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1.內(nèi)容提要 建筑構(gòu)造作為建筑的物質(zhì)構(gòu)成要素，是建造技術(shù)的重要組成部分。構(gòu)造技術(shù)反映了整個社會的組織——選擇和制造建筑材料的方法、構(gòu)件組合的方式、組織建造的方法、人工分配的方法、經(jīng)濟(jì)核算以及人們的決策對生態(tài)的影響等等。因此，構(gòu)造技術(shù)的研究作為創(chuàng)新規(guī)律的一部分與建筑教育和實(shí)踐中通常強(qiáng)調(diào)的空間、功能、形式等“內(nèi)核”同樣重要。 本書以建筑學(xué)視角切入，從生產(chǎn)力、構(gòu)造組合原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等不同方面對建筑構(gòu)造的歷史發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，形成了建筑構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展框架：即建筑構(gòu)件的生產(chǎn)模式、建筑構(gòu)造工藝以及建筑構(gòu)造系統(tǒng)組合方式的演變。在該框架內(nèi)研究各個方向的發(fā)展趨勢及其相互作用關(guān)系。在理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)下國內(nèi)外建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢，拓展了新的基于制造業(yè)流程控制的建筑產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用于可移動鋁合金建筑產(chǎn)品研發(fā)中，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)的建筑產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造，實(shí)現(xiàn)了從理論到應(yīng)用的升華，對本土的建筑技術(shù)教育發(fā)展以及工業(yè)化背景下的建筑設(shè)計(jì)與構(gòu)造技術(shù)的結(jié)合提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。 2.序一 2013年秋天，我在參加江蘇省科技論壇“建筑工業(yè)化與城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展論壇”上提出：建筑工業(yè)化是建筑學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的重要抓手，也是建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要推動力量。會上我深感建筑工業(yè)化對中國城鄉(xiāng)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展將起到重要促進(jìn)作用。2016年3月5日，第十二屆全國人民代表大會第四次會議政府工作報(bào)告中指出，我國應(yīng)積極推廣綠色建筑，大力發(fā)展裝配式建筑，提高建筑技術(shù)水平和工程質(zhì)量?？梢?，中國的建筑行業(yè)正面臨著由粗放型向可持續(xù)型發(fā)展的重大轉(zhuǎn)變。新型建筑工業(yè)化是促進(jìn)這一轉(zhuǎn)變的重要保證，建筑院校要引領(lǐng)建筑工業(yè)化領(lǐng)域的發(fā)展方向，及時地為建設(shè)行業(yè)培養(yǎng)新型建筑學(xué)人才。 張宏教授是我的學(xué)生，曾在東南大學(xué)建筑研究所工作近20年。在到東南大學(xué)建筑學(xué)院后，張宏教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心鉆研建筑工業(yè)化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用十多年，參加了多項(xiàng)建筑工業(yè)化方向的國家級和省級科研項(xiàng)目，并取得了豐碩的成果，建造·性能·人文與設(shè)計(jì)系列叢書就是階段性成果，后續(xù)還會有系列圖書出版發(fā)行。 我和張宏經(jīng)常討論建筑工業(yè)化的相關(guān)問題，從技術(shù)、科研到教學(xué)、新型建筑學(xué)人才培養(yǎng)等等，見證了他和他的團(tuán)隊(duì)一路走來的艱辛與努力。作為老師，為他能取得今天的成果而高興。 此叢書只是記錄了一個開始，希望張宏教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在未來做得更好，培養(yǎng)更多的新型建筑工業(yè)化人才，推進(jìn)新型建筑學(xué)的發(fā)展，為城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 3.序二 建筑構(gòu)件的制作、生產(chǎn)、裝配，建造成各種類型建筑的方法、模式和過程，不僅涉及過程中獲取和消耗自然資源和能源的量以及產(chǎn)生的溫室氣體排放量（碳排放控制），而且通過產(chǎn)業(yè)鏈與經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式高度關(guān)聯(lián)，更與在建筑建造、營銷、運(yùn)營、維護(hù)等建筑全生命周期各環(huán)節(jié)中的社會個體和社會群體的權(quán)力、利益和責(zé)任相關(guān)聯(lián)。所以，以基于建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的綠色建材工業(yè)化生產(chǎn)——建筑構(gòu)件、設(shè)備和裝備的工業(yè)化制造——建筑構(gòu)件機(jī)械化裝配建成建筑——建筑的智能化運(yùn)營、維護(hù)——最后安全拆除建筑構(gòu)件、材料再利用的新知識體系，不僅是建筑工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的重要組成部分，而且構(gòu)成了新型建筑學(xué)（Next
