【摘 要】新芽系統(tǒng)作為災(zāi)后重建中出現(xiàn)的新型輕鋼體系，在廣大農(nóng)村災(zāi)區(qū)發(fā)揮了極大作用。本文通過(guò)對(duì)新芽輕鋼系統(tǒng)的緣起，建造速度，結(jié)構(gòu)原則，模數(shù)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)構(gòu)件，建造過(guò)程等描述，探討其對(duì)于災(zāi)后重建以及整個(gè)建筑工業(yè)化帶來(lái)的影響。

【關(guān)鍵詞】新芽系統(tǒng)；朱競(jìng)翔；活動(dòng)板房；輕鋼體系

1 新芽系統(tǒng)的概念

新芽輕鋼系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)新芽系統(tǒng)）是香港中文大學(xué)以朱競(jìng)翔教授為首的團(tuán)隊(duì)構(gòu)想的一種全新的房屋系統(tǒng)。系統(tǒng)以常見(jiàn)的建筑材料，以及循環(huán)廢料的共同使用以達(dá)到高性能。系統(tǒng)采用了精確的平面模數(shù)結(jié)構(gòu)，其復(fù)合結(jié)構(gòu)由C型鋼框架和維護(hù)板材共同構(gòu)造。C型鋼框架主要用于抵抗重力以及便于施工，而維護(hù)板材提供了很大的側(cè)向抵抗力，并且覆蓋所有的鋼構(gòu)建，杜絕冷橋。

這個(gè)改良過(guò)的輕鋼維護(hù)結(jié)構(gòu)及維護(hù)體系，一方面可以同普通鋼結(jié)構(gòu)一樣工廠預(yù)制與快速安裝。另外，它還具有運(yùn)輸量小，方便建造，建成的建筑室內(nèi)通風(fēng)，保溫，隔熱等方面的舒適型也更能滿(mǎn)足現(xiàn)代生活需求。

該系統(tǒng)在災(zāi)后重建鄉(xiāng)村地區(qū)中發(fā)揮了重要作用。目前該系統(tǒng)已經(jīng)完成了四川廣元下寺新芽小學(xué)(NBS1)，四川瀘沽湖新芽學(xué)堂(NBS2)，云南美水小學(xué)(NBS3)，四川崇州鞍子河保護(hù)區(qū)宣教中心(NBS4)，另外還有3所校舍也將于2012年完成投入使用。

2 新芽系統(tǒng)的緣起

新芽輕鋼系統(tǒng)的產(chǎn)生具有很多主觀及客觀的因素。在理論方面，其構(gòu)想受到了20世紀(jì)現(xiàn)代主義設(shè)計(jì)先驅(qū)的啟迪。他們包括查爾斯.埃文斯，富勒，讓.普魯威等。這三位設(shè)計(jì)先驅(qū)設(shè)計(jì)領(lǐng)域不同，研究路徑，試驗(yàn)方法以及設(shè)計(jì)策略更是差異巨大，但都關(guān)注承重結(jié)構(gòu)，維護(hù)系統(tǒng)，空間效率等建筑本質(zhì)問(wèn)題；他們亦不斷尋求用輕鋼體系與工業(yè)化，現(xiàn)代化的結(jié)合，以幫助解決社會(huì)上出現(xiàn)的難題。另外，汶川地震農(nóng)村地區(qū)的慘痛教訓(xùn)以及臺(tái)灣建筑師謝英俊團(tuán)隊(duì)為災(zāi)后重建所做的努力，讓新芽團(tuán)隊(duì)不斷思考如何用一種新的建造系統(tǒng)滿(mǎn)足盡量便宜的造價(jià)下，盡量快速的施工周期，使農(nóng)村地區(qū)的建筑即舒適安全，也最大限度的減小對(duì)環(huán)境的破壞。他們發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)板房體系本身具有快速方便，經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，在災(zāi)后重建中發(fā)揮了重要作用；但是，另一反面，救災(zāi)后板房回收困難和泡沫造成的污染卻對(duì)生態(tài)造成了附加的破壞，2009年8月，大陸援助臺(tái)灣風(fēng)災(zāi)地區(qū)的活動(dòng)板房因?yàn)槟z結(jié)劑的揮發(fā)問(wèn)題引發(fā)了兩岸政治問(wèn)題。正是在這些復(fù)雜社會(huì)問(wèn)題的影響下，新芽系統(tǒng)深入思考中國(guó)農(nóng)村城市之間的社會(huì)矛盾以及建筑工業(yè)化后，在活動(dòng)板房基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展，研發(fā)了一種新的輕鋼建造系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)當(dāng)代社會(huì)的能源危機(jī)，信息技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)全球化等挑戰(zhàn)。

