。作为刺激消费的手段,国税部门推出了“住宅取得控除制度”、“房贷减税制度”等,大大促进了住宅消费。
在工业化住宅生产品质等技术方面,各家公司已经不相上下,因此在全球节能环保、可持续发展的大背景下,各公司又把创新的重点更多的投入到住宅本身以外的部分。更多的开始关注使用者的居住舒适性、健康医疗、清洁能源利用等方面。
“智能健康卫生间系统”是根据人每天早上起床后必须洗漱的习惯,不占用任何多余的时间,对人体进行基本体检,包括血压、体重、体脂肪、尿酸等数据,并实时传送给私人医生,医生可以根据这些数据对客人提出保健建议和配置一天的食谱,以达到平衡膳食和及时发现并改善身体各种小问题的目的。该系统特别适用于现代都市生活中节奏快、压力大的亚健康人群。
“辅助机器人系统”针对农村地区老人独居家庭增多的社会现象,所开发出的可以帮助老年人行走、搬运重物、控制家电设备、防盗安保等一体的辅助机器人系统。
“SMA×Eco HOUSE系统”是在节能减排的大环境下,不仅要提高住宅本身的节能性(节约用电),更是在家庭单元里使用了新能源(太阳能发电)和积蓄能源(锂电池蓄电),以达到家庭能源自给自足(零耗能住宅系统)的目标。特别是在2010年3月东日本大地震之后,由于核电事故,造成了大面积的供电不足,日本各界都在反思现在的能源状况,对如何做到高效安全的能源环境,做了很多有益的探讨[4]。作为地震等自然灾害时的应对措施,分散型的电源供应概念被提了出来。各家各户通过自家的清洁能源系统独立发电,并利用蓄电池储存能源,以从容应对突发灾害,从而避免灾害发生后,由于发电厂受损而引起的大面积停电所造成的不便及引发的次生灾害。
以上这些系统都表示随着时代的发展和人民生活水平的提高,住宅已不仅只是遮风避雨的场所,而是能满足人类各种更高需要的智能助手。同时,政府也不断顺应市场的变化,推出了相应的引导政策。例如,推出了“长期优良住宅减税制度”的政策,以促进节能环保技术在住宅中的运用。为了鼓励采用新技术新成果,对采用冰蓄冷空调系统、太阳能发电系统等的购房者进行补贴。以在大和房屋购买独立住宅为例,作为住宅标准配件的3kW太阳能发电系统的购买价格里,1/3由国家补贴,1/3由大和房屋补贴,客户只需要支付剩余1/3的费用就可以在自己的住宅上安装该系统。经测算,只需要10年左右的时间就可收回投资,这极大地推动了购房者选购太阳能发电系统的热情。
工业化住宅具有品质良好、节材节能和性能高效的特点,主要体现在以下方面。
(1)设计系统:由于住宅的个性化特点,不可能像家电或汽车一样生产完全相同的产品,所以需要一定的规则来规范,由此大型工业化住宅企业都有自己一整套完整的设计软件和部品库。譬如大和房屋的设计系统里光部品就有几百万件。有了这个系统的支撑,一线设计人员只需要根据土地形状和客户要求,把基本方案完成就可以,系统会自动计算需要多少部品,每个部品需要多少零配件,每个零配件的重量、颜色、价格、生产厂家等信息也同时自动生成。然后分别发送给采购部、成本控制部、生产工厂和设计审查中心,这大大减轻了一线设计人员的工作量和对专业技能的要求,并大大提高了生产效率,缩短了设计时间[5]。
(2)生产系统:当设计信息传送到工厂以后,在生产系统里进一步细化,并发送指令给零部件厂商,根据零部件厂商的反馈,确定各部材的到达时间,以便工厂安排生产时间。整个生产过程如同汽车的生产流水线,切割、打孔、焊接、拼装等关键工序基本靠机器人进行作业,保证了生产品质。生产好的产品按栋堆放,根据施工部门的指示安排送货时间和车辆。因为在工厂生产,可以有效地减少建材消耗和废品的产生。所有边角耗材都根据要求回收、处理和再利用,做到了整个工厂不产生垃圾,实现了节材的目的。
(3)施工系统:由于建材实现了高精度,现场只需要按要求用螺栓组装即可。经过培训的专业技术工人(3名)在吊车的配合下,可以在一天之内完成一栋150m2的标准二层独立住宅的安装工作。这大大提高了劳动生产效率,缩短了工期,降低了成本。
性能方面:由于在设计、生产、施工等各个环节都保证了高品质,安全性是毋庸置疑的。这点在历次大地震中都得到了充分的证明。由于实现了良好的气密性和隔热性,使得居住舒适性大幅提高,并极大地节约了运行成本。所有装饰材料都经过严格筛选,选用可以吸收甲醛等有害物质的新型环保材料,不但没有有害物质释放,还可以分解空气中的有害物质,调节室内的湿度,保证了居住者的健康。
(4)设备方面:秉承创造能源、积蓄能源、节约能源的原则。不但提高隔热性能,并采用太阳能发电、风力发电等清洁可再生能源技术和高性能锂蓄电池来储存能源,再通过智能控制系统来有效地管理能源的分配和使用,做到自给自足,环保节能低碳。
这些与我国目前住宅建造过程中材料损耗大、能源浪费、现场环境差等有着极大地差别,因此提高我国住宅工业化程度刻不容缓。
随着国家鼓励政策日益明朗、工业化住宅建筑的法规、规范逐步健全和政府保障房、商品房大面积的试点、示范,工业化住宅的发展即将进入新的阶段。我们应在借鉴国外先进经验的基础上,结合我国实际,在实践中不断总结、提高和创新,为推动工业化住宅更快、更好的发展持续助力。
[1]国土交通省.建築統計年報,1950年以後.
[2]東郷武.日本の工業化住宅の産業と技術の変遷,国立科学博物館技術の系統化調査報告第15集,2010.3.30 .
[3]東樋口護.プレハブ住宅市場と価額政策——プレハブ住宅価額に関する研究2-,日本建築学会論文報告集第281号,1979.7 .
[4]滨野著,于颖译. 工业化住宅入门.大和房屋工业株式会社综合技术研究所生活研究所,2000.9.
[5]日本大和房屋工业株式会社内部技术资料.