Generation Architecture）的內(nèi)容。換言之，經(jīng)典建筑學(xué)（Classic
Architecture）知識體系長期以來主要局限在為“建筑施工”而設(shè)計(jì)的形式、空間與功能層面，需要進(jìn)一步擴(kuò)展，才能培養(yǎng)出支撐城鄉(xiāng)建設(shè)在社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三個方面可持續(xù)發(fā)展的新型建筑學(xué)人才，實(shí)現(xiàn)我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級，從而推動新型城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，進(jìn)而通過“一帶一路”戰(zhàn)略影響世界的可持續(xù)發(fā)展。 建筑工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是將經(jīng)典建筑學(xué)的知識體系擴(kuò)展為新型建筑學(xué)的知識體系，在如下五個方面拓展研究： （1） 開展基于構(gòu)件分類組合的標(biāo)準(zhǔn)化建筑設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究。 （2） 開展建造、性能、人文與設(shè)計(jì)的新型建筑學(xué)知識體系拓展理論與人才培養(yǎng)方法研究。 （3） 開展裝配式建造技術(shù)及其建造設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究。 （4） 開展開放的BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)應(yīng)用和理論研究。 （5） 開展從BIM到CIM（City Information Modeling，城市信息模型）技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用和理論研究。 本系列叢書作為國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目2012BAJ16B00“保障性住房工業(yè)化設(shè)計(jì)建造關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”，以及2013BAJ10B13課題“水網(wǎng)密集地區(qū)村鎮(zhèn)宜居社區(qū)與工業(yè)化小康住宅建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)與集成示范”的研究成果，凝聚了以中國建設(shè)科技集團(tuán)有限公司為首的科研項(xiàng)目大團(tuán)隊(duì)的智慧和力量，得到了科技部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部有關(guān)部門的關(guān)心、支持和幫助。江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、南京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會以及常州武進(jìn)區(qū)江蘇省綠色建筑博覽園，在示范工程的建設(shè)和科研成果的轉(zhuǎn)化、推廣方面給予了大力支持。“保障性住房新型工業(yè)化建造施工關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”課題2012BAJ16B03參與單位南京建工集團(tuán)有限公司、常州市建筑科學(xué)研究院有限公司及課題合作單位南京長江都市建筑設(shè)計(jì)股份有限公司、深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司、南京市興華建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司、江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司、北京中外建建筑設(shè)計(jì)有限公司江蘇分公司、江蘇圣樂建設(shè)工程有限公司、江蘇建設(shè)集團(tuán)有限公司、中國建材（江蘇）產(chǎn)業(yè)研究院有限公司、江蘇生態(tài)屋住工股份有限公司、南京大地建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司、南京思丹鼎建筑科技有限公司、江蘇大才建設(shè)集團(tuán)有限公司、南京筑道智能科技有限公司、蘇州科逸住宅設(shè)備股份有限公司、浙江正合建筑網(wǎng)模有限公司、南京嘉翼建筑科技有限公司、南京翼合華建筑數(shù)字化科技有限公司、江蘇金砼預(yù)制裝配建筑發(fā)展有限公司、無錫泛亞環(huán)保科技有限公司，給予了課題研究在設(shè)計(jì)、研發(fā)和建造方面的全力配合。