[澳]马修·艾奇森 文 Written by Mathew Aitchison
齐奕 夏珩 周宇航 范悦 译 Translated by QI Yi XIA Heng ZHOU Yuhang FAN Yue
译者导读:
本篇文章选自《建筑教育》(Journal of Architectural Education)2017年3月专辑,该期主题为产品(Production)。专辑通过理论分析、案例介绍、主题访谈、书评及扩展阅读等方式,全面展现了建筑作为“产品”的价值、理念、技术及其方向。
《房屋尚不是汽车》(A House is Not a Car Yet)一文是专辑中重要的一篇文章,作者为时任悉尼大学教授的马修·艾奇森(Mathew Aitchison,现已转至澳大利亚莫纳什大学任教)。马修教授近些年来的主要研究方向聚焦于建筑工业化和预制房屋,他所主编的两本书籍《建筑工业化:建筑和规划工业化中的变化模式》(The Architecture of Industry: Changing Paradigms in Industrial Building and Planning,2014),以及《产品到过程:预制房屋和建筑的未来》(Product to Process:Prefab Houses and the Future of Building,2017),全面讨论了预制房屋及建筑工业化的思路、模式、路径与方法,为当今的装配式建筑探索提供了广阔的历史、理论以及设计视角。
《房屋尚不是汽车》一文是马修教授对预制建筑系统性理论思考的关键文章,他延续柯布西耶“居住的机器”的思想,将建筑与汽车进行类比。与柯布对建筑工业化持开放积极的态度略有不同,马修倾向于批判性审视当前预制建筑发展的现状与未来。他从历史的角度,对20世纪建筑工业化以及建筑与汽车类比进行了回溯与总结,并从尺寸、部件组装、场地、用户、气候、法规标准、材料构造、误差、定制化、投资、供应链、行业12个视角全方位剖析建筑与汽车的差异,指出在工业4.0的新形势下,需要进一步比较建筑业与汽车业之间的差异,厘清建筑工业化的现状,批判性看待数字和自动化制造技术、计算机辅助设计、新的管理方法和新材料等新兴技术,从而构建适合建筑特点的预制理论与方法。
近几年,装配式建筑在我国的发展方兴未艾。2020年7月,住建部等13部委共同发布《推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,指出未来建筑将向工业化、数字化、智能化发展。伴随着大数据、人工智能、建造机器人等新兴技术涌现,装配式建筑面临着巨大的机遇与挑战。我们应当如何进行技术萃取与整合,如何从全产业链思考装配式建筑的发展,如何更新迭代建筑知识体系,如何给建筑学学科以新的定位,这些问题都需要大量学理层面的探索与思考。事实上,装配式建筑并非纯工程问题,也并非与建筑师完全绝缘,恰恰相反,其中存在大量有待厘清的学理问题。无论从设计的视角还是从历史的视角,均存在大量必须清晰化的理论知识。以“人”为鉴,以“史”为鉴,通过对历史上探索装配式设计方法的建筑师案例进行分析,对各国装配式建筑设计理论的演变发展进行梳理,可以为未来我国的装配式建筑发展提供理论借鉴与经验参考。
如果建筑业用汽车行业一半的热情进行现代化工厂生产,标准化住宅组件或空间会马上可被研发生产出来,并通过不同组合来满足不同买家的需求。就如沃尔特·格罗皮乌斯(Walter Gropius)早在1909年所言,家庭本身将逐渐成为自己房屋标准化单元模式的设计者,并在必要时根据家庭生活模式的改变而改变。
——罗宾·博伊德(Robin Boyd),《澳大利亚的丑陋》(1960年)[1]
背景
如罗宾·博伊德(Robin Boyd)所书,一个多世纪以来,预制一直是一种更加工业化的建造方式,通过提供低(或更低)成本高质量的住房、为不同需求而改造等方法,使房屋市场发生了革命性的变化。然而这仅是书中幻象。回顾一百年来的试验,目前结果却仍介于预制工业的各种支持者(包括我在内)[2]的夸张描述和传统建筑业的一切照旧的做法事实之间。
早期的建筑工业化尝试表明,这些企业收益的大幅增长通常与重要(或独特)的外部需求相关。在当代澳大利亚,这种需求是由建筑成本的持续和急剧上升提供的。在过去的二十年中,住房供应或劳动力和材料短缺,或预制住房为某个具体的问题提供了针对性解决方案[3]等因素,与其他因素共同导致了长期的住房负担能力危机[4]。预制产业的周期性收益使得该行业的股价波动与需求因素同步。在其他场合,我(和其他人)广泛讨论了预制建造的周期性发展特质。此健忘症般离奇的发展历史应该让我们停下有所反思,并对这个行业现在和未来的豪情壮志持怀疑态度[5]。
然而,这个领域的许多评论者(包括我自己)一直以来都认为,技术、管理、工业生产工序以及消费者期望等方面的日益发展正推动着预制技术在新世纪的应用[6], 如:数字和自动化的建造方法,设计生产一体化技术、3D打印、机器人集成、日益强大的计算设计工具;对环境和能源的可持续性日益关注,对高性能、低能耗和零碳建筑的需求增加;新材料科学响应了这种环保意识,并推动建筑材料的可持续和可再生;不断变化的人口结构和设计需求。如果这些都实现,则可摆脱沿袭了一个多世纪的标准住房守则,从而一改建筑业的“例外主义”,加强对管理、商业模式以及建设过程的审查。而实现这些愿景也需要其他方面的发展,例如“精益建设”的出现,消费者的参与度和设计素养的提高,从而让人们对“大规模定制”产生期许。这些多方面的发展合力挑战了根植于传统且对变革强烈抵抗的住房产业(图1)。
