3D模块化住宅（共5篇）
3D模块化住宅 篇1
摘要：本文介绍的模块化3D建筑技术体系是当前世界上最先进的工业化住宅建造体系之一。3D模块建筑体系将住宅分成若干个空间,以建筑模块的形式在工厂生产线上像组装汽车一样组装建筑模块,精装修甚至清洁工作都可以在工厂内完成,在建筑工地像搭积木一样搭建模块即可完成住宅建造。
关键词：威信3D模块,科技智能住宅,整体解决方案
我国于1992年正式提出住宅产业化概念,在1994年国家“九五”科技计划“国家2000年城乡小康型住宅科技产业示范工程”中系统化地制定了中国住宅产业化科技工作的框架,从而使住宅产业化在科技和示范工程的层面上得以确定和实施,标志着住房产业化的进程步入一个新的发展阶段。
1999年国务院颁发了《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》的通知(72号文),明确了推进住宅产业现代化的指导思想、主要目标、工作重点和实施要求。72号文成为推进住宅产业现代化的纲领,文中强调了“推进住宅产业现代化,实现住宅建设从粗放型向集约型的转变,有效地提高住宅性能和行业综合效益,满足人民不断改善居住质量的需求”,是当前和今后相当长时期内住宅建设领域的使命。72号文中要求加强基础技术和关键技术研究,建立住宅技术保障体系,开发和推广新材料、新技术,完善住宅建筑和部品体系。
国家高度重视住宅产业化工作,并陆续出台了一系列重要政策和措施。为了提高住宅性能,促进住宅产业现代化,保障消费者的权益,1999年建设部颁发了《商品住宅性能认定管理办法》,在全国试行住宅性能认定制度。2005年发布国标《住宅性能评定技术标准》,把住宅性能分为适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能五个方面,在全国范围对住宅项目开展了住宅性能综合评定工作。近几年,北京、上海相继推出3%新增建筑面积的针对工业化住宅运用的奖励政策,深圳等其它一线城市也都出台了相关奖励和补贴政策。
2012年在3月26日住建部领导在深圳召开的国家住宅产业化技术创新联盟联席会上表示,自住建部2006年正式下发《国家住宅产业化基地试行办法》开始,住宅产业整体技术水平得到提升,框架基本形成,但问题和不足仍然显现。坚持住宅产业化将是中国住宅发展的一个方向,“它符合科学发展、符合经济结构调整方向。”住宅产业化,是指住宅建筑标准化、工业化及住宅生产经营一体化。
2013年1月1日 , 国务院办公厅发出《关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》,可以说正式拉开了住宅工业化时代的大幕。“行动方案”明确要求全国建筑业要推动建筑工业化,责成住房城乡建设等部门加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系,推动结构件、部品、部件的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系,加快发展建设工程的预制和装配技术,提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设,开展工业化建筑示范试点。积极推行住宅全装修,鼓励新建住宅一次装修到位或菜单式装修,促进个性化装修和产业化装修相统一。该通知要求:强化目标责任、加大政策激励、完善标准体系、深化城镇体制改革、严格建设全过程监督管理、强化能力建设等,提倡广泛开展国际交流与合作,借鉴国际先进经验。
一、全国首个 3D 模块建筑技术应用示范项目——镇江港南路保障房项目
建筑名称:镇江新区港南路公租房小区;建设单位:镇江新区保障住房建设发展有限公司;设计单位:中国建筑设计研究院;监理单位:镇江市新华工程建设监理有限责任公司;施工单位:镇江威信模块建筑有限公司;工程竣工和运营时间:工程自2014年2月开始建设,预计2015年上半年竣工,交付使用;建设地点:本工程位于镇江市东部新区,地块南临港南路,东侧为规划凤栖路,西侧为烟墩山路;工程特点:本工程地上十八层,地下二层。建筑高度:56.50m。总建筑面积:134500m2, 其中地下 建筑面积38500m2,地上建筑面积96000m2。
该工程采用模块核心筒体系进行建造,建筑施工分别在现场与工厂同时进行。在现场完成地下车库、主体地下二层、地下一层以及主体地上核心筒部分的施工。除以上部分,主体地上建筑均为工厂建造的模块,建造后到现场围绕核心筒进行搭建,并完成整个建筑物的保温及外装饰面层的施工。模块在横向和竖向都相互固定,并横向连接在核心筒上,承重墙上下对齐。每个住宅套型由2-3个模块构成,每个模块由混凝土楼板、钢密柱墙体、及天花桁架组成,模块内由非承重墙分隔成不同的房间。本工程抗震设防烈度为7.5度,设计使用年限为50年。建筑工程耐火等级为二级。
建筑层数:地下 2 层,地上 18 层 ; 建筑面积:13 万平米,10 栋 18 层共 1440 套公租房。
截止到2014年10月15日,施工现场4号楼已搭建完成,5号楼已搭建到7层,8号楼已搭建到10层。我们用无可争辩的事实证明了:不到1个小时,在工程师的指导下5个工人技师即可完成一个模块的吊装,一层楼18个模块1.5个工作日即可完成,且内部精装修均已完成。在施工现场整洁干净,无噪音,脚手架都不需要,作业面很小,作业环境干净、简单、安全、环保,人海战术不再出现。劳动强度低,机械化作率很高。
二、工业化应用情况
具体措施:应用威信3D模块建筑技术体系,在工厂建造3D建筑模块,精装修、软装甚至连清洁工作均在工厂,在施工现场只需完成基础、核心筒、建筑模块的吊装及外立面和市政绿化工作。