東南大學(xué)各相關(guān)管理部門以及由建筑學(xué)院、土木工程學(xué)院、材料學(xué)院、能源與環(huán)境學(xué)院、交通學(xué)院、機(jī)械學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院組成的課題高校研究團(tuán)隊(duì)緊密協(xié)同配合，高水平地完成了國家支撐計(jì)劃課題研究。最終，整個團(tuán)隊(duì)的協(xié)同創(chuàng)新科研成果：“基于構(gòu)件法的剛性鋼筋籠免拆?；炷帘Ｕ闲宰》啃滦凸I(yè)化設(shè)計(jì)建造技術(shù)系統(tǒng)”，參加了“十二五”國家科技創(chuàng)新成就展，得到了社會各界的高度關(guān)注和好評。 最后感謝我的導(dǎo)師齊康院士為本叢書寫序，并高屋建瓴地提出了新型建筑學(xué)的概念和目標(biāo)。感謝東南大學(xué)出版社及戴麗老師在本書出版上的大力支持，并共同策劃了這套建造·性能·人文與設(shè)計(jì)叢書，同時感謝賀瑋瑋老師在出版工作中所付出的努力，相信通過系統(tǒng)的出版工作，必將推動新型建筑學(xué)的發(fā)展，培養(yǎng)支撐城鄉(xiāng)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的新型建筑學(xué)人才。 東南大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)與科學(xué)研究所 東南大學(xué)工業(yè)化住宅與建筑工業(yè)研究所 東南大學(xué)BIMCIM技術(shù)研究所 東南大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司建筑工業(yè)化工程設(shè)計(jì)研究院 2016年10月1日于容園·南京 4.前言 建筑構(gòu)造是建造技術(shù)教育的重要組成部分。構(gòu)造技術(shù)反映了整個社會的組織——選擇和制造建筑材料的方法、構(gòu)件組合的方式、組織建造的方法、人工分配的方法、經(jīng)濟(jì)核算以及人們的決策對生態(tài)的影響等等。在之前的建筑歷史研究中我們通常只關(guān)注了空間、圖像，而忽略了構(gòu)成它的要素。高品質(zhì)的建筑需要高品質(zhì)的思想，而高品質(zhì)的構(gòu)成要素和建造方法是這個思想中必不可少的，構(gòu)造技術(shù)的進(jìn)步最終會成為提高建筑品質(zhì)卓有成效的推動力。因此，構(gòu)造史的研究作為創(chuàng)新規(guī)律的一部分與建筑教育和實(shí)踐中通常強(qiáng)調(diào)的空間、功能、形式等“內(nèi)核”同樣重要。 本書從建造的角度出發(fā)，從生產(chǎn)力、構(gòu)造組合原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等不同方面對建筑構(gòu)造的歷史發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，并針對當(dāng)下國內(nèi)外建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢，提出了新的基于制造業(yè)流程控制的建筑產(chǎn)品構(gòu)造系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。研究主要包括以下幾方面工作： 首先，通過回溯建造的歷史發(fā)掘建筑構(gòu)造技術(shù)發(fā)展規(guī)律。從不同歷史階段的、不同地域的、有代表性的建造實(shí)踐中，總結(jié)出建筑構(gòu)造原則、建筑構(gòu)成要素以及建筑有機(jī)性的發(fā)展，作為構(gòu)造技術(shù)發(fā)展規(guī)律的理論基礎(chǔ)。 其次，在建筑學(xué)視野下研究了構(gòu)造系統(tǒng)各方面的歷史發(fā)展，建立了構(gòu)造技術(shù)發(fā)展框架：建筑構(gòu)件的生產(chǎn)模式、建筑構(gòu)造工藝，以及建筑構(gòu)造系統(tǒng)組合方式演變。前兩者是顯性的，是構(gòu)造技術(shù)發(fā)展的外延；第三個要素則是隱性的，是構(gòu)造技術(shù)發(fā)展的內(nèi)涵。這三者的發(fā)展既有層層遞進(jìn)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，又有相互交叉的并行關(guān)系：生產(chǎn)技術(shù)的變革是構(gòu)造進(jìn)步的原動力，構(gòu)件生產(chǎn)模式的演變是構(gòu)造工藝進(jìn)步和系統(tǒng)組合方式變化的基礎(chǔ)；而最終系統(tǒng)組合方式的發(fā)展又會促進(jìn)生產(chǎn)模式與構(gòu)造工藝的繼續(xù)革新。 最后，本書從當(dāng)下制造業(yè)發(fā)展趨勢出發(fā)，建立了基于開放的閉環(huán)的建筑產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用于可移動鋁合金建筑產(chǎn)品研發(fā)中，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)的建筑產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造。 5.