正是在这种背景下,购房者和企业家们企图再次寻求新的方法来降低成本,而不是降低质量或放弃对定制的追求。预制住宅行业的专业人士和企业家再一次对此感到乐观,他们认为通过大规模生产、售价更低、质量更好的“产品”来满足这一尚未开发的市场需求的公司,可以抓住这次机遇,打破传统住房市场。在澳大利亚,联邦政府最近宣布即将对创新型、技术驱动型企业投资并提供支持,以提升澳大利亚作为21世纪智慧型经济体的地位,特别是先进制造业[7]。对于该领域的许多人而言,对于这场变革的利好条件显而易见。
2013年,澳大利亚联邦政府宣布削减对全国汽车行业的补贴,其中包括福特、丰田和霍顿(通用汽车的全资子公司)。尽管目前尚不清楚剩余供应商网络将会如何发展,但这项政策预示着澳大利亚汽车制造业的衰退。在维多利亚州和南澳大利亚州等制造业发达地区,政界和业内人士看到了未来将建筑业转变为先进制造业的机会。这种新的定位将利用以前汽车制造专业知识和人才来创建一个更复杂的建筑制造业。许多政治家和企业都有理由设想工人们在2017年霍尔顿装配线关闭后去新建的建筑装配线上工作[8]。此外,以前专注于制造汽车零部件的供应链可能会被重新利用以提供住房、环境系统或其他此类建筑物部件[9]:
“长期以来,建筑行业的‘亨利·福特综合征'在反复发作,人们只能沉浸在大规模机械生产住房的梦里。(为什么我们不能像福特大规模生产汽车那样生产标准的、设计精良的、低成本的房屋呢?)这种向往曾被希格弗莱德·吉迪恩(Sigfried Giedion)称为‘福特式住宅'(Wohnford)[10]”。
图1:典型在建房屋
预制房屋和汽车作为工业制造产品之间的比较并不新鲜,无论过去、现在,其在住房工业化的许多思想中都起着解释概念和修辞的作用。吉尔伯特·赫伯特(Gilbert Herbert)可以说是现代主义时期在预制建筑领域最好的历史学家。他用术语将这种类比定性为“亨利·福特综合征”。[11]在广泛的建筑讨论中,甚至在吉尔伯特·赫伯特之前,汽车就是生产力比较的源泉。例如勒·柯布西耶的《走向新建筑》[12](1923年)中现代汽车和帕提农神庙的动态对比,或者他的名句:建筑是“居住的机器”。同样,埃尔温·帕诺夫斯基(Erwin Panofsky)在其1963年的《劳斯莱斯汽车发动机的意识形态问题》(The Ideological Antecedents of the Rolls-RoyceRadiator)[13]
一文中,通过对英国艺术和建筑文化的分析得出了更深层的相似之处。进一步讲,我们可以引用博伊德的名言和吉迪恩的“福特式住宅”概念来完善现代主义学派,我们还可以将埃里森·史密森(Alison Smithson)之家与雪铁龙汽车建立联系,AS in DS(著于1972年,首次出版于1983年)[14]中对雪铁龙的溢美之词。然而全世界除了少数日本公司在规模和技术方面都达到了与汽车行业相当的水平之外,其余多数公司在实现从汽车到房屋的生产发展方面仍然只是个梦。[15]
赫伯特的《工厂制造房子的理想》(The Dream of the Factory-Made House,著于1984年)中对这一“理想”作了科学解释(图2)[16]。这本书记载了一个最经典的住宅建筑产业化研发项目的兴衰历史。该项目由政治流亡建筑师沃尔特·格罗皮乌斯和康拉德·沃克斯曼(Konrad Wachsmann)设计,他们为实现大规模的住房工业化提供了一个很好的开始。但赫伯特总结道:
“所有的前提条件都是有利的,但是在事实意义上这项大胆的尝试彻底失败了。但这项失败不只是得到了主要参与者的个人失误教训,还有更普遍的意义:应更深入了解‘居住'的含义,而不是工业化建设的技术,或是住房市场的进程。”[17]
赫伯特给出了一个极其令人信服的解释,来说明这种想法为什么在很大程度上未能在美国成为一个可持续(或广泛)的产业。[18]他的书也是本篇论文的关键,因为他提出了住宅产业和汽车类比的历史性质疑,以及围绕在二者之间的文化、经济和社会环境问题。他在另一本《住宅的预制》(The Prefabrication of Houses)[19]书中已经提出许多与我们当代情况相似的情况,并且考虑到这一类比在行业中的持续存在的现象,其论文值得更详细的研究。
在评估20世纪中期美国汽车产业的规模时,赫伯特比喻道:
“[汽车]是公认的完美工业化产品,是一个以越来越低的成本促进生产的成功范例。这辆车是1927年巴克明斯特·富勒(Buckminster Fuller)的Dymaxion house(最大程度利用材料和能源的住宅)先进理念的原型。它也是许多不那么激进、技术上比较保守的预制系统的前提和基础,二三十年代的先驱们就是用这些系统进行了试验。”[20]
赫伯特对上述格罗皮乌斯和瓦克斯曼研发的通用板式系统公司(类似于通用汽车公司)“失败”原因的讨论,再次展示了许多与当代争论的相似之处。他提出失败的直接原因往往是公司内部的,但更多原因是“整个房屋工业化生产运动再加上许多貌似美好前景的投机,注定要失败”[21]。 目前澳大利亚试图通过大规模制造能力来生产更实惠的质量和可持续的产品,进入大众住房市场。在这种背景下,赫伯特对通用板式系统的目标和失败及其对汽车制造业模式的隐形依赖进行了分析,得出了更具细节支撑的结论:
“预制件的制造商希望生产出质量上有竞争力的工厂制造的房屋,直接瞄准下层中产阶级市场中更有消费倾向但不富裕的家庭。其与传统的建筑开发商的房屋相比,价格要低得多。这是通用板式系统公司的目标,而这也是大多数其他组合式预制建筑公司的目标。在这项艰巨的任务中,研究、开发和工具的高成本只能通过大规模生产来抵销。建筑工业化的倡导者们一次又一次地转向汽车的模式,以获得出路和慰藉。但这种模仿是错误的。汽车价格最初很高,以弥补高的模具成本和不成比例的费用,同时生产也缓慢增加。但作为一种通用产品,汽车是独一无二的,其制造商拥有完全的垄断权:要么付高价,要么不买车。当然,最终生产上升到价格可以大幅下降的水平,从而产生更大的需求……但是,住房工业化并不生产独特的产品,传统房屋的竞争一直存在,而且工业界不认为它稳定增长需要达到大规模生产的临界水平。”[22]
