浅析集成化建筑生产方式

邱玉磊

摘 要：汽车、造船和航天等制造业，由于利用集体的智慧及非层级化的生产组织结构，形成了生产的经济与高效，达到了产品的高品质。相比之下，当代建筑业却仍然停留在19世纪的建造技术和模式中，无论是设计还是施工，都仍然还是一个线性的过程。传统的设计和施工方法制约了建筑业的发展。在此前提下，探索集成化建筑实施的可能性成为21世纪最前沿的课题之一。

关键词：集成化；工业化；批量生产；并行式；短时高效

一、建造方式

（一）手工制造与机器制造

工程师们将全部精力都集中在建筑的目的性和经济性上。富有美感和创造性的建筑外观和建筑方案，只有在经济成本和建造施工方式得到满足之后才会加以考虑。他看到了建筑工业机械化大生产的巨大希望，尤其是在住房建造上，工业机械化生产为住房这一社会问题提供了解决办法，就像解决社会产品需求一样。在他对乡土建筑建造方式的憧憬中，一个建筑物的设计和施工是与这一建筑以外的经济、社会等诸多因素结合在一起的。被当作工业产品来生产的建筑，将自然而然地变成一种新建筑。诸多理论、实践表明，建筑成为艺术品的途径是借助于生产方式的根本转变。

（二）要整合，不要分离

现代主义所造成的最具毁灭性的后果，就是把设计者同建造者、建筑设计师和建筑承包商分离开来，不仅如此，它还把材料科学家从产品工程师中独立出来。然而，汽车业、造船业和飞机制造业已经形成了整合的工作模式，即把所有的设计和生产活动整合到一起。在一些大型组织，尤其是日本和美国的一些大型跨国公司，设计部门和生产部门已经不再作为一个独立的职能部门而存在。设计者和制造者属于同一个团队，共同解决问题，制造的流程也已经不再完全是线性的了。制造者参与设计，设计师参与制造。从一开始组装人员就与设计人员一起工作，制造成为设计过程中的一部分；而设计人员则可以画出产品是怎样制造还有组装的顺序以及节点系统。材料科学家与产品工程师、设计师直接对话，一起解决问题。所有相关专业的智慧汇聚在一起，形成灵感的集合；通过整合，可以发现单个专业内部很难被发现的建造中可能会遇到的问题。

二、建造过程中的各个角色

（一）建筑师：首席建造师

如今，不再会有哪个建筑师认为自己是首席建造师了。整个建造过程所包含的各种元素被分割、重组。而且这种分割重组在过去的几个世纪已经被制度化。这些制度包括各自分离的培养体系，独立的教学计划。各自独立的执业资格证和职业责任要求，以及各自独立的专业机构等（之前在国外很多著名大学建筑专业的学生毕业后就能拿到建筑师执业资格证）。在发达社会大多数建筑材料的生产都已经工业化，这就使得产品工程不再成为建筑师关注的要点。大多数建筑物不再只是一副简单的、只具有单一用途的骨架与外壳，它变成了一部巨大而又复杂的机器，里面隐藏着数目众多的设备系统。这些系统担负着控制建筑物内部的环境以及把建筑物与外部世界联系起来的职能。建筑要求控制，深入地控制。对设计构思和实现这个构思所需要的各种材料进行控制。

现在，房屋应该如何建造是由建造师来决定的，这里的建造包括建造的手段、方法和先后顺序等，而这一切都会影响到建筑的外观。究竟适用哪些建筑产品，是由产品工程师通过控制建筑材料市场来决定的；如何选用建筑产品的构成成分和物理属性是由材料科学家来决定的。在过去，首席建造师同时控制建筑材料、产品和建造方法，因而建造过程所包含的各种元素能够做到紧密结合，甚至于天衣无缝。建筑物的建造过程正在发生改变。面对这种形势，建筑师除了基于功能和场地条件进行建筑构思之外，还必须将兴趣伸展到组装、产品和材料等领域去。