威信公司拥有的模块3D建筑技术体系是当前世界上最先进的工业化住宅建造体系之一。3D模块建筑体系将住宅分成若干个空间,以建筑模块的形式在工厂生产线上像组装汽车一样组装建筑模块,精装修甚至清洁工作都可以在工厂内完成,在建筑工地像搭积木一样搭建模块即可完成住宅建造。
威信3D模块建筑体系专有技术拥有包括发明专利在内的多项专利,应用钢结构框架体系为设计依据,是集设计、制造、搭建、验收为一体的先进建筑体系,以建造高达100米以下的精装修住宅为主要目标市场, 建筑模块可以设计和加工成异形,所以,建筑的户型布局和外立面设计几乎不受局限。
该建筑体系在欧洲属于成熟技术,并在英国和爱尔兰等国完成和积累了包括一般房地产开发、政府福利保障房、酒店、学生公寓等大量建设实例 , 其中包括位于英国Wolverhampton的模块建筑世界最高楼(25层楼)和位于英国伦敦的将于2012年伦敦奥运会启用的“伦敦奥林匹克大道5号”等具有行业里程碑意义的建筑。
在欧洲, 威信模块 技术体系及其相关的技术标准已通过爱尔兰的IAB认证, 英国BRE认证,英国新的BBA认证,迪拜的JAFZA认证,阿联酋的ABUDHABI市政认证;在中国,2012年8月威信模块建筑体系通过了专家论证,专家组一致认为该项目符合国家产业发展政策,技术先进,工业化程度高,技术措施合理,能够满足建筑功能和安全要求,在中国将具有广泛代表意义。
2013年威信模块建筑1:4和1:8振动台模型在中国建筑科学研究院抗震试验室圆满结束。按照7.5度抗震设防的建筑模型,历经8度、9度地震仍屹立不倒,试验效果良好,超过预期目标。在国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心所做的几十项耐火试验,全部通过检验。耐火承载能力,耐火完整性和耐火隔热性能全部达到国家标准,已获得检验报告。2013年通过了消防审核。
2014年由公司主编起草的模块建筑产品标准和施工现场验收标准通过专家认证,已成为公司的企业标准,并通过地方审查备案,作为产品和施工现场的主要验收依据。
三、工业化率
应用威信3D模块建筑技术体系,除地基、核心筒和外立面外,其他工作均在工厂流水生产线上,用工业化的手段完成,包括但不限于:外墙、内墙、楼板、阳台、女儿墙、精装修、卫浴等工作,连软装、窗帘、壁画、清洁等工作均在工厂完成,施工现场脚手架都不需要。在镇江新区港南路公租房小区示范项目中,用工业化手段实现的总体面积达92950平方米,占总建筑总面积71.5%;工业化产值3903900元,工业化产值率达71.5%。
四、技术特点和优势
主要特点:
(1)实行设计的标准化
威信(Vision)模块建筑体系是将建筑的功能空间,设计划分成若干个尺寸适宜运输的标准化“六面体空间模块”,设计流程标准化,但户型结构灵活多样,不受外立面形状限制。
(2)实现建筑部品部件生产的工厂化
威信(Vision)空间模块都是由一系列的二维平面构件构成,通过模块组装制造工厂的先进生产装配线以及严格的生产和质量监控系统,把所有二维构件组装成一个个空间模块。
(3)实现现场施工的装配化
威信(Vision)模块建筑体系是在工厂化生产的基础上,将建筑模块运至工地现场拼装。
(4)实现土建装修的一体化
威信(Vision)空间模块在工厂制造的过程中,同时完成了室内精装修,水电管线、设备设施、卫生器具以及家具等安装。
主要优势:
(1)工业化程度彻底:主体部分85% 以上的建筑体包括精装修都在工厂完成。
(2)可以建高层建筑:可以建造楼层较高的建筑,性价比最高的市场为100米以下精装修住宅, 适用于主流的住宅市场。
(3)钢混结构:可以灵活地与传统的混凝土现浇的建造方式相结合使用,解决大跨度空间的建造需要;广泛适用于住宅、办公楼、酒店等,保障性住房和精装修住宅市场更是主打市场。
(4)异型模块:可以利用异形模块的方式解决户型和外立面个性化设计的需要。
(5)建筑质量高:环保、节能、隔音等指标达到欧洲A级(世界顶级)标准,安全、环保、节能,功能齐全;抗震、抗灾难性能强。建筑质量高, 建筑设计寿命70年。
(6)环保节能:与钢筋混凝土结构相比,节约混凝土80%以上;现场施工节电70%,节水70%,钢材节约15% 以上;现场建筑物垃圾减少85%,95% 的建筑废物料回收利用。
(7)性价比高:建造价格有竞争优势。模块式住宅建筑的综合造价较传统建造方式有较强的竞争力;精装修程度越高,模块建造技术越能体现性价比方面的优越性。
(8)专利技术成熟:公司有包括国际发明专利在内的多项专利,专有技术包括从设计到制造、搭建、验收的系统环节,企业管理和持续研发国际接轨;从设计、制造、搭建、验收的完整的建造体系,占领行业制高点。
(9)建造速度快:施工周期减少约50%,仅用传统建筑方式的一半工期;多、快、好、省。为一般建造方式无法比拟。
(10)实践经验丰富:在工地像搭积木一样搭建住房;拥有钢混模块结构世界1、2、3高楼和英国伦敦奥林匹克大道5号等行业里程碑地位的建筑;在爱尔兰和英国,除了一般商品房、酒店、学生公寓外,有大量政府福利房开发的业绩,国际成熟技术。
五、模块建筑体系建造流程
(1)模块工程设计;
(2)模块原材料采购;
(3)模块建筑体系的基础及核心筒浇筑施工;
(4)模块加工制造;
(5)模块运输;
(6)模块现场组装;
(7)模块建筑的竣工验收。
六、新技术的重大意义
(1)建筑产业是最大的产业之一,加之配套的建材业和服务业、模块城市综合体概念,该项目的辐射性非常强,哪怕只占有百分之几的市场就是论千亿、万亿的产值。
(2)聚集效应:配套建材、物流、产业工人培训、金融配套服务等建筑产业链研发聚集效应。
(3)市场需求量数据:以英国为例,工业化住宅占建筑的市场占有率达20% 左右,每年正以70% 以上的速度迅速发展。这个比例在中国还不到1%, 但是正在以远远超出国际平均水平发展速度迅猛发展。
