装配式建筑的历史背景(国际篇1)
一、序言
几十年来,发达国家通过一系列的装配式建筑市场开发,最明显的技术进步就是已经实现了从定制建筑向着有计划的批量复制建筑的转变。装配式建筑不再是新鲜事。欧洲十二世纪就有木结构装配式建筑记录。然而产业化建筑没有稳定和持续的发展起来,而是以零星的方式演变的,甚至有时被完全忽视。
自20世纪80年代初以来,商业客户对建筑行业的期望变得更加务实。他们开始需要更加优质的产品,希望交付速度更快,成本合理。二十世纪已经看到,在制造业,产业化生产方式与思考已经取得了突破性进展。然而,在建筑领域,只是部分的接受产业化概念。建筑产业很少自觉地去学习工业化生产方法。
二、历史上的装配式建筑
(一)古罗马时代
考古挖掘发现,在不列颠群岛,罗马军队建造了高度预制结构的建筑。最大的是苏格兰英赫图梯军团要塞。在公元83年和86年之间,总督奈维乌斯·朱利叶斯·阿古利可拉在英赫图梯修建了170栋建筑物,包括一个600个床位的医院。
(二)水晶宫
1851年(清·咸丰1年),在中国爆发了太平天国运动,中国此后就进入了百年(1851~1949)战乱。
1854年,日本在美国舰队舰长佩里(Perry)的几艘炮舰威逼之下,打开了国门。
1849年,在英国皇家艺术学会上,艾伯特亲王建议举办一次大的展览会。他的打算是向世界展示工业和艺术也可以结合起来,并且吸引世界注意到大不列颠是世界工业强国。
从1850年9月到1851年1月这几个月时间,就建造起来这个563米长,124米宽的巨大建筑物(图1)。这个主要归功于设计和建造者约瑟夫·帕克斯顿,福克斯和亨德森(来自斯梅西克的承包商、工程师和铁工厂厂长),以及来自伯明翰的钱斯兄弟玻璃制造商的聪明才智。
图1
150多年前的水晶宫设计和建造就已经包含了仿生学、建筑模数、预制装配、产业化制造、绿色生态等今天看来也是非常先进的建筑新思想。
约瑟夫·帕克斯顿早有使用木材、铸铁和玻璃的经验,并且知道这些材料好。预制部件件和福克斯和亨德森(来自斯梅西克的承包商、工程师和铁工厂厂长)的现场监理想结合成全了约瑟夫·帕克斯顿,福克斯和亨德森准时交付了水晶宫,并且没有一块构件的损失。这栋建筑物是563米长,124米宽,主要的建筑区域包括完全覆盖几株自然榆树的十字大厅(图2~图4)。
图2
图3
图4
大部分现场建造是采用预制部件,有些是提前24小时浇铸的。在现场测试铸铁柱子,并且在现场打磨和刷油欺,包括木玻璃框的加工(图5-图7)。
图5
图6
图7
甚至临时栏杆材料也被设计用在最终的建筑物上,所以很少有浪费。十字廊措施是为了保护和临时覆盖住场地上的大榆树。当建筑物被拆卸掉和运到悉丹翰时,破损的玻璃被重新熔化再使用。
1851年,第一次工业革命在英国结出了丰硕成果,大英帝国处于鼎盛时期,英女王邀请世界各国参加大英帝国举办的第一届世界博览会。
展览会的中心部分是水晶宫,巨大的展览馆大厅玻璃墙壁闪闪发光,就像在阳光照射下的水晶一样。选择约瑟夫·帕克斯顿来设计建筑物,是基于他早先创作的玻璃暖房。框架是铸铁的,带有玻璃面板。
约瑟夫·帕科斯顿仰仗现代工业技术提供的经济性、精确性和快速性,第一次完全采用单元部件的连续生产方式,通过装配式结构的手法来建造大型空间,设计和建造了伦敦世界博览会会场水晶宫。只用6个月就建成了长563m、宽124m、最大跨度22m、最高顶棚高度33m;约9万m2的建筑面积(图8~图10)。
图8
图9
图10
展览会在1851年10月15日闭幕,参观者超过六百万人次。展览会取得了巨大的成功,门票收入为其它的城市项目提供了资金。在1852年拆卸掉了水晶宫,并且在泰晤士河的南岸悉丹翰重新组装起来。
水晶宫经历了从设计构思、制作、运输到最后建造和拆除的全过程,是一个完整的预制建造系统工程。曾经是19世纪前半期的铸铁技术总检阅之一。尽管是马拉肩扛(图11-图13),却首创了工厂预制构件,现场装配的技术模式,是现代建筑(钢材骨架和玻璃幕墙)的开山之作。1936年,水晶宫毁于员工厕所引起的火灾。
图11
图12
图13
(三)产业化战争
在1854年的克里米亚战争期间,医院供应不足,最突出的是1854年的弗洛伦斯·南丁格尔,部队内部死亡率高达42%。起初,为了减轻这种痛苦,把预制木住宅和临时营房改建为临时医院。
受到公众舆论的刺激,陆军部委托伊莎巴里德·金德姆·布鲁内尔设计一个野战医院。布鲁内尔不仅设计了医院,也发明了一个全预制系统。它写到:“每栋建筑物的建造都是小心翼翼计划的,以确保使用最小数量的材料,尽可能少的工作量,完成建造或安装工作,并且采取将所有部件分开包装的方法,每一个部件都能由两个人携带。”
在土耳其仁义岛医院,这些单元配备有给排水的浴室和卫生间、储藏室、手术室和护士室。房间也装备了安装在屋檐下的长而窄的窗户,以防止它们受到太阳直接照射,并提供良好的自然通风。通过房间机械通风管道往整个临时建筑物中泵入加湿空气,以对抗空气的自然干燥。这些独立的单元组合成一个100英尺长,40英尺宽,25英尺高的临时建筑物。
(三)产业化建造方法
19世纪中叶开始进入产业化年代,并且预制铸铁已经在1851年的世界博览会,水晶宫产生了惊人的影响力。然而,布鲁内尔的便携式医院是采用木材建造的,墙板表面贴有镀锌薄板。
到19世纪50年代末,已经有公司制造了住宅建筑所用的波纹铁皮屋顶,并且远销到国外(中国的庐山别墅群、青岛八大关别墅群、厦门鼓浪屿别墅群都能够见到这种从海外进口的波纹铁皮屋顶)。