3 新芽系統(tǒng)建造研究

3.1 建造速度

建造速度是新芽系統(tǒng)發(fā)展中一直關(guān)注的重點(diǎn)，速度反映的是裝配的效率，更是經(jīng)濟(jì)效益的直接體現(xiàn)。該系統(tǒng)采用工業(yè)化現(xiàn)場(chǎng)裝配方式，無(wú)需進(jìn)行濕作業(yè)。整個(gè)周期均控制在2個(gè)月之內(nèi)，建筑主體只需要6—7個(gè)工人和20個(gè)學(xué)生志愿者即能在2個(gè)星期內(nèi)完工，最大限度的節(jié)約了人力資本。

3.2 結(jié)構(gòu)原則

從受力系統(tǒng)看，新芽系統(tǒng)是一種復(fù)合受力體系，支撐結(jié)構(gòu)由輕鋼框架和夾芯鋼板共同擔(dān)當(dāng)，輕鋼框架相當(dāng)于建筑的骨骼，板材相當(dāng)于皮膚。

3.3 模數(shù)

新芽系統(tǒng)由一整套完整的模數(shù)和比例控制，該模數(shù)與活動(dòng)板房的模數(shù)一致。之所以采用與活動(dòng)板房一致的模數(shù)比例，主要是考慮到了裝配建筑的生產(chǎn)層面。該系統(tǒng)主要以板的尺寸作為建筑的基本模數(shù)。柱與 柱之間的進(jìn)深以1820mm為基本模數(shù)，而墻面板材的寬度與高度均以300mm為基本模數(shù)，考慮到窗戶(hù)的影響，板材寬度有300mm，450mm，600mm，1800mm四種尺寸，高度則是采用600mm，1200m兩種尺寸。在采用這種模數(shù)的情況下，窗洞，門(mén)洞的位置可以與板材任意調(diào)換，最大限度的減少了板材的尺寸模數(shù)，增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性。

3.4 基本構(gòu)件

3.4.1 基礎(chǔ)

基礎(chǔ)作為建筑中重要部分，對(duì)整個(gè)建筑的安全具有重要影響。另外，基礎(chǔ)類(lèi)型與建造方式也決定了這個(gè)建筑建造的流程，針對(duì)不同的場(chǎng)地類(lèi)型，基礎(chǔ)具有不同的適應(yīng)方式。從建筑與場(chǎng)地的連接方式將其分為連接，懸挑與架空三種形式。新芽系統(tǒng)在不同場(chǎng)地中采用不同基礎(chǔ)形式，以滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)于場(chǎng)地的適應(yīng)性。

3.4.2 輕鋼骨架

新芽系統(tǒng)輕鋼骨架系統(tǒng)在幾何形態(tài)上是一種豎向優(yōu)先形式的氣球系統(tǒng)（balloon system），也被稱(chēng)為“芝加哥建筑”。這種形式指的是輕鋼骨架的柱直接從底端到達(dá)頂端而不被梁所打斷。其結(jié)構(gòu)受力上提供了一種更為合理的受力途徑。其空間關(guān)系是一種殼體形式。（圖1）。

圖 1 氣球系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

圖片來(lái)源：作者自繪

3.4.3 墻板系統(tǒng)

墻板體系作為新芽系統(tǒng)的主要組成部分，一方面承擔(dān)者結(jié)構(gòu)受力的作用，另外也要解決建筑物理性能，特別是杜絕活動(dòng)板房中無(wú)法解決的輕鋼冷橋問(wèn)題。因此其墻板共由結(jié)構(gòu)板，維護(hù)板，外表皮板三層組成。他們共同構(gòu)成了新芽系統(tǒng)的墻板體系(圖2)。

圖2 結(jié)構(gòu)墻板分解圖

圖片來(lái)源：作者自繪

3.4.4 窗戶(hù)