目錄 第一章緒論1 第一節(jié)邁向產(chǎn)業(yè)化時代的當(dāng)代中國建筑業(yè)1 第二節(jié)構(gòu)造技術(shù)研究的重要性2 第三節(jié)研究框架19 第二章從局部到整體23 第一節(jié)建筑構(gòu)造原則24 一、 需求原則24 二、 質(zhì)量原則33 三、 經(jīng)濟(jì)原則53 四、 可持續(xù)原則59 第二節(jié)建筑構(gòu)成要素的發(fā)展74 一、 凸顯的“框架”75 二、 分離的“圍護(hù)體”77 三、 進(jìn)化的“基礎(chǔ)”80 四、 擴(kuò)展的“設(shè)備”82 五、 建筑的“無名性”85 第三節(jié)建筑的“有機(jī)性”87 一、 “自然”“機(jī)器”還是其他？87 二、 抽象的自然89 三、 精確的機(jī)器92 四、 “塑性”的整體95 第三章建筑構(gòu)件生產(chǎn)模式的演變102 第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化103 一、 標(biāo)準(zhǔn)材料103 二、 標(biāo)準(zhǔn)工藝104 第二節(jié)從手工藝到機(jī)器制造107 一、 手工藝：現(xiàn)場制造107 二、 機(jī)器制造：工廠化生產(chǎn)111 第三節(jié)批量定制113 一、 可變性生產(chǎn)：面向市場的通用機(jī)械114 二、 機(jī)器進(jìn)化：走向全面的信息化控制117 三、 勞動力解放：改變建造者的角色121 第四章建筑構(gòu)造工藝的進(jìn)步124 第一節(jié)單項(xiàng)構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展124 一、 契合構(gòu)造126 二、 固定連接構(gòu)造128 三、 可變連接構(gòu)造130 四、 運(yùn)動構(gòu)造133 五、 折疊構(gòu)造135 六、 彈力構(gòu)造138 第二節(jié)集成構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展138 一、 模塊化：來自汽車制造業(yè)的啟示138 二、 預(yù)制裝配建造的發(fā)展142 三、 建筑模塊化裝配技術(shù)144 第三節(jié)裝配“句法”154 一、 模數(shù)協(xié)調(diào)154 二、 公差控制158 第四節(jié)構(gòu)造技術(shù)創(chuàng)新方法的變革162 一、 材料創(chuàng)新——工藝革新的起點(diǎn)162 二、 物理模型研究——結(jié)構(gòu)找形的基礎(chǔ)167 三、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造——復(fù)雜形體的“智能生成”171 四、 建造實(shí)驗(yàn)——性能提升177 第五章建筑構(gòu)造系統(tǒng)組合方式的演變185 第一節(jié)封閉的傳統(tǒng)系統(tǒng)：區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)與全能的建筑師185 一、 兩種基本建造方式185 二、 限定：區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)186 三、 整合：全能建筑師189 第二節(jié)開放的現(xiàn)代建筑構(gòu)造系統(tǒng)：從“通用產(chǎn)品”到“形式制造”190 一、 “開放”的起點(diǎn)：“多米諾”原型實(shí)驗(yàn)——手工藝與工業(yè)化的結(jié)合190 二、 “開放”的誤區(qū)：“通用標(biāo)準(zhǔn)”的虛構(gòu)與誤解193 三、 “折中”的開放：“表皮定制”與線性的流程194 四、 “開放”的局限：滯后的創(chuàng)新研發(fā)197 第三節(jié)當(dāng)代建筑構(gòu)造系統(tǒng)“開放的閉環(huán)”：“垂直整合”的定制設(shè)計(jì)199 一、 建筑產(chǎn)品流程設(shè)計(jì)的“閉環(huán)”：自我革新的工業(yè)化住宅產(chǎn)業(yè)200 二、 探索制造的本質(zhì)：深度定制202 三、 垂直整合：并行的流程207 四、 流程整合的技術(shù)手段：建筑信息模型214 本章小結(jié)219結(jié)論222 附錄鋁合金可移動建筑產(chǎn)品構(gòu)造系統(tǒng)226 第一節(jié)批量定制的可移動建筑產(chǎn)品的發(fā)展與問題226 一、 可移動建筑產(chǎn)品的市場需求226 二、 可移動建筑的歷史沿革227 三、 可移動鋁合金建筑產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)231 第二節(jié)基于“開放的閉環(huán)”的研發(fā)流程設(shè)計(jì)233 一、 研發(fā)團(tuán)隊(duì)與技術(shù)手段233 二、 模塊化設(shè)計(jì)與裝配技術(shù)235 第三節(jié)基于整體性能設(shè)計(jì)的系列零部件237 一、 主體結(jié)構(gòu)237 二、 圍護(hù)體組件239 三、 基礎(chǔ)241 四、 設(shè)備體與裝修體243 五、 模數(shù)協(xié)調(diào)與公差控制246 第四節(jié)裝配構(gòu)造設(shè)計(jì)248 一、 栓接構(gòu)造248 二、 卡扣連接251 三、 滑動構(gòu)造252 本章小結(jié)258 參考文獻(xiàn)260 |
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