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美国的工业化住宅是在 1930 年起步的,最初作为车房的一个分枝业务而存在,主要是为选择迁移/移动生活方式的人提供一个住所。工业化住宅就是在工厂中将建筑的所有组成部分生产加工好,在施工现场进行装配即可。这样,工业化不仅保证了住宅的各项品质,还避免了现场湿作业施工所产生的安全、能耗与排放、环境等问题。现在美国有两类住宅可作为其高度工业化水平的代表,其一是模块住宅,其二为工厂预制住宅。
模块住宅美国约有 200 家工厂,在厂房内将住宅预制构件组装成标准盒子间,通过水平或垂直方式将多个住宅功能区拼接在一起。这类住宅整体性好,通常为框架结构,住宅 95%的建造工作在出厂时即已完成。住宅一般采用直销方式交给客户,也可采用由地方施工单位或经销商负责的销售方式卖给客户。
工厂预制住宅通常指盒子结构式房屋、大板装配式房屋、活动住房以及主要构件由工厂预制的其他各类住房。特指**在工厂制造,有接通电和上下水的连接装置,可作**性房屋用,通常称为活动住房,但安装后很少有移动的。它是美国最廉价的住房,是名副其实的“低造价”住房,也是美国**按联邦建筑规范所建的住房。1976 年,美国住房与城市发展部颁布了工厂预制住宅施工和安全标准(HUD-Code),使得工厂预制住宅比现场施工住宅的安全性更有保障。预制框架结构住宅与现场施工住宅从此并驾齐驱,成为美国住宅建造的重要手段,并逐渐占据美国住宅市场的主流。
美国发展住宅建筑工业化的道路与其它国家不同。美国物质技术基础较好,商品经济发达,且未出现过欧洲国家在第二次世界大战后曾经遇到的房荒问题,美国的工业化住宅是从房车发展而来的,所以形象一直不太好。其在美国人心中的感觉大多是:低档的、破旧的住宅,其居民大多是贫穷的、老弱的、少数民族或移民。
更糟糕的是,由于社会的偏见(对低收入家庭等),大多数美国的地方政府都对这种住宅群的分布有多种限制,工业化住宅在选取土地时就很难进入“主流社会”的土地使用地域(城市里或市郊较好的位置),这更强化了人们对这种产品的心理定位,其居住者也难以享受到其他住宅居住者一样的权益。
为了摆脱“低等”、“廉价”形象,工业化住宅努力求变。
首先是在质量和美观上下功夫,以使之符合房地产的普通标准。美国工业化住宅已经逐渐摆脱传统的火柴盒式的外观,与普通建设的住宅(site-built)的外观特点已非常相似。
其次是结构和品种调整。工业化住宅中的低端产品——活动房屋从1998 年的**峰——占总开工数的 23%——373,000 套,下降至 2001 年的 10%——185,000 套。而中高端产品——预制化生产住宅的产量则由1990 年早期的 60,000 套增加到 2002 年的 80,000 套,而其占工业化生产的比例也由 1990 年早期的 16%增加为 2002 年的 30%-40%。
第三,努力增加消费者参与和体验。一个例子是组装式住宅的兴起。组装式住宅一般为单层建筑,面积、式样、外观和内部布局各不相同,消费者可以选择已设计定型产品,也可以根据自己的爱好对设计进行修改,对定型设计也可以根据自己的意愿增加或减少项目,体现出了以消费者为中心的住宅消费理念。
经过不断的努力,目前,工厂化生产的住宅用户对住宅的满意程度开始接近普通建设的住宅(site-built)用户,2001 年满意度超过了65%。
美国的住宅建设是以极其发达的工业化水平为背景的,美国制造业长期位居世界**,具有各产业协调发展、劳动生产率高、产业聚集、要素市场发达、**市场大等特点,这直接影响了住宅建设的方式和水平。美国的住宅用构件和部品的标准化、系列化、专业化、商品化、社会化程度很高,几乎达到100%。这不仅反映在主体结构构件的通用化上,而且特别反映在各类制品和设备的社会化生产和商品化供应上。除工厂生产的活动房屋和成套供应的木框架结构的预制构配件外,其它混凝土构件和制品、轻质板材、室内外装修,以及设备等产品**丰富,品种达几万种,用户可以通过产品目录,从市场上自由买到所需的产品。这些构件的特点是结构性能好,用途多,有很大通用性,也易于机械化生产。美国发展装饰装修材料的特点是基本上消除了现场湿作业,同时具有较为配套的施工机具。