这篇文章对于分析工业化的住房“产品”所面临的诸多条件具有重要意义。如果不考虑这些条件,就有可能导致工业化尝试失败。这也显示了与汽车工业进行错误比较的破坏性力量。赫伯特很清楚,他没有将预制房屋的失败归咎于“建筑理念,技术手段”。[23]相反,导致失败的原因是“累积效应”:市场分析、数量价格之间的考虑、研究与发展的方法、长期住房按揭的需求、工厂生产和准备所产生的间接费用、产品相对于传统行业的独特性等方面都欠缺考虑。这篇文章引人深思之处是,没有讨论建筑师们一直关注的问题,比如设计理念,以及它们的功能和形式含义。相反,赫伯特指责通用板式系统公司让瓦克斯曼和格罗皮乌斯对完善技术、材料和建设方案的过度追求,从而导致公司没有及时进入市场。
戴维·甘恩(David Gann)的一篇名为《像工业制造一样建造?》(Construction as a Manufacturing Process?)的文章为赫伯特的描述提供了一些额外的支撑(图3)。[24]赫伯特的讨论在很大程度上受到了20世纪一系列激烈争论的影响,这些争论充满了对参与工业化住房生产尝试的公司和设计师的诽谤和人身攻击。但甘恩的研究更理性地概述了在两个制造业之间互相学习的可能。就如伯纳姆·凯利(Burnham Kelly)之前分析的那样,不止局限于历史,更涉及了技术概述,以日本为重点,讨论工业化住房商业案例影响范围更广泛的一系列因素。
“之前福特汽车式的大规模生产已经消亡了,所有关于工业生产的老套的假设也随之消失。建筑师过去常常把这些假设当作借口排斥工厂生产……但丰田的大野耐一(Taichii Ohno)出现了,并且证明了工厂制造的产品,比如汽车这样复杂的产品,并不都需要做成完全一模一样。工厂可以在一定范围内满足客户的不同需求……而客户也可以参与他们房屋的设计,就在购买汽车时可以从一系列附加产品中进行选择。”[25]
图2:1894年奔驰Velo在工业革命前的建造汽车
如我们所见,将房屋作为工业产品与汽车进行对比,历史悠久且与时俱进。赫伯特举例说明了在二战前建筑公司对福特主义的推崇。在二战后,通用公司又推动了大规模工业生产的兴起。在20世纪末至21世纪初,科林·戴维斯(Colin Davies)指出,丰田公司开创了精益生产系统,和预制住宅建筑公司的需求不期而遇。瑞恩·史密斯(Ryan Smith)在他的《预制建筑》(Prefab Architecture ,著于2010年)中指出:“数字设计和制造能提供创新性解决方案,提高质量并且稳定成本。福特和其他公司所吹捧的预制可能会在现在的背景中实现。”[26]今天,像“工业4.0”这样的概念已经宣告了“智能”工厂、物联网、大数据和云计算时代的到来,并为未来的工业组织和生产模式作出贡献。由于这些技术在主流制造业中得到了更广泛的采用和整合,我认为建筑部门的工业化部署可能会与大众汽车集团类似。[27]
在上文,我们总是通过分析历史和文献的方法,对房屋与汽车作为工业制造产品之间的关系进行了评价。而现在,本文通过与我们的行业合作伙伴在应用设计创新实验室开展的一系列“现场”工业研发项目中获得的直接经验,用不同的视角来讨论同一问题。[28]在凯利、赫伯特和甘恩想法的基础上,以下想法提出了更多的理由来说明我们应该谨慎对待未来的住房工业和目前的汽车工业之间的类比[29],这些想法来自常识,也涵盖技术、文化本质。
图3:特斯拉工厂里的机器人
1)巨大的尺寸。房子的尺寸相比于汽车大很多。在所有机械中,更合适的比较对象是在农场的运土机械、卡车、飞机和造船工业。这些单位之间的差别从根本上就造成了比较的不利。
2)零件的拆分和拼装。主流的汽车组装方法将整个汽车拆分成零部件,并依靠供应商来生产并“及时”交付这些零部件。但由于“有下面条件的约制,将房屋拆分成零件比汽车更加困难(尽管不是不可能):(a)具有结构完整性,无需在安装之前提供大量冗余进行定型定位; (b)尺寸足够小(见第1项),可以分开生产,以免造成囤积,导致交通和物流的额外负担。而当房屋被拆成零部件时,许多房屋的价值都很低,而且体积庞大(像是屋顶和墙体)。相比之下,现代汽车车门的紧凑性、机械或技术复杂性则要高得多。[30]
3)场地条件。汽车可以在公路上行驶,也可以越野,能在炎热和寒冷的气候条件下销售。任何一家汽车公司生产不同系列的汽车,通常都能适应这两种场地的气候条件。但建筑所面对的基地环境种类是极其丰富的:有物理因素,如邻近的建筑物,与基础设施的连接(水、雨水、下水道、电力、煤气、数据线、电话线),植被,还有其他历史、文化和社会因素等。单是土壤条件就会给建筑项目带来很大的意外——在某一个场地可能几乎不需要进行地面平整,而其相邻的场地却可能需要大量土方的支撑。设计、材料和施工的改变,会造成巨大的成本变动。
4)用户。大多数住房者的身份是不同的,然而传统市场没有在他们的产品中反映出这一点。事实上应该有很多不同的住房类型供不同的群体使用,例如两口之家、退休人员、单身者、夫妇、家庭办公室、多户家庭、合住房或以上之间的组合。如果将这些不同的用途与用户的数量、个人品位、需求以及文化传统(更不用说大量的住房类型)结合起来,所产生的组合的数量就非常大。但是赫伯特在提到“居住”的含义时指出:住房是一个经过几千年发展起来的复杂的文化、经济、社会产物。相比之下,汽车只存在了100多年,并且高度标准化,通过规模和成本来响应不同用户群的需求。