(4)国内首创:该技术体系在工业化住宅领域工业化率最高。
(5)技术领先:该技术在世界上具有行业制高点地位。
(6)开创一个产业:在新技术体系下的商业模式适合完全可以按照模块新城的概念来设计与规划,带动上下游产业链条整体发展。
(7)业务发展辐射性和增长型强:建筑市场空间巨大,配套建材、物流、产业工人培训、金融配套服务等多种产业的同步凝聚,其成功运作将迅速带动成千亿、万亿的工业化住宅产业的发展。
(8)涉及国标:是从设计到制造、搭建、验收的完整的建造体系,完全可以替代传统的建筑模式。将成为中国钢结构组装式住宅国家标准的重要体系依据。
(9)项目起点高:该项目在国家住建部和江苏省住建厅相关部门的直接参与指导、重点孵化下实施。合作单位包括中国建筑设计研究院、国家住宅与居住环境工程技术研究中心、中国建筑科学研究院、清华大学等中国一流的专业机构直接参与。
(10)核心竞争力:在住宅产业化和城镇化的进程中,遇到的瓶颈是没有结构体系的支撑,都是在传统的工艺上附加新材料和技术。公司目前拥有的技术体系具有突破性的创新特点,占领行业制高点,具有强大的核心竞争力。
七、发展形势
李克强总理指出:中国未来最大的发展潜力在城镇化。城镇进程的加快,正处于现代化建设的关键时期,但是作为城镇化建设重要载体的建筑业,发展模式仍然较为粗放,各级政府正在纷纷寻找出路:梳理技术、抓示范、创模式、摸索管理思路和办法。
中国政府2013年一号文件,提出了《绿色行动方案》要求:对新建建筑提出了“十二五”期间,城镇新建建筑严格落实强制性节能标准,新建绿色建筑10亿平方米,2015年城镇新建建筑中绿色建筑的比例达到20%。政府投资建筑等自2014年起要全面执行绿色建筑标准,并将研究建立绿色建材认证制度,鼓励新建住宅一次装修到位或菜单式装修。紧紧抓住城镇化和新农村建设的重要战略机遇期,树立全寿命期理念,从政策法规、体制机制、规划设计、标准规范、技术推广、建设运营和产业支撑等方面,全面推进绿色建筑行动,加快推进建设资源节约型和环境友好型社会。
在资源日益稀缺、处处倡导环保节能的当今世界,模块建筑是建筑产业发展的必然趋势,也是政府政策大力鼓励和扶持的方向。
八、绿建产业新城
“绿建产业新城”:模块建筑就好像是个航空母舰,联合产业链从原材料深加工—建材—建造—配套服务—工业 / 商业 / 房地产开发商共同打造,适合中小城市城镇化建设和产业工人衣食住行安居乐业。如同钢城、汽车城、模块建筑工业城,将是中国经济开发的一个朝阳模式,务实而创新,可复制性强,招商更加围绕主线平台,目标明确、优势明显。
模块建筑将是比汽车制造还要大的产业,是中国经济一个朝阳模式产业,务实而创新,可复制性强,“主题工业新城市”规划更具规模、更合理。今后甚至可整合钢铁、重大装备等过剩产业。
住宅工业化,是建筑行业的梦想, 城镇化是时代的脚步,用住宅工业化的手段进行新城镇化建设是历史的大车轮,是一个很系统的策划,任何一个个人、一个企业、一个机构和一级政府都推动困难,但是社会的巨大需求正在镇江这片热土上把大家凝聚起来,拉开了模块建筑这场历史大戏的帷幕。
九、科技智能住宅的最佳实现手段
威信3D模块建筑技术体系,将建筑体结构进行拆分,拆分成一个个适宜工厂流水线上组织生产、适宜运输和施工现场装配的三维立体建筑模块,在工厂流水线上,通过严格的ISO质量控制体系,由熟练的产业工人完全按照图纸要求和工艺规范完成包括精装修在内的所有工作,包括软装以及清洁均在工厂完成。然后运输到施工现场,由几个吊装技师按照吊装方案完成拼装。
当前,科技智能绿建住宅是住宅产业发展方向,而威信3D模块建筑技术体系因其独特的优势和特点,系科技智能住宅的最佳实现手段,必将成为智能住宅发展的推助器。
3D模块化住宅 篇2
目前数控加工仿真技术大多停留在基于PC式平台的商业化软件，例如:VERICUT、MasterCAM等。少数国外高端数车床加工系统已具备仿真功能。在中低端数控领域，加工系统计算能力有限[1]，这样导致加工系统不具备仿真功能，或是只能进行简单的二维仿真，因此研究开发集成到实际加工系统中的3D仿真模块对节约成本和提高生产效率具有重大意义。面向中低端数控车床，许翀等提出了基于Open GL-ES和Cortex-A8的嵌入式数控仿真系统方案，但建模算法较为复杂，影响加工仿真速度[2,3]。
数控加工仿真需要解决的主要技术问题是:毛坯材料模型的建立、NC代码的解释译码和3D动态加工仿真等。国内外学者根据数控车床加工仿真的需求，提出了相应的仿真方法。Yuksek K等人提出基于格栅voxel实体法对毛坯进行建模[4,5]。该方法虽数据结构简单，内存占用率低，但要进行复杂的布尔差运算，降低了系统运算速度。张天其等人为满足动态仿真的需求，采用三角网格离散法对毛坯进行建模[6]。该方法建立了以毛坯薄片编号以及毛坯薄片外圆直径为参数的数据结构，能够精确表示复杂毛坯表面，但是大量复杂三角函数的计算，降低系统运行速度。NC代码解释译码是连接毛坯建模和动态仿真的重要桥梁，许爱芬等提出了一种基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统数控程序译码方案[7,8]。该方案对译码和轨迹插补、以及译码和出错报警之间的任务调度机制做了详细的分析。洪海涛等人提出模块化的数控代码解释器结构模型[9]，利用EBNF来描述数控代码规则，采用自顶向下的方法进行词法分析。该方法大大提升了数控系统的效率和功能。三维动态加工仿真主要集中在插补算法的处理上，针对现有插补算法计算复杂的问题，刘宜等人结合TDM法和DDA法，提出一种空间直线插补方法[10]。该方法消除了零头距离，实现进给速度平滑，加工质量得到大大改善。刘进钱等人基于圆参数方程，以步进角为参数提出一种数据采样圆弧插补算法[11]。该算法简单，精度高。范希营等人构造偏差函数，建立差值比较法的二次数学模型以进行圆弧插补计算[12]。此算法明显减小插补次数，提高进给速度和插补精度。