（二）材料科学家：从目的出发而不是从造型出发

目前与以往任何时候相比，新材料的数量与类型都有了巨大的增长，研发的步伐持续加速。新的、完整的材料门类被开发出来：有机合成材料如凯夫拉（Kevlar）、高泰克斯（Gore-tex）、乙烯——四氟乙烯共聚体（ETFE）等；泡沫材料包括聚氨酯、金属和许多新的胶粘剂；其他的门类也有了转变和扩展，如陶瓷，铝和钛等。通过对原来各种分开的材料进行有目的的组合从而开发出合成材料，一个新的、巨大的天地浮现在我们面前：硬塑料、玻璃纤维聚合物、芳香尼龙聚合物或碳聚合物以及适于纺织的薄膜等。

材料科学家与产品工程师融入建筑设计的过程，将会成为一个开端，开启对建筑材料进行有目的的创新。虽然一些新材料已经在建筑领域中得到了广泛的应用，但是大多数新材料技术却还没有渗透到目前的建设实践中。造成这种状况的最重要的原因是，从建筑师、承包商和产品工程师的角度，缺乏一种引导新材料应用的长远眼光。

（三）产品工程师：建筑零部件的重新组装

产品工程师探索、发掘材料的用途，将原来应用于其他领域（如产品设计，造船，汽车生产以及飞机制造等）的材料引入建筑业，寻求它新的用途。这些工程师将许多零散的建筑材料变为一个集成化的组件，这种集成化的组件具有多种功能，可以直接进行最后的组装。产品工程师是建筑师与建筑材料之间的纽带。

产品工程师为一些公司研发建筑产品，由公司负责生产和销售。其需要将注意力集中到各元素的排列组合上，而不是仅仅关注单个的零部件或材料。

产品工程师一项新的、至关重要的责任，就是要开发出集成化的组件，如模块（modules）、组块（chunks）、大的区块（block）等。这些组件将跨越原来彼此分离的材料和功能类别，将它们整合起来。

产品工程师可以领导编写新的针对集成化组件而设计的建筑构造说明。众多的零部件将被集成为一个组件，我们需要为集成化组件提供新的目录，这种分类系统要促进而不是阻碍集成化。产品工程师需要进行多学科的协同工作，才能将不同学科有效地集成。

（四）承包商：组装工艺的复兴

几乎所有的工程承包商都仅仅扮演着一个“采购员”的角色，很少有承包商真正承担施工任务。承包商的任务是采购各项分包工程的零部件，然后按照合同监督完成。将来，承包商的工作范围将介于产品工程师和建筑师之间。这两者之间的连接处存在着工艺和质量等工作内容需要承包商来完成。作为集成者与组装者，承包商负责将建筑物的各个零部件集中起来。而且，承包商会尽可能多地采用场外预制的组件，从而争取尽可能地减少现场组装的工作量。这些组件都是在专门进行集成化组件装配的工厂里完成的。从这个意义上来说，大的建筑承包商类似于初始设备制造商，尤其是汽车业的初始设备制造商。

那些大型承包商，类似于汽车业中的初始设备制造商，把所承接工程的大部分任务分包给其他的专业承包商或制造商。这些大型承包商已经放弃了传统的制作工艺，转而依赖于现代的装配流程。

比起汽车行业的初始设备制造商，建筑承包商、建筑师以及产品工程师仍然停留在19世纪。建筑物的施工建造方式还停留在汽车业未进行大批量生产方式的水平，在施工现场将一个个的构件进行组装。建筑业的革新在哪儿？为什么大部分构件不能采用在工厂那种可控环境下生产出来的，那种集成化组件的形式？希望这种生产方式能够成为一种标准，而不仅仅是只适用于汽车业的一个特例。希望建筑承包商能够像初始设备制造商那样，变成一个组装者，从纷繁的事务中解脱出来，把更多的精力集中在质量和速度上。

三、结语

参考汽车，船的建造过程和方法，工业制造业，大规模定制材料、部件，可以在保持高效的生产的同时使新的设备系统灵活地满足不同对象的不同需要；而非线性并行的构件预制装配过程，可以对应不同的现场环境设计所产生的复杂系统，以及相应的施工，通过预生产，现场装配的技术和工艺，在更短的时间损耗内、以更低的价格、获取更高的回报。集成化的建筑生产方式将是大势所趋。

（作者单位：江苏建筑职业技术学院）