5)气候。在炎热和寒冷的气候条件下,汽车的设计基本保持不变,能够在地球上几乎任何气候条件下行驶——只需很少的改装,而且用户通常知晓如何改装,如轮胎或防冻剂、冷却剂的混合。气候条件对住房的影响却更为广泛。在澳大利亚,有8种不同的气候,其中5个在人口密集区。每个区域的设计和结构都略有不同,以确保耐用性和舒适性。[31]这些气候区还没有包括不同地域之间的差别(见第3项),例如重要地貌、植被或盛行风的方向,或施工规范(见第7项)。目前很多国家(包括澳大利亚)的大规模住房解决方案没有对这种气候变化作出反应,与之代替的是部署高耗能的机械系统。然而,这种能源密集型舒适方式所产生的环境和经济成本十分高昂,随着人们认识的提高,这种方式正面临着越来越大的压力。
6)法规及标准。只要遵守相关的国家法律,汽车可以在一个国家内的任何地方行驶(甚至可以国际行驶)。各国法规之间的差异细微到可以忽略不计,通常只局限于驾驶员和尾灯的位置等细节。但在澳大利亚,建筑和规划的法规和规范是出了名的不兼容和愚蠢,不仅在各州之间,甚至在街道之间都有着巨大的差异。在教授建筑学专业学生用标准方案解决问题时,我们很难设计出一栋特定的房屋,使其放在一条街的两端都适应,更不用说建设到地球另半边去。
7)材料和构造。虽然不同公司在汽车制造技术上有差别,但几乎所有的现代汽车都是用非常相似的材料制成的。对于普通的观察者来说,这些差别是很小的,而住宅的情况并非如此。三栋看起来一模一样的房屋可能是用木材、钢或砖石建成的,只是用同样的面层或油漆使其颜色、风格看起来相同。建筑所选择的材料和构造方法通常与建造者的技能、客户偏好、文化、供应的便利性以及成本相关。建筑施工通常不是基于详细分析数据以及高度精细评估的“最佳做法”,而更多与经验、传统和历史习惯有关。
8)公差以及工厂与施工现场之间的差异。工厂式汽车生产是将一系列已知的零散的部件装配成一个整体的过程。正如詹姆斯·沃马克(James Womack)等人在《改变世界的机器》(The Machine That Changed the World)[32]中所写道,亨利·福特的主要创新之一是消除了专用的配件和增加了零件的互换性,戴维斯在谈到预制房屋时也强调了这一点。[33]在现代汽车的制造过程中,整个系统的所有部件,已经被完整地设计、测试和复制了数千次。在装配的过程中,完全不用目测和手作。汽车工业经历了一个多世纪的发展,已经积累了数十亿美元的研发投资和技术,从本地汽车制造商的手工业转变为一系列全球化的、精益生产的寡头(见图2,图4)。在“工厂建造”的房屋建设目标是尽可能地将建造作业迁离施工现场。不同的公司对施工现场和场外劳动力的比例有不同的要求,但几乎所有公司仍需要在工地和工厂之间协商公差,另外还有因为比例因素而导致的公差。即使是一个尺寸不太大的房子,这些部件的绝对尺寸和绝对数量的误差(见第1和第2项)也会很快发展成问题并导致其回到传统建造的老路上。与之伴随而来的是浪费、低效和额外费用。目前,能在工厂之间无缝运行的建筑解决方案几乎没有,但这却是汽车生产的主要条件。
9)定制化。作为汽车制造业目前甚至未来的一个成功案例,大众集团确定了一个目标,即在该企业集团的大多数产品范围内,使零部件和装配的数量合理化。这促使该公司在2012年开发了MB平台战略,它代表Modularer Baukasten(模块化积木系统,见图4)。在这个系统中,存在许多子平台来处理结构变化,比如横向或纵向的引擎模型,以及那些将引擎放在前面或后面的模块。这些平台在允许范围内使模型共享更多组件,并将高度可变的部件隔离到特定的插件部件中。总之,在这个平台上生产的所有汽车通用程度达到90%左右(这还不包括延长或缩短模块化系统中“可伸缩”部分)。另外10%的汽车可能是由相对简单的定制造成的,比如颜色。车身外形/造型、漆面的质量、引擎的动力、立体声,甚至车标(像是奥迪、斯柯达、大众等)。[34]这种程度的定制被认为在汽车行业处于领先地位,但放在建筑行业则存在问题。要求平台范围内的配件考虑到不同施工现场(见第3项)、不同零部件的拆整和划分(见第2项),以及用户和使用功能多样性(见第4项),将使配件关系变得非常复杂,产品排列的数量成指数增长。从历史经验出发,在“用户挑选”和定制住房的要求下的住房产品,往往是标准更为严格却只是做不同的表面修饰处理,像是厨房台面材料、颜色的选择和地毯款式。[35]
10)支出与回报。对大多数人来说(以澳大利亚为例),房子是他们一生中能做的最重要的投资。它往往是一次性投资,却在人们的经济和社会价值体系中占有特殊地位。汽车在出售后通常会贬值,而房屋则有望升值。[36]在发达经济体,大多数成年人都可能购买汽车,而且一生不止一次。为了使房子和汽车的区别更加明显,我们可以想象,如果购买后房子的价值像汽车一样贬值,我们对这一领域的做法肯定发生变化。
11)供应链。在过去的一个世纪里,汽车公司设计和装配得到了长足的发展,汽车产业供应链随之得到发展。比如车轮或车头灯很容易被划分为组成汽车供应链中的次产业。正如沃马克所言,在整个发展过程中,这些公司紧密关联,高度发展,不断更新自己的实践探索和商业模式,去适应工业化的每一次重大变革。正如第3项和第8项所指出的,这导致了汽车供应链的集中,组件接口之间的标准化大大提高。在建筑施工中,虽然材料有标准化的尺寸和模数,但零部件之间组装的标准规范很少,因此发展这样一个严重受到约束的供应链无利可言。[37]可能是因为这些组件(如墙、屋顶和地板)的价值和数量都比小,进入这样一个市场的公司准入门槛较低,例如一个小作坊就可提供所需的各种规格和尺寸的屋顶桁架。[38]