为满足数控加工仿真对精度和速度的要求，通过详细分析现有数控加工仿真的方案，凭借Cortex-A8和Android嵌入式数控平台强大的计算能力，本文设计了一种基于嵌入式数控系统3D加工仿真模块。本模块基于三角网格离散法，采用顶点平移算法计算顶点坐标进行建模，并且在相邻两次采样之间再做一次插补运算以对扩展DDA圆弧插补算法进行改进及优化。该方案既加快建模速度，又提高仿真精度。
1 仿真模块总体结构
数控加工仿真目的在于利用计算机图形的工作原理，动态模拟整个加工过程，从而检验NC代码的正确性。数控加工仿真一般采用3D仿真技术，NC代码经过词语法检查、解释译码得到刀具驱动信息。并在刀具驱动信息的作用下，刀具扫描体对被加工零件表面进行材料切除。直到所有NC代码执行完，仿真结束。
根据上述描述，本文数控加工仿真系统总体结构如图1所示，包括以下几个主要功能模块:
(1)毛坯建模
采用三角网格离散法，在满足离散精度的条件下，计算整个毛坯表面离散点的坐标信息，利用这些信息绘制出毛坯棒料三角网格模型。
(2)NC数控代码解释译码
读取NC代码文本文件，进行词法和语法分析，提取驱动刀具运动的信息以及相关辅助功能信息进行存储。
(3)车削加工过程仿真
读取存储的驱动信息，对其中的数据点进行直线插补和圆弧插补计算，使得数据点密集化，再用3D动画技术来实现动态加工中零件材料切除的过程。
2 数控车床加工仿真的设计与实现
2.1 毛坯建模
由于三角网格离散法在表示复杂三维模型很强的适应性，常被用于毛坯建模。本文在文献[3,6]的基础上，根据轴类毛坯回转体对称的特点，利用顶点平移算法计算网格顶点坐标，即计算出一组顶点数据，并以这组数据为基准运用顶点平移算法就可得到下组顶点数据。
采用三角网格离散法将毛坯棒料沿着轴向和径向进行离散化，按照精度范围0.01～0.1 mm进行离散即可满足加工仿真要求。详细步骤如下:
步骤1将毛坯棒料三角网格化
将长度为L、半径为R的毛坯棒料轴向离散成m个小圆柱薄片，沿径向n等份，按照一定规则连接成三件网格模型，如图2所示。
步骤2用平移算法计算三角片顶点坐标
1)计算第i个小圆柱体顶点坐标值
对于顶点Vertex[i,j]来说(i≤m,j≤n)，坐标值为:
其中d=L/m,scale为毛坯实际尺寸到Open GL-ES2.0虚拟空间尺寸的一个换算比例关系。
2)将顶点沿着轴向平移d得到第i+1个小圆柱体顶点坐标值
在绘制毛坯模型时，以坐标轴为对称轴，故平移后得到顶点Vertex[i+1,j]，有坐标:
对于整个毛坯模型来说，只需计算出某个小圆柱体网格顶点坐标值，就可以通过平移算法得出整个毛坯模型所有顶点坐标值，避免每个顶点都要经过复杂三角函数计算，大大提高算法的效率。
步骤3绘制毛坯模型
由上述步骤得到网格顶点数据，并且加入纹理等信息，通过调用Open GL-ES2.0接口函数GLES20.gl Draw Arrays()在终端上绘制出毛坯模型。
2.2 NC数控代码解释译码
在实际车削加工中NC数控代码不能直接用来进行数控车床加工，必须经过解释译码转换成数控加工系统能够识别的指令才能对实际零件加工。在车床仿真系统中同样需要对NC代码解释译码，才能动态模拟零件加工过程。NC代码解释译码的主要任务是将NC程序所包含的刀具运动轨迹信息、进给速度大小，和辅助功能等信息提取出来，解释翻译成仿真加工模块所能识别的数据处理格式。NC代码通常要经过词语法分析，以及解释译码等过程。最终从中提取出刀具的运动驱动信息。详细步骤如下:
步骤1词法和语法分析
通过File Input Stream文件输入流打开以*．txt格式存储的NC数控程序代码，基于正则表达式语法规则遍历整个代码进行词法分析和语法，检测是否有错误，如有错误提示出错误位置以方便修改。
步骤2处理分支模块
用read Line读取一行程序段，用substring截取出模态功能字。根据不同功能字进入相应功能字分支处理模块。
步骤3提取刀具驱动信息进行解释译码
进入分支处理模块后，对于G功能字模块进一步判断为何种G功能字(如G00,G01等)，接着提取出坐标信息并解释译码;对于F、M等辅助功能字则直接提取功能字中的数据信息解释译码。
步骤4判断程序是否处理结束
判断数控程序是否读取处理完，处理结束则将上述存储数据信息转化成预先定义的格式发送到仿真模块作为刀具驱动信息，否则返回步骤2中继续读取下一行进行处理。
2.3 车削加工过程仿真
数控车削加工中，NC代码提供的数据信息不能完全满足车床加工仿真的要求。为了动态模拟出零件的加工过程，必须对NC代码所提供的坐标数据进行插补。利用已知的坐标信息，计算出满足加工仿真要求的若干插补点。
本文在文献[13]的基础上，通过在两次采样插补点之间再做一次插补运算，同时优化该插补算法以提高加工效率和仿真精度。改进算法原理图如图3所示。
详细算法步骤如下:
步骤1在交点E处再做一次插补，计算其坐标值。
直线OB交圆弧于E，令插补点Ai坐标为(xi,yi)，根据三角形ΔOPAi和ΔOEF边和角度关系，则有E点坐标:
将其展开得到E点坐标为:
步骤2由E点计算插补点A'i+1坐标增量Δx和Δy。
在图3中，由两次采样插补点关系可以得出A'i+1(xi+1,yi+1)坐标增量Δx和Δy为:
其中l为点Ai到点A'i+1之间的距离。再结合E点坐标，可以得到Δx和Δy用E表示为:
步骤3计算下一采样插补点A'i+1坐标值。
首先对坐标增量值Δx和Δy进行展开。当θ很小时，在步骤1中可令sinθ≈θ，，并且代入式(4)，当l<<R时，可令l=Vλt，，结合式(4)和式(6)得到:
其次求得Δx和Δy的值后，就可以算出本次采样周期刀具应该到达的坐标位置xi+1和yi+1的值，即:
同时由于λd是固定值，可以预先计算好，避免每次插补都要重新计算，到达优化算法效果。整体动态加工仿真流程图4所示。
3 系统实验测试与分析
3.1 仿真误差分析
(1)采样插补点径向误差原理分析
在图3中，设P0(x0,y0)为圆弧的起点，则有R2=x02+y02。计算出插补点A'i+1到圆弧中心的距离R'i+1，结合坐标增量Δx和Δy则有:
将式(7)代入式(9)并化简得到:
令δ'i+1为插补点A'i+1的径向误差，则有:
(2)实验数据测试
在上述径向误差算法中，参数取值如表1所示，经Matlab仿真，文献[13]算法和本文算法误差对比图如图5所示。
图5中-*-表示文献[13]算法产生的插补点径向误差δi+1，-+-表示本文算法产生的误差δ'i+1，从图5中可以明显看出:δ'i+1<δi+1，本文算法产生的误差可以减小30%左右。
3.2 车削加工仿真效果图
在嵌入式数控车床加工系统终端上进行车削仿真测试，工艺条件:Φ=30 mm,L=100 mm的棒料;离散精度取值:m=100,n=30。当在终端上输入毛坯参数时，点击仿真即可流畅无误地动态显示毛坯的整个加工过程，整个过程耗时2min49s，加工效率高，3D加工效果逼真，图6为最终图形仿真结果图。
4 结语
SP3D在撬块化设计中的应用 篇3
1撬块化设计简介
撬块是利用先进的设计理念、计算软件等方法对各种工艺设备、工艺管道等进行打包,使其拥有独立的功能,可以整体搬迁运移和吊装[1]。早在20世纪80年代,美国工程师就已提出撬块化设计并在中东的项目中应用,发展至今已经有30多年的时间。撬块化设计由于自己的独特优势,可大幅降低施工现场人工消耗量、降低现场不利因素的影响、提高施工质量和施工安全性、保护环境等优势,已经成为工程设计, 特别是一些海外工程项目设计的一个主要趋势[2]。
撬块化设计主要考虑撬块的划分、撬块间的连接、撬块的制造、运输和安装。一般来讲,撬块的划分取决于运输和吊装因素,通常陆地运输会起到决定性因素。撬块化设计中提前预制部分包括管子预制与支吊架预制,运输前用临时支架将管道设备支撑固定好,运到现场后将临时支架去除,安装上支吊架即可。图1为某海外项目部分撬块图。
撬块特点:
1)建设周期短。减少现场施工量,有效地缩短了工期。 这种设计可以提前采购提前安装,在工厂里完成的工作量可占整个项目的90% 以上,极大地提高了施工效率;
2)可靠性提高。制造厂内环境良好,有利于生产和组装, 也方便检测设备;
3)集成度高。撬块化结构紧凑,占地面积小。有效利用空间;
4)安装和操作便捷。将整个系统分成不同的小块,便于安装和移动。
5)节约资金。撬块化设计很大程度减少的制造成本和安装成本。
虽然撬块化有这么多优点,但也相应存在一些问题。正因撬块设计结构紧凑,撬内管线走向错综复杂,如果仅凭人脑设计,很难完成如此庞大的管路系统,;撬块与外管线的接口如果不精准会导致管线连接不上,现场还需要修改和调整, 增加现场的工作量。
2 SP3D在撬块化中的应用
随着科学技术的飞速发展,利用三维软件辅助工程设计的做法越来越普遍,由美国鹰图公司开发的SP3D(智能工厂三维软件)是目前智能工厂设计系统领域中最新的主流产品。 SP3D最核心部分在于数据库的建立,计算机只能编译数字信息,不能编译文字信息,所以要将文字转化为数字信息传递给计算机,最基本的组成分为All Code Lists、Specif ication、 Catalog。其中All Code Lists是将各种有效信息归类,并将各类文字信息标记为对应的数字。需要标记的文字信息很多,如管道的尺寸、壁厚、压力、材质、焊接对口方式等。针对每一个特性,都可以建立一张相应的表格[3]。除此之外,还包括划分管道等级的Specif icaiton部分和反应管道实际尺寸参数的Catalog部分。通过数据库,又将数字转化成模型,包括结构、 设备、管道、支架等建模,形象直观地展现给我们。如图2所示,SP3D在项目中的应用一目了然。
SP3D建模可以实现多专业协同设计,数据共享允许同一个项目在多个地点同步实施。虽然需要实时网络连接,但即使网络中断,各个站点仍然可以工作。安全性和知识产权保护。软件可以设置权限,只有符合身份的用户才能登录并修改,并且可以自动备份,极大程度挽回损失。高效的接口管理、 对外部数据的统一接口等都为项目顺利进行提供了坚实的保障。
从SP3D软件使用情况看,与二维设计软件相比,其优势比较明显,主要体现为:SP3D软件可最大限度地减少设计错误。二维平面设计软件费时、费力、设计错误较多,而且有些错误较难避免,如材料统计方面的错误,即使很仔细的设计者也无法避免此类错误。
3 SP3D出ISO图
用SP3D出图,可以定制图框,按照项目要求将所需内容包括管线号、保温厚度、设计压力、操作压力、流体类型、 保温材料等在图中相应位置显示。如图3所示:
4出图及报告
在Space Management模块下,选定一个Volume,这个Volume可依据撬块大小进行划分,经过出图转换,生成平面图、立面图、剖面图、管道布置图和三维图等,如图4、图5所示。并且可以快速生成管材表、单管图、支架表等图纸报告, 减少了人工统计的工作量,可准确地做出工程概预算。
SP3D在工业上应用越来越广泛,但由于以下一些缺点, 制约了它的推广:SP3D软件庞大,掌握较难;其中的模块很多,且功能和内容各不相同,需花费大量的时间与精力进行培训和消化。软件价格较贵且对计算机的硬件要求较高,在目前情况下不可能购买大量的软件供每个设计者使用。相信SP3D在进一步的推广和深入研究中,会不断提高质量和品质, 其在化工行业应用也将日益扩大。
参考文献
[1]杜焕昌.海上平台用撬块特点及开发方法.中国石油和化工标准与质量,2013,(11).