窗戶(hù)在建筑中所體現(xiàn)的功能就像人的眼睛與鼻子一樣，一方面通過(guò)窗戶(hù)讓建筑內(nèi)部與外部形成景觀交流，滿(mǎn)足室內(nèi)的采光需求。另一方面則又起著室內(nèi)外空氣流通的作用。而在物理性能方面，窗戶(hù)卻又是建筑的薄弱環(huán)節(jié)，夏天它需要形成空氣對(duì)流，降低室內(nèi)溫度，冬天又要阻止熱量從室內(nèi)向外傳遞。新芽系統(tǒng)在實(shí)踐中對(duì)窗戶(hù)的處理雖然各不相同，總體趨勢(shì)卻是逐漸將窗戶(hù)的采光和通風(fēng)兩個(gè)功能分開(kāi)，這樣不僅構(gòu)造簡(jiǎn)單，從室內(nèi)來(lái)看，窗戶(hù)也更加通透。室內(nèi)的通風(fēng)則由窗戶(hù)上下的孔洞與屋頂天窗解決。在瀘沽湖新芽學(xué)堂中，窗戶(hù)則開(kāi)創(chuàng)性的將功能拓展到室內(nèi)家具功能，這座建筑窗戶(hù)厚度達(dá)到420mm，多出來(lái)的寬度伸進(jìn)建筑內(nèi)部，在窗戶(hù)豎板間設(shè)置四塊橫板連接，形成了教室中窗戶(hù)與窗戶(hù)之間的書(shū)架，窗洞板是建筑上構(gòu)件，是屬于建筑的尺度，書(shū)架屬于人體尺度的范疇，在這里兩種不同層級(jí)的尺度達(dá)到了有機(jī)的組合。

3.5 建造流程

新芽系統(tǒng)作為工業(yè)全裝配化的系統(tǒng)，整個(gè)建造過(guò)程中始終大部分預(yù)制裝配的方式。從輕鋼骨架——板材——門(mén)窗均為干作業(yè)方式，只需將構(gòu)建運(yùn)送往工地進(jìn)行統(tǒng)一裝配即可（圖3）。

圖3 新芽系統(tǒng)建造流程圖

圖片來(lái)源：作者自繪

4 新芽系統(tǒng)帶來(lái)的思考

“新芽”的名字來(lái)自第一座小學(xué)，它代表了一種“新的可能”，也恰巧取了捐資方“新亞”基金的諧音。新芽系統(tǒng)發(fā)展至今，包括學(xué)生，學(xué)者，建筑師，廠家等在內(nèi)的多方人員的關(guān)注，也有更多的人投入到鄉(xiāng)村建設(shè)上。事實(shí)上，現(xiàn)在已經(jīng)不斷有獨(dú)立的建筑師做出令人驚嘆的鄉(xiāng)土重建項(xiàng)目。但是與社會(huì)需求相比，這樣的活動(dòng)仍不太夠。還有很多具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的建筑師、研究者和學(xué)生，因?yàn)槿狈M(jìn)入系統(tǒng)的管道而錯(cuò)失參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)。他們具有相關(guān)的技術(shù)和足夠的能力，的確需要更多的機(jī)會(huì)把自己的想法實(shí)踐出來(lái)?，F(xiàn)在缺乏的是一個(gè)更合理的系統(tǒng)，將正確的知識(shí)和技術(shù)運(yùn)用在合適的地方，如果這個(gè)體系能夠建立起來(lái)，建筑師也許能在重建中發(fā)揮更大的力量。

在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，新芽系統(tǒng)作為建筑設(shè)計(jì)中新的嘗試，建筑師在其工作鏈條中扮演的角色已不再簡(jiǎn)單的是僅僅建筑空間，功能，造型等方面，而是從系統(tǒng)級(jí)的思考：概念——物流——生產(chǎn)——施工。做一個(gè)簡(jiǎn)單比喻，假如要做一件家具，我們可以去加工榫卯，將構(gòu)件組裝起來(lái)，把它擺放得很漂亮，跟其他家具、裝飾尋找優(yōu)雅的關(guān)系。我們也可以從砍伐樹(shù)木、選擇材料著手，甚至從育苗、種樹(shù)開(kāi)始。我們也可以著眼后半程，去考慮如何修繕、循環(huán)再用。還可以去訓(xùn)練學(xué)徒、傳播知識(shí)。這一系列步驟，不僅僅是產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，也是人類(lèi)能繼續(xù)發(fā)展、積累與傳承的必要方面。新芽系統(tǒng)中建筑師的工作不像大多數(shù)設(shè)計(jì)師僅僅在擺放、搭配上下些功夫，而是去挑戰(zhàn)上述的諸多環(huán)節(jié)。從工業(yè)化角度去思考了更多的關(guān)于現(xiàn)在社會(huì)的問(wèn)題。

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