12)行业体系。汽车以很少的管理费用进行生产制造,过程中材料浪费是可以容忍的,因为劳动力才是最高的成本,制造过程会选择性地追求安全和质量。事实上,我们希望所有的汽车在安全和质量方面都达到最高标准。但在建筑行业,期望和质量水平却是不同的。澳大利亚建筑业是分包模式,模式的基础是一个个技术工人,他们机动灵活(从人力资源的角度来说),管理费用极低,但往往只能用卡车或拖车载着工具讨活计。以赫伯特对通用面板公司的描述为例,让我们比较一下该公司对承包的要求:前期投入在研发、设备、工具、培训上的巨额资金,要求在商定的时期内分期偿还并计入建造成本中;能维持持续的高额运营支出(租金、公用事业、维修);能够将制成品提供给现场的物流技术;最后,拥有能在现场组装建筑的技术人员(即使在很短的时间内)。汽车工业已变得高度全球化合并可以转移。但由于上述种种原因,住房建设仍然高度本地化,而且迄今无法改变。就行业格局而言,汽车制造业的优势对比建筑业是再明显不过的了。
图4:大众MB平台的底盘
包含这12项因素的列表绝非详尽无遗,也并非完全原创。伯纳姆·凯利(Burnham Kelly)的著作《房屋的预制》(The Prefabrication of Houses,1951年)进行了类似的分析,但扼要很多。除面积因素之外,他还指出了三个主要区别:住房需要土地,而道路则由政府提供大量补贴;汽车是运输方式根本性的改进,而质量良好房屋已经存在并将继续建造;最后,就是两个产品的耐久性问题。[39]此外,甘恩在1996年的文章概述了住房和制成品之间的一些关键区别,包括:规模和相对固定性;组件数量和范围的高度复杂性;场地条件的独特性;耐久性的要求;以及产品的相对成本。[40]除了凯利、赫伯特、甘恩和戴维斯提出的问题以及上述12项之外,人们还可能讨论这两种产品的预期使用寿命,特别是考虑到“计划过时”的现象;围绕着住房和汽车的各种经济框架,像是明显的住房市场的波动以及土地所有权和开发的经济和政治环境,或是对于更大范围开放或保守的制度体系比较;为何在20世纪,汽车工业能够对其整个系统进行几次全面改革,而建筑业基本上保持不变。[41]要深入了解以上这些细节,还需要更多的专业知识(和笔墨)。我们这一讨论只是旨在作为对当代情况更详细的专门研究的基础。
阅读上面的论点,读者很可能会得出这样的结论:从汽车制造业学不到任何东西,或者更糟的是,预制和模块化的构造方法是有问题的,不值得继续研究。这当然不是本文的目的。我们只是想要提醒,如果我们不考虑建筑业(特别是住宅)和其他制造业和之间的差异,那么建筑工业化只能是个“白日梦”。
其他行业和建筑业之间也有可比较之处。例如,瑞恩·史密斯就曾提出,电影业可能比汽车业更适合作为比较对象。这个行业与建筑业有很多相似之处:将电影搬上银幕需要复杂的技能和知识;单个项目的规模和成本都十分巨大;复杂的分包和劳资关系;期望创造性的表达却与高度理性的管理制度相抵触;以及每个项目的独特性与不同项目之间可复制性的平衡。
“人们经常问我‘为什么要做预制?'我用汽车生产作为类比:为了消除不受控制的环境所带来的变数并保证制造的效率和标准化,无论是顶级宝马还是经济型汽车都是在工厂中生产的。我们可以同样的方式看待房屋的建造。就像有便宜的汽车一样,市场上存在结构很差的工业建造的房屋。但豪华车也是工厂制造的,正如我们已经展示的那样,精心设计的住宅也可以由工厂制造。”[42]
建筑行业可从将房屋和汽车作为工业产品之间的比较中学习颇多。日本有着当今规模最大、建成最多、技术最先进的住宅建造行业,我们可以从中学到什么?这是甘恩20年前所发表的文章的中心论点,在本文的所有文献之中与众不同,不是因为他将房子和汽车相提并论,而是因为他对两者之间可能发生的学习方向进行描述。他写道:“自动化技术的使用受到数目繁多的零部件和复杂产品的诸多限制,丰田在如何管理大量的定制产品的生产方面,有着住宅生产商可以借鉴的经验。”[43]甘恩没有详细说明这可能意味着什么,但过去20年的发展可以为他提供许多证据。1996年,建筑设计和制造在计算机设计工具、数字和自动制造以及3D打印技术方面仍有很多值得探索学习。他认为,由于住房产品固有的复杂性和多样性,其他制造部门亦可从住房产业中可以学到很多东西,这种观点放在现在比他写文章时更加正确。
我以前曾对澳大利亚和其他一些国家模仿日本工业建筑产业的做法表示过担忧,当然我也不希望借此贬低日本工业的杰出成就。毫无疑问我们可以从日本同行那里学到很多东西,但我建议谨慎对待,因为以前的工业4.0工业化阶段经验可能已经被工业制造取代。正如工业4.0工业化阶段讨论的,我们对工业化住房的研究可以改变现有的工业生产模式——从汽车工业的“重”和昂贵的模式(实际上包括一些日本住房制造商)转向一种机动、灵活和分散的生产方法。针对本文中所描述的多样性和特殊性住房提出高度定制、低成本高收益的解决方案。按照甘恩的方式改变学习方向意味着那些没有工业化的历史国家在后续发展的道路上不一定处于不利地位(图5)。
日本的汽车工业十分发达,经常被其他国家视为成功案例——特别是那些渴望模仿日本的一些高自动化水平公司(如Sekisui House)的国家。但有一点需要明白,日本的预制工业已经运行了50多年,Sekisui House公司的座右铭是“日积跬步,终至千里”(Slow and Smart)。在其开发复杂的数字后端系统和创建机器人工厂之前,他们是由高度理性的纸质系统预先设计出来,可以非常有效地利用人力。瑞恩·史密斯在对丰田生产系统的回顾中指出,丰田的原则是“只有当人工任务已经完善并被认为没有手工价值时,才使用自动化”[44]。这像是许多技术专家和未来主义者在建筑文化方面的夸张,宣扬历史技术进步的不可信的思想,而我们还在继续遵循“进步”或“退步”的道德价值观。