[2]康正华.SP3D在模块化设计中的应用[J].上海化工,2015,(6):17-19.
3D模块化住宅 篇4
关键词：BM3D,块匹配
1 Block-Matching简介
BM3D(块匹配和3D去噪)算法[1]是目前降噪性能最高的通用图像/视频降噪算法,这种算法利用的视频的空间相关性和时间相关性进行有效的降噪。BM3D算法的步骤包括三个步骤:第一步是块匹配,第二步是三维降噪,第三步是集合。对于块匹配而言,已经有很过关于视频编码协议(如H.264)的文章[2,3]介绍过各种方法, 但是BM3D的块匹配和视频编码算法最大的区别就是可以完全并行完成,因此可以更有效地完成块匹配。
Block-Matching又称块匹配。块匹配模块在当前场以及参考场中搜索与当前块类似的块,并将其集合为组。计算相似的时候,为了简化,不需要把每个块转换到时间域来比较相似,只需要计算当前块和匹配块的SSD(差的平方和),SSD小于阈值τht的最相似的Sxr个块组成一个集合,τht和噪声成正比。根据BM3D算法,每个块需要在当前场的Ns范围,参考帧的Npr范围内查找(Npr<=Ns)。由于搜索出来的块越匹配,最后的去噪效果越好,通常在Ns,Npr的范围内采用全搜索比较合适。由于前后场还依靠运动矢量,如果不加约束,匹配块和当前块有可能相距太远。
通常在搜索的时候还限定了每场的最大搜索范围Nmax。Nmax的限制可以在几乎不降低质量的情况下降低了搜索范围,节约了时间和带宽,但是搜索引擎的性能和带宽都要求还是比较高。比如720*576的PAL场格式BT656的视频,每场大小是720*288,50场/s,当 N1=8,Nstep=6的时候,一场的block总数是Nb=5760块。如果搜索范围是当前场和前2后2总共Nf=5场,最大搜索半径Ns=Npr=15,那么搜索的带宽至少是Nb*N1*N1*(2Ns)* Nf*50(场)=2636MB/s,另外测试了BM3D的Matlab算法(http://www.cs.tut.fi/～foi/GCF-BM3D),在2.4G的PC完成QCIF的视频10帧就运行了30分钟,可见该算法的计算量相当大,而块匹配的计算量就占据了相当大的比例。对于实时的应用而言,必须要使用硬件进行加速。本文提出了一个BM3D 块匹配的架构,该架构只需要系统频率为98MHz,带宽为177MB/s的硬件就可以实现720*576的PAL场格式BT656的视频的实时块匹配。
2 并行的块匹配的ASIC架构
根据文献[4],块匹配是一种广泛应用于视频压缩中的运动估计中的匹配算法,如MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,H.26x[5]。BM3D的块匹配的块和块之间没有相关性,可以完全并行处理,本文提出的结构就是利用这个特点来优化架构设计的。
固定一些参数来说明这个架构,当前块是按照Nstep从左往右,从上往下,再从右往左,再往下的顺序搜索匹配块。这样的结构有助于减少重复的视频数据的读入。搜索范围是前后两场,在当前场内,块匹配以当前块的位置为中心,搜索Ns范围内的所有块,找出最匹配的2块(当前块本身除外),然后以这两个运动矢量为中心,在前1场,后1场中以Npr为半径各搜索出最匹配的两个块,又得到两个运动矢量,再把这两个运动矢量传递给前2场和后2场,在前2场和后2场中各自再搜索出最匹配的两个块,这样总共搜索出11个块。
从时间上来看,这5个部分搜索的不是同一个块的匹配块,其流水线结构如图1所示。根据这个流水线结构,最慢的一帧的搜索决定了系统的性能,比如对于D1,Ns一般为15,Npr=10,这样当前帧就需要搜索大约(2*15)2=900个块,参考帧有两个运动矢量,总共需要搜索大约2×(2×10)2=800个块,当前场的搜索是瓶颈。
在对每场Ns,Npr范围内搜索时候,不需要一个像素一个像素的移动,可以参考文献[6]中计算SAD的结构,同时进行m个块的比较,该结构如图2所示。m个SSD并行计算,在搜索范围内从上往下,再从左往右,在从下往上,再从左往右移动。这样有m个SSD就可以把系统频率降低m倍,代价是增加一个SSD会带来面积的增加。最后一级流水线出两个最好的比较结果。等搜索结束后存储的就是搜索范围内的最好结果。
把Ncol*Nstep个相邻的块组合在一起,构成一个大的宏块,每个宏块在进行搜索时所需要的参考像素需要保存在片内SRAM里。这个SRAM称为滑窗。每个宏块都对应一个滑窗,当一个宏块做完以后,需要更新滑窗的数据以进行下一个宏块的搜索。滑窗结构可以按照(2Nmax+(N1-Nstep)+Ncol*Nstep)*8 比特宽度, (2Nmax+(N1-Nstep)+Nrow*Nstep)比特深度,存储在SRAM中。这样就能保证并行的m个SSD运算单元都能在同一个clock读取到计算需要的数据。
如果Ncol=4,Nmax=30,其他参数参照前面给出的,这个SRAM的宽度就需要(2*30+(8-6)+4*6)*8=688比特, 通常SRAM的深度可以比较大,宽度是有限制的。 虽然可以用多块SRAM并行排列来增加宽度。这样会导致很多块SRAM, SRAM块太多既会增加面积,又影响芯片的布局布线。因此考虑到每次读取的数据是N1+m比特,可以把整个滑窗分成A,B两块,每块的宽度>(N1+m)*8比特就可以了。
图3是N1=8,m=4的情况。这样SRAM的宽度只要12*8=96比特就够了,这样的滑窗结构的宽度可以不随搜索范围Nmax的提高而提高,大部分的memory compiler都能够满足该宽度的需要,深度需要相应的增加。根据这个结构每次m个SSD运算单元需要的N1+m个点的数据都可以通过读取A的一个地址和B的一个地址得到。
