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科技能否让住宅建筑跟上城市化的速度?

尽管新装置和新技术将带来改变,未来城市住宅不会与我们现在住的有天壤之别。(还是一样没有专机机场和悬浮滑板!)

随着城市不断发展、指数级扩张,人们对生活、工作、休闲空间的需求也在增长。然而,建筑、工程和施工行业组织、安排、设计、建造这些空间的方式将被彻底改变。

全世界的城市都将迎来有史以来最大的建筑热潮,建筑师、工程师和建筑工人都要为巨变做好准备。根据联合国的信息,到 2030年,全世界预计将有41个特大城市,每座有1000万以上居民。在印度、中国,随着农村人口迁往城市,一个个全新的城市正在形成。到 2050年,城市中将新增25亿居民。

这一波新增城市人口的数量几乎是目前中国人口的两倍,要为这么多城市居民建造智能、可持续的坚固住宅,使用现有普通技术以及繁琐的施工惯例是难以实现的。城市人口会更加密集,过去的生活方式将导致住房质量差、价格高,终将难以为继。建筑行业应打造适应未来的住宅,由此获得更高的利润和更好的效果。住宅建造需要新思路。

这就需要更快的应用更多新技术。 2016年麦肯锡咨询公司的一份报告称,建筑行业是数字化速度最慢的行业之一。但是,随着多种新科技的综合运用——例如衍生式设计、物联网、预加工、模块化搭建等,住宅建筑即将走向高科技发展之路。

预制国家

设想一下,如果未来10年内需要造出1亿新住房,那么唯一可行的方法就是用预制方式来进行批量建造。预加工和模块化建造可以用于住宅、酒店、公寓、宿舍乃至摩天大楼的建造。首先,在集中化工厂预先装配部件(甚至是整个房间),然后运到工地。这就好象搭建真实建筑尺寸的乐高积木一样。标准化的建造过程降低了成本,也加快了建设速度。

随着这些新技术的起飞,预制装配建筑纷纷面世。去年秋季,一栋由SHoP Architects建筑所设计的32层模块化高层建筑在纽约布鲁克林区461 Dean Street落成,展示了预制建造的发展潜力。伦敦温布利体育场附近,一栋用模块化单元建造的25层的学生宿舍楼Apex House刚刚建成。整个房间,包括床、台灯、办公桌,都是先在工厂制造,然后用卡车运到工地的。

虽然这种流水作业式建造有助于满足不断增长的需求,但要解决未来的住房短缺问题,仅靠速度和规模还不够。西方国家战后出现的住房需求浪潮曾迅速导致了一波混凝土高楼和公共住房的崛起。如果要以现在的新型建造方式为未来的城市发展奠定基础,节奏与规划需要兼顾。

挑战在于既住宅密度增加的同时,使城市更宜居、更有社会包容性、更可持续发展。

我们不仅需要更好地利用空间,还需要能够支持城市发展、增强城市优势的建造方式。人类是社会性的动物,更喜欢一起工作、一起休闲娱乐。2011年麦肯锡的一项报告称,600 个城市产出了G占世界60%的GDP,但其居住人口仅占世界人口的22%。随着进入城市的人越来越多,城市建设面临的挑战在于增加住宅密度的同时,使城市更宜居、更有社会包容性、更可持续发展。

这意味着使用智能传感器和分析为提供更为及时的城市规划信息,促进解决交通问题、社会基础设施问题。例如,新建一个火车站对邻近居民区有何影响,当地零售业是否会产生连锁反应?

“系统的系统”设计

过去,建筑业关注的重点是单个资产、与这些资产相关的成本及各自运行方式。但现在设计师、工程师、建筑商不能再沿袭这样的思路了。未来需要一种“系统的系统”思维方式。建设者和规划者需寻求一系列而不是单一建筑资产系统带来的最佳结果。

城市规划者需要收集数据并据此采取行动: 人们在城市中如何移动?居住模式如何?这类信息可以帮助规划者了解情况,例如如果知道了某个城市的住房使用率,可以避免城市建设过度或不足。

城市已经将物联网、云计算技术应用于建筑环境规划,并且减少了浪费,改善了环境,更好的满足人们的需求。

采用数据还有助于更好地为此类大规模建设进行融资,并展示新建设项目的经济可行性。全球范围内,基础设施建设的融资缺口达到万亿美元。这意味着需要从私营部门获得更多资金,而吸引潜在投资者参与这些项目变得越来越重要。

我们来看一个公私合作的例子:政府想建一条新道路,由于缺乏资金,所以通过特许经营权的方式,授权私营部门0修建、管理道路。但是,这条路将来的车流量有多少?有什么风险?这条路的价值将以多快的速度下降?这些未知因素,特别是那些可能危及投资回报的因素,都会使投资者警惕,从而增加融资成本。如果能向投资者展示更多、更好、更真实的数据,让他们深入了解各方面情况,如生命周期成本、资产的使用模式等等,投资者将对项目更有信心。

这样的数据也可用于改善未来建筑和基础设施资产的设计。位于洛杉矶的预制房屋公司Cover在设计过程中采用算法,根据未来业主的需求和生活方式定制建筑单元和平面图,优化窗户布局、交叉通风以及自然采光。与BIM技术和虚拟现实技术相结合,有助于创造和展示能够更好的响应用户需求的新一代住宅方案。

可以被测量就意味着可以被优化。随着数据技术、建筑技术的不断进步,住宅、建筑物和基础设施不再仅仅依靠分析和理论,而是基于真实的人类行为和需求自然而然的演变。城市将能提供更高的生活质量,更繁荣的经济,更具包容性的社会氛围,以及更好的自然环境——这才是真正属于二十一世纪与未来的城市。

关于作者

Dominic Thasarathar 在国际建筑行业工作了 20 多年,参与过石油和天然气行业、采矿和金属行业、能源行业、民用基础设施和建筑行业的大型项目。

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