“值得注意的是,1930年代的另一个特点是与汽车工业进行类比。虽然在汽车工业的大部分历史中,它只是持续生产预制构件,但对这一时期的理论成形产生了特别大的影响。作家们总是不厌其烦地赞颂底特律在汽车大规模生产和组装方面的成就,并不断地唱衰房屋建筑商没有创造出类似的奇迹。不过,在轻率地作出这个类比用来贬低建筑业的时候,他们往往选择忽视一些重要的因素。最显而易见的一点是产品的体积和重量,它直接影响到工厂的最佳装配程度以及工厂的规模和位置。”[45]
图5:工业化4.0阶段
通过更深入研究房屋和汽车之间的异同而产生的另一个想法是围绕颠覆性创新的讨论,汽车行业似乎已经准备好重整其商业模式,从而迈进电动和无人驾驶领域。我们在探索住房工业化生产的颠覆性创新时,应该回顾这一术语的起源以及它如何适用于住房而不是技术本身。在当前的科技产业和创业环境中,“颠覆”有许多含义,但越来越多地只使用字面意思。比如优步“颠覆”了出租车业务。在这种意义上,“颠覆”被用作“扰乱”的同义词。这与克莱顿 M·克里斯坦森(Clayton M.Christensen)在《变革者的困境》(The Innovator-s Dilemma,著于1997年)中提出“颠覆式创新”的本义不同。[46]克莱顿写道,颠覆性创新(特别是在技术方面)经常被市场占有者视作劣质产品,对此不屑一顾、不甚了解。但是它常常出其不意地产生新的市场和用户群体,为他们带来新的产品体验。这些颠覆性创新最开始从底层突破市场,它们灵活地逐步占取市场份额,最终从内部颠覆原有的市场领导者。因此“击败寡头的新科技”(When New Technologies Cause Great Firmsto Fail)正是克里斯坦森(Christensen)最近畅销书的副标题。但并非所有发明或创新都具有破坏性。这些发展被克里斯坦森称之为“持续”创新,是对现有模式逐步改进。就其本身而言,让住房变得更廉价并不具有颠覆性。在上面的例子中,优步可能会打破原有出租车行业的商业模式,但它并不具有“破坏性”,它只是通过提高出租车业的服务水平,为乘客提供便利。
图6:“移动房屋”最近被重新称之为“预制房屋”,以免污名化
赫伯特和戴维斯在一个观点上似乎是一致的。他们认为在所有汽车业与建筑业的对比下所产生的创新成果中,有一项似乎可以真正解决亨利·福特综合征。它是完全从字面意思上结合了汽车和住房功能的颠覆式创新,那就是——房车(图6)。在格罗皮乌斯和瓦克斯曼身陷不利的时候,赫伯特认为移动住房产业能够成功地实现房屋工业化和大规模生产的飞跃。赫伯特写道:“这种(移动住房)产业取得巨大成功的原因不仅是因为产品的经济实用,而是深层次理解了工业化住房不仅是一个技术问题而是一个综合体系。”[47]为了阐明这种“成功”的基础,赫伯特采用了预制化支持者同行亚瑟·贝纳尔(Arthur Bernhardt)的观点,他写道:“工业生产的成果依赖于全国性的综合体系,一个完整的‘生产-分销-土地开发'网络,各个系统之间高效协调同步。”[48]戴维斯在自己的文章中对贝纳尔在移动住宅方面的开创性工作评论道:
“建筑师或关注批量房屋建造的人们,被汽车的成功案例所受限,大多忽视了拖车和活动房屋,没注意到拖车后面拖着的是什么。当他们发现到这一点时,就会像贝纳尔一样,改良它,使之成为建筑,受人尊重。”[49]
显然,新的技术发挥了重要作用,但不同于一些当代讨论的观点,我对技术持谨慎态度。回顾整个工业化建筑的历史,对技术的过度依赖的确导致了许多赫伯特所列举的失败。毫无疑问,数字和自动化制造技术、计算机辅助设计、新的管理方法和新材料将改变我们今后的建造方式。它将提供新方法弥补上文指出的房子和汽车之间的差距。但实现这一目标的道路并非一帆风顺。在可能的情况下,我告诫不要使用有问题的新技术,也不要一味地追求新技术而忽视吸收实践。
在《产品之于生产:预制房屋以及建筑的未来》(Product to Process: Prefab Houses and the Future of Building)一书中,我们的团队将研究如何从其他制造方法中汲取经验,使预制行业摆脱诱惑,专注于产品,重视支撑产品发展的方法。这本书是为了坦然地接受行业迄今为止的缺点,并指出阻碍预制装配实现的、潜在的、结构性的、思想态度上的障碍,比如本文中房屋与汽车的对比这个例子。这本书也呼吁要采取新的、基于历史意识的心态,要意识到方法远重于结果,内容重于形式,白璧微瑕的实践重于尽善尽美的认识。如果没有这种意识,解决工业化的住房生产的问题很可能会治标不治本。
注释
[1]罗宾·博伊德(Robin Boyd).澳大利亚的丑陋(The Australian Ugliness)[M]. 墨尔本柴郡:企鹅出版集团. 1960:111.
[2]我对这场辩论很感兴趣,因为我和同事一起指导了这一领域的几个研究项目。
[3]其中一个例子就是采矿业。在澳大利亚,从17世纪中期的淘金热到21世纪向亚洲市场供应的煤和铁,无论采矿业繁荣还是衰退,其一直是预制房屋利益的主要支柱之一。在远程采矿作业短时间内需要大量住房的情况下,预制件为其提供了一个快速高效的可移动住房解决方案。关于澳大利亚采矿业与预制房屋之间的关系,见:马修·艾奇森(Mathew Aitchison). 澳大利亚矿业的经验:基础设施、建筑、规划和城市化(The Experience of Australian Mining:Infrastructure,Building,Planning,and Urbanization)[M] // 工业建筑:建筑和规划的改变范式(The Architecture of Industry:Changing Paradigms in Industrial Building and Planning). 法纳姆:Ashgate,2014:163-93.