3 系统频率和带宽分析
以D1为例,N1=8,Nmax=30,Nstep=5,Ns=15,Npr=10, 搜索当前场的范围是2Ns×2Ns=900。滑窗在完成Nrow*Ncol=4*4个块的匹配后再从外部存储器更新数据。搜索前后场是两个MV,范围是2×2Npr×2Npr=800。当前场的范围大于前后场,当前场的搜索是瓶颈。当4个搜索引擎同时工作的时候,当前场中找相似块的运行时间是(2Ns+8)*(2Ns/4)=38*8=304个clock。前后场中找相似块的运行时间是:2*(2Npr+8)*(2Npr/4)=2×28×5=280个clock。切换当前块的时候,当前块需要8个clock读入,那么4×4相似块需要128个clock,每次4×4相似块匹配都查找完毕后滑窗,滑窗的数据可以先读入到内部buffer,滑窗更新的时候,再写入到滑窗中,一次读,一次写,AB同时进行,地址深度是96*4,滑窗的数据更新时间为96*4=384个clock。这样完成一个4×4相似块匹配总 的时间 是304*16+128+384=5376个clock。一个场有360个4×4相似块,一场的时间需要5376*360=1.94M clock,PAL是50场,这样系统频率要达到96.77M。
对于带宽,计算公式是:
50*Nf* [Nb/(Ncol*Nrow)]*(Nstep*Ncol)*[Nstep*Nrow+(N1-Nstep)+2*Nmax]=
50*5*[5760/(4*4)]*(6*4)*[6*4+(8-6)+2*30]=177MB/s
4 结束语
文中提出的结构,实现了BM3D的块匹配的实时处理,本设计是根据项目Science and Technology Commission of Shanghai Municipality. project No:10706201300来设计的,该项目的目标是在sigma=25的情况下,实现PSNR提高10的D1的实时去噪。降低带宽和系统频率是设计的关键。可以通过提高并行搜索的引擎数目来提高性能,还可以同时进行n场的同时搜索,场切换导致的重复数据的读写就降低n倍。这样实现高清HD的实时BM3D去噪设计是可以实现的。
参考文献
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[2] Shiping Zhu, Yangshuan Hou, Zaikuo Wang, et al. A novel fractal video coding algorithm using fast block-matching motion estimation technology[C]. International Conference on Computer Application and System Modeling. 8, 2010:360-364.
[3] Shiping Zhu, Yangshuan Hou, Zaikuo Wang, et al. A novel fractal video coding algorithm using fast block-matching motion estimation technology[C]. International Conference on Computer Application and System Modeling. 8, 2010:360-364.
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3D模块化住宅 篇5
住宅产业化(Housing Industrialization)从本义讲就是要实现住宅生产、供应等的工业化。以住宅开发、建设为载体,将建筑设计、生产工艺、施工方法及组织管理、设备生产安装、装修、物业管理等多产业进行有机融合,形成产业链,使各产业链之间有机统一在一个平台,从而实现资源利用和经济效益的最大化。包含了四个方面的涵义:住宅建筑的标准化;住宅建筑的工业化;住宅生产、经营的一体化;住宅协作服务的社会化。
模块化住宅(Modular Housing)是指在住宅构件工业化生产的基础上,采用模块化组装的方式来建造住宅,在工厂环境中制造,并运输至事先准备好的项目现场进行安装。模块出厂时所有装修均已完成,包括完整的卫生间和厨房设施,入住者只需添加家具即可。模块化住宅是先进生产力的体现和粗放式生产方式升级换代的必然结果。模块化可以大幅提高住宅生产效率,同时提高住宅的整体质量,降低成本,降低能耗,最终实现绿色生态的“全生命周期”住宅。
国内外住宅产业化的发展进程
国外住宅产业化发展进程。住宅产业化最早是由日本提出来的,目的是通过工业化方式生产住宅,以提高建设效率、降低成本。日本发展预制住宅产业和欧洲反战发展工业化住宅的原因是相同的,都是为了解决二战后的住宅供应不足问题。据统计,二战后日本全国的住宅需求户数达到420万户。针对这种住宅需求,单纯意义上的建设工作基本于50年代前期告一段落。但50年代后半期开始的产业复兴和经济发展,造成了农村人口大量涌入城市,从而再一次造成了城市住宅的供应危机。于是60年代初期诞生了尝试利用工业化手段解决住宅需求的企业。