美国的住宅形式有 4 种:一是独门独户式为主体,约占半数以上,多为 1~2 层,室外有草坪花卉和游泳池。多为中等生活水平的自由住宅;二是小型公寓式,所占比例较大,占 3 0%~4 0%,多为三层建筑,每栋住两户或 4 户,最多 20 户左右,多为出租住宅;三是大型公寓式,所占比例很小,多为 5~6 层建筑,供出租用;四是豪宅,占地大,建筑面积大,为 1~2 层建筑,周边有树丛和草坪。
美国的住房主要结构有三种:
木结构:美国西部地区的房子以木结构为主,以冷杉木为龙骨架,墙体配纸面石膏隔音板。
混合结构:墙体多用混凝土砌块承重,屋顶、楼板采用轻型结构。
轻钢结构:是以部分型钢和镀锌轻钢作为房屋的支承和围护,是在木结构的基础上的新发展,具有极强的坚实、防腐、抗震性以及更好的抗风、防火性。目前在美国民居建筑中所占的比重愈来愈大。美国建房所用的主体材料早已突破了土木结构及“秦砖汉瓦”的格局。他们以钢材为屋架,以木材或复合材料等轻型平板作墙板。先将钢梁安装焊接好,再把木板或复合板裁成**的规格,再拼装起来。这种房屋不仅美观、重量轻,而且施工方便、省时、省工、经济。
美国的住宅生产主要由5类企业完成:
大板住宅生产商:用工厂生产的预制构配件,包括墙板、屋架和楼板体系等建造的房屋,为大板住宅,分通用和专用墙板体系两种。建房者可购买整套预制构配件,并按当地建筑法规建造安装。大板住宅制造商占美国住房生产商**的份额并且具有相当典型性。其中包括以下 3 种不同的类型:
1) 传统大板住宅生产商,其通常通过建筑经销商来销售他们的产品
2) 木结构住宅建造商,他们直接将产品出售给住户或者通过经销商来出售产品
3) 其他结构体系住宅生产商,他们生产轻钢、轻混凝土、加气板材等产品。2001 年,3500 家大板住宅制造商建造了近 877000 套住宅。
住宅组装营造商:这些公司通常在大都市中心的郊区建造独户住宅和公寓式住宅楼。美国 7000 个大的建筑生产商中 95%以上优先采用屋顶预制构架,同时使用其他工厂制造的零部件,例如预制地板构架和墙板等。美国住宅预制构件的迅速增长,一是因为劳动力成本高和现场建设花费大,二是因为一些较大的建筑生产商通常有自己的部件生产工厂。住宅组装营造商直接将他们的房屋出售给住户,不通过经销商等中间环节。2001 年,住宅组装营造商出售了大约 984000 套房屋。
住宅部件生产商:即独立生产住宅构件、住宅配件的工厂,美国约有 2200个住宅部件生产商。他们将住宅部件、配件出售给住宅组装营造商。住宅部件生产商通常按照**的流水线来生产屋顶构架、地板构架、墙板或者门窗等构配件,同时也生产楼梯、汽车库等其他住宅组成部分。
特殊单元生产商:即生产安装住宅中各种类型特殊功能单元的生产商。美国约有 170 家特殊单元生产商,每年平均建造 1400 个特殊单元,他们既可通过经销商也可采用直销的方式来销售产品。特殊单元不仅用于住宅,还可用于技术要求更高的公共建筑,如学校、办公、银行、医院等。
活动住宅/模块住宅/大板住宅分销商:这类分销商与多个生产商交易,承揽:基地准备、基础设施配套、监理住宅施工。
以上各类型的企业的独立运营或相互配合,具有一套完善的住宅生产流程,其流程包括以下阶段:
1)合同洽谈及工程设计;
2)工厂生产及加工装配;
3)基础设施及避雷处理;
4)结构施工及屋面安装;
5)内外装饰及设备安装;
6)完工交接。
整个建设周期在产业化程度方面**成熟,不仅缩短了住宅生产周期,也使得住宅性能得以保证。
模块化技术是美国工业化住宅建设的关键技术,在美国住宅建筑工业化过程中,模块化技术针对用户的不同要求,只需在结构上更换工业化产品中一个或几个模块,就可以组成不同的工业化住宅。因此,模块化产品具有很大的通用性。模块化技术是工业化住宅设计的一个关键技术保障。
模块化技术是实现标准化与多样化的有机结合和多品种、小批量与高效率的有效统一的一种最有生命力的标准化方法,模块化的侧重点是在部件级的标准化,由此达到产品的多样化。模块化技术的实质就是运用标准化原理和科学方法,通过对某一类产品或系统的分析研究,把其中含有相同或相似的单元分离出来,进行统一、归并、简化,以通用单元的形式独立存在,这就是由分解得到的模块。各模块具有相对独立的完整功能,可按专业分工单独预制、调试、储备、运输。
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