[4]加文·伍德,瑞秋·昂(Gavin Wood,Rachel Ong). 澳大利亚住房负担能力的真相(The Facts on Australian Housing Affordability) [OL].(2015-06-12) [2016-08-05]. https:// theconversation.com/thefacts-on-australian- housing-affordability-42881.
[5]马修·艾奇逊约翰·麦克阿瑟(Mathew Aitchison,John Macarthur). 建筑文化中的预制房屋(Prefabricated Housing in Architectural Culture)[M]// 异地建筑:构建未来(Offsite Architecture:Constructing the Future).即将出版于纽约:Taylor & Francis.
[6]斯蒂芬·基兰,詹姆斯·汀布莱克(Stephen Kieran,James Timberlake). 重构建筑:制造方法如何改变建筑结构(Refabricating Architecture:How Manufacturing Methodologies Are Poised to Transform Building Construction)[M].纽约:McGraw-Hill,2004;科林·戴维斯(Colin Davies). 装配式住宅(Prefabricated Home)[M].伦敦:Reaktion Books,2005;瑞安·E.史密斯(Ryan E. Smith). 预制建筑:模块化设计与施工指南(Prefab Architecture:A Guide to Modular Design and Construction) [M].霍博肯:NJ Wiley,2010.
[7]负责这项投资和发展的机构是先进制造业增长中心,见:http://www.amgc.org.au。其在我的研究实验室里资助了很多项目,见:http://sydney.edu.au/architecture/research/iad_lab/ourresearch.shtml.
[8]彼得·纽曼,杰玛·格林(Peter Newman,Jemma Green). 从汽车工业的遗产中建设住宅产业(Building a Housing Industry from the Relics of a Car Industry) [OL].对话(The Conversation).(2014-02-14) [2016-08-05].
[9]威洛·阿莲托(Willow Aliento). 澳大利亚最高的预制塔以两倍的速度竣工(Australia's Tallest Prefab Tower Tops Out at Double Speed) [OL].(2016-08-24) [2016-08-25].http://www.thefifthestate.com.au/innovation/building-construction/australias-tallestprefab-tower-tops-out-at-double-speed/84343.
[10]吉尔伯·特赫伯特(Gilbert Herbert). 住宅工业化的梦想:瓦尔特·格罗皮乌斯与康拉德·瓦克斯曼(The Dream of the Factory-MadeHouse:Walter Gropius and Konrad Wachsmann)[M]. 剑桥:麻省理工学院出版社,1984:3-4.
[11]同[3]。
[12]勒·柯布西耶(Le Corbusier).走向新建筑(Toward an Architecture)[M].洛杉矶:Getty Research Institute,2007.
[13]欧文·帕诺夫斯基(Erwin Panofsky). 劳斯莱斯散热器的思想渊源( The Ideological Antecedents of the Rolls-Royce Radiator)[J].美国哲学学会 (American Philosophical Society),1963,107(4):273-288.
[14]艾莉森·史密森(Alison Smithson).像在雪铁龙车中:路上所见( AS in DS:An Eye on the Road)[M].纽约:Springer Science and Business Media,1983.
[15]关于日本产业的概述,请参阅马修·艾奇逊(Mathew Aitchison). 20种色调的米色:来自日本预制房屋的经验(20 Shades of Beige:Lessons from Japanese Prefab Housing) [OL].对话(The Conversation).(2014-09-30).http://theconversation.com/20-shades-of-beige-lessonsfrom-japanese-prefab-housing-31101.
[16]因为赫伯特的著作是英语国家工业化大规模预制建造史的最佳著作,所以它仍然是下文讨论的关键。
[17]赫伯特(Herbert). 工厂制造房子的理想(Dream of the Factory-Made House)[M]:(note 10),xii—xiii.
[18]关于最近大量历史以及创作语境下的整装住宅,以及与其紧密相关的20世纪系统理论、封闭式房屋系统等问题,详见:艾丽西娅·因佩里亚莱(Alicia Imperiale). 一个美国战时的梦想:康拉德·瓦克斯曼和瓦尔特·格罗皮乌斯的整装住宅系统(An American Wartime Dream:The Packaged House System of Konrad Wachsmann and Walter Gropius) [C] // 瑞安·E.史密斯,约翰·昆勒,拉什达,等(Ryan E. Smith,John Quale,Rashida Ng).建筑生产理论与实践(Theory and Practice of Architectural Production):ACSA会议记录.费城,2012:39-43.
[19]参见伯纳姆·凯利(Burnham Kelly)的引文,同注释[45]。伯纳姆·凯利.房屋的预制:阿尔伯特·法威尔·比米斯基金会关于美国预制业的研究(The Prefabrication of Houses:A Study by the Albert Farwell Bemis Foundation of the Prefabrication Industry in the United States)[M].剑桥:麻省理工学院出版社,1951:51-52.
[20]赫伯特. 工厂制造房子的理想 [M]:(note 10),218.
[21]同[20]:307.
[22]同[20]:308-309.
[23]同[20]:307.
[24]大卫·M.甘恩(David M. Gann).建造作为制造过程?日本工业化住宅与汽车生产的异同(Construction as a Manufacturing Process? Similarities and Differences between Industrialized Housing and Car Production in Japan) [J].工程管理与经济(Construction Management and Economics),1996(14):437-450.
[25]科林·戴维斯. 装配式住宅 [M] .伦敦:Reaktion Books,2005:(note 6),204.
[26]瑞安·E.史密斯. 预制建筑:模块化设计与施工指南(Prefab Architecture:A Guide to Modular Design and Construction) [M].霍博肯:NJ Wiley,2010:(note 6),20.
[27]大众集团(Volkswagen Group).工业4.0在大众集团(Industry 4.0 in the Volkswagen Group)[OL].(2015-08-20)[2016-07-27]. https://www.youtube.com/watch?v= jtl8w6yjds.
[28]在我们的应用研究项目的研究中,我在全国乃至全球范围内与许多建筑工业化和国际建筑工业从业者和相关利益相关者进行了讨论。
[29]应该指出,它不再仅仅汽车与未来住宅,而是一系列的高科技产品,比如消费类电子产品,以及越来越多的在线电子产品、服务。其中最受欢迎的或许是作为创新模式产出成果的iphone,它对产品及商业平台同样看重。
[30]科林·戴维斯19世纪60年代的“模块协调”运动中提出了类似的观点。如其所写:“这一切都始于一个经久不衰的、发人深思的提问:为什么我们不能像造汽车那样造建筑?亨利·福特的高地公园工厂是一台年产数万辆汽车的巨型机器,它的形象激发了人们工业化生产建筑的想法,也让设计师们开始了对完美系统的未来探索。但从一开始就有一个根本性的误解,模块化的协调是基于零件的互换性的思想,这是美国制造体系以及后来的福特大规模生产体系的关键。但在枪支、钟表、锁和汽车生产中,零部件的互换性是指相同零部件的互换性。模块化协调所要做的就是将这个原理应用到各种不同的部件上,这些部件具有不同的功能,如门、窗、墙板等。” 科林·戴维斯. 装配式住宅 [M] .伦敦:Reaktion Books,2005:(note 6),139.
[31]澳大利亚政府.澳大利亚气候区( Australian Climate Zones) [S]// 你的家:澳大利亚环境可持续发展住宅指南(Your Home:Australia's Guide to Environmentally Sustainable Homes).[2019-08-05].
[32]J.P.沃马克,D.T.琼斯,D.鲁斯(J. P. Womack,D. T. Jones,D. Roos).改变了世界的机器(The Machine That Changed the World)[M].伦敦:Simon& Schuster,2007.
[33]同[32]。
[34]戴维斯再次指出了同样的现象:“只有其他行业才用‘大规模定制'的称呼。汽车制造商现在把他们的产品看成是一系列的部件,如底盘、车身、引擎、线束、座椅、内饰、仪表板、收音机等。它们可以以不同的组合拼装在一起。有时组合可能是隐藏的,雪铁龙装上另一个车身就变成了标致,有时它们是明确的,以便客户可以选择他们想要的功能。”科林·戴维斯.装配式 住宅[M].伦敦:Reaktion Books,2005:(note 6),146.
[35]这超出了本文的讨论范围,但 “大规模定制”这个术语是有问题的。事实上,一个偶然的观察者可能会得出这样的结论:客户可获得的“定制”类型更像是一系列标准化的选择。因此,我认为在住房和汽车制造业中被称为“大规模定制”的东西更像是“灵活的标准化”。J.巴洛(J. Barlow)等人定义了一系列典型存在于工业化房屋建造操作中的定制选项。他们将日本作为研究案例,因为日本的房屋建筑行业已经接近实现“大规模定制”,这揭示了所谓定制的结果并不是我们在传统设计和施工方法下所期望的结果。他们使用“分段标准化”“定制化标准化”和“定制化定制”等术语来区分对灵活性的各种限制。参见:J.巴洛,P.奇尔德豪斯,D.甘恩,S.洪明,M. 纳伊姆,R.奥萨基(J. Barlow,P. Childerhouse,D. Gann,S. Hong-Minh,M. Naim,and R. Ozaki). 房屋建造中的选择和交付:英国建筑商从日本得到的经验( Choice and Delivery in Housebuilding:Lessons from Japan for UK Housebuilders)[J].建筑研究与信息(Building Research and Information),2010,31(2):134-145.
[36]我的同事彼得·皮布斯(Peter Phibbs)指出,事实上土地是增值的,而房屋却在贬值。虽然这种情况很明显且总是发生,但对于许多消费者和业主来说,房屋和土地是不可分割的,显然没有独立于土地而存在的房子。而房屋与土地的分离则是住房与房地产开发经济研究的重要内容,对房屋购买者或所有者而言过于专业。
[37]甘恩指出,一辆普通的日本汽车可能有2万个单独的部件,而一座房子可能由20万个部件组成,其中很少有类似的相互关联。大卫·M.甘恩.建造作为制造过程?日本工业化住宅与汽车生产的异同 [J].工程管理与经济,1996(14):(note 24),448.
[38]非常感谢达里尔·帕特森(Daryl Patterson)指出了汽车和建筑行业之间的供应链差异。
[39]伯纳姆·凯利.房屋的预制:阿尔伯特·法威尔·比米斯基金会关于美国预制业的研究[M].剑桥:麻省理工学院出版社:(note 19),52-55.
[40]大卫·M.甘恩 .建造作为制造过程?日本工业化住宅与汽车生产的异同 [J].工程管理与经济,1996(14):(note 24),438.
[41]瑞安·E.史密斯(Ryan Smith). 预制建筑:模块化设计与施工指南 [M].霍博肯:NJ Wiley,2010:(note 6),詹姆斯·汀布莱克(James Timberlake)序言,viii.
[42]艾莉森·阿里夫(Allison Arieff).验证过的预制(Prefab,Proven)[OL].(2009-10-19)[2019-10-27]. https://www.dwell.com/article. prefab-proven-30e7a2c0.
[43]同[40]。
[44]瑞安·E.史密斯. 预制建筑:模块化设计与施工指南 [M].霍博肯:NJ Wiley,2010:(note 6),64.
[45]伯纳姆·凯利.房屋的预制:阿尔伯特·法威尔·比米斯基金会关于美国预制业的研究 [M].剑桥:麻省理工学院出版社,1951:51-52.
[46]克莱顿·M.克里斯坦森(Clayton M. Christensen). 创新者的困境:新技术导致大公司倒闭( The Innovator's Dilemma:When New Technologies Cause Great Firms to Fail)[M].波士顿:哈佛商业评论出版社,1997.
[47]赫伯特. 工厂制造房子的理想 [M]:(note 10),321.
[48]阿瑟·D.伯恩哈特(Arthur D. Bernhardt). 未来建筑:移动/制造住宅产业(Building Tomorrow:The Mobile /Manufactured Housing Industry)[M].剑桥:麻省理工学院出版社,1980:(note 10),321.
[49]科林·戴维斯. 装配式住宅 [M] .伦敦:Reaktion Books,2005:(note 6),85.
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