国外发达国家的住宅产业化基本上经历了三个阶段。20世纪50～60年代是住宅产业化形成的初期,重点是建立工业化生产体系;20世纪70～80年代是住宅产业化的发展期,重点是提高住宅的质量和性能;20世纪90年代后,是住宅产业化发展的成熟期,重点转向节能、降低住宅的物耗和对环境的负荷、资源的循环利用,倡导绿色、生态、可持续发展。目前,在发达国家的住宅建设中,工厂化住宅已经占据相当的市场份额:日本达到20%～25%,美国为31%,瑞典在60%以上。而就目前看来,住宅模块化的发展方向应该是一次到位和菜单式的“全模块”模式。
国内住宅产业化发展进程。
早在1999年,国务院明确指出“满足人民群众日益增长的住房需求,加快住宅建设从粗放型向集约型转变,推进住宅产业现代化,提高住宅质量”,建设部也成立了住宅产业化促进中心;随着我国国民经济和住宅产业的发展,人民生活水平有了很大的提高,但目前我国住宅生产与经营方式还比较传统和相对落后,我国每年竣工房屋面积大约在20亿平方米左右,现有建筑存量400亿平方米,建筑能耗每年达到了1.2万亿度电和4.1亿吨标准煤,加上建材生产过程中的能耗,约占全社会能耗的46.7%。房屋建筑大量的能耗迫使人们重新审视住宅建设的生产方式和增长方式。特别是国家提出发展节能省地型住宅的目标后,加快促进住宅产业化已经刻不容缓,迫在眉睫。
住宅产业化发展水平评估依据。
根据现有资料,大致从以下几个方面分析住宅产业化的发展水平:
1)新型、工业化的建筑结构体系的应用程度
目前以钢结构、钢混结构、木结构等为主的新型建筑结构体系,使得住宅朝着安全、环保、节能和绿色生态方向发展。在我国,尤其是广大的农村建房还是以手工砌筑的方式进行,难以控制住房建设的安全质量和功能质量。
2)住宅产品的开发、生产和供应
住宅产品开发、生产和供应的标准化、系列化、通用化是实现住宅产业化的重要标志。设计人员可从中选择适当产品进行住宅设计。瑞典新建住宅中,通用部品占80%左右。日本用了二十年时间,推行住宅部品,现在住宅的各个部分都有通用部品,对无特殊要求的住宅,只要将通用部品组合起来即可。
3)墙体材料和建筑节能
许多工业发达国家新型建筑材料的比重一般占60%～90%。我国住宅单位面积的采暖能耗,符合《民用建筑热工设计规范》要求的约为发达国家的3～4倍;符合《民用建筑节能设计标准》要求的约为发达国家1.5～2.2倍,而发达国家的采暖期比我国长,居室温度也比我国高。
4)现场施工技术
经济发达国家目前已基本做到分工种、专业来进行施工,在模板工程方面,美国在70年代就有100多家模板工厂,从设计到制作逐步形成独立行业。在经营方面,既可定购、选购,也可租赁与提供技术指导和现场培训。机械租赁业也较发达,同时提供维修服务。此外,现场运输、挖掘、抢救、运垃圾、现场清理、建筑物拆除等均可委托专业公司完成。
5)人均竣工面积
人均竣工面积是反映生产、施工的综合性指标。德国和日本在80～100平方米之间,法国、美国在40～80平方米之间(这些国家木结构和轻钢结构独立式住宅所占比重较大,劳动生产率较高)。日本人均年竣工建筑面积一般在100平方米左右,但人均住宅竣工面积却达到110～120平方米。我国人均竣工建筑面积仅在28平方米左右。
6)环境保护、资源节约和“可持续发展”
可持续发展是指保护地球环境和节约资源,住宅产业的发展将为改善环境做出贡献。住宅产业可持续发展问题已引起世界各国的重视。美国、欧共体各国、日本都进行了探索和试点,积累了一定的经验,为发展和完善住宅产业现代化提供了重要经验。
模块化住宅的优势
可持续性生态优势。可持续性是模块化住宅与传统建筑方式相比最明显的优势之一。建造过程中的集中生产也使得建造能耗低于传统手工方式,工业化生产改变了混凝土构件的养护方式,实现养护用水的循环使用。工厂化集中生产的方式,降低了建筑主材的损耗;装配化施工的方式,降低了建筑辅材的损耗。现场装配施工较传统的施工方式,极大程度减少了建筑垃圾的产生、建筑污水的排放、建筑噪声的干扰、有害气体及粉尘的排放。
建造速度优势。
模块化住宅与传统建造方式相比,能达到更快的建造速度。住宅非现场建造的高速来源于高效生产环境中的批量生产及关键构件的标准化生产。
竣工速度优势。
基础工程与主体的模块同步进行,工厂生产与现场安装同步进行,如此的生产过程可大大节约建造周期,也可以尽可能排除天气及季节变化对现场施工工期的影响,使建筑尽早投入使用。这种开发形式的彻底变革可以极大地加快资本回收速度,更重要的是增加项目的盈利能力。
节省投资优势。
较快的建造和竣工速度以及订单式的生产和购买方式能有效缩短工期和资金占用时间,从而避免资金过早积压,节省投资的资金成本和机会成本。理想的竣工速度使项目比采用传统建筑方式更早交付使用,生效益。
产品质量优势。
模块化住宅产品采用优质的建筑材料,由专业工厂标准化生产,在避免因劣质材料和恶劣天气影响施工质量的同时,可以通过标准化控制手段、现代化检测手段以及工业化生产手段保证建筑质量的稳定性。这是传统建造过程所无法满足的。
模块化住宅的推进难点
目前,我国模块化住宅推进并不理想,影响模块化住宅推广的主要原因有以下几点:其一,是建造模块的预制工厂投资太大,运输、安装需要大型设备,建筑的单方面造价也较贵;其二,是建筑形式。我国现在新开发的房屋建筑主要是高层建筑,在高层建筑建设中,承重体系的计算非常重要,用模块化的形式去生产,面临不少困难。美国、日本的房屋大部分是独立住宅,与高层建筑相比,独立住宅用工业化的形式生产更有利;其三,是劳动力成本。我国的建筑行业是劳动密集型产业,吸纳了大量的剩余劳动力,劳动力成本便宜。住宅工业化生产与农民工现场生产相比,在生产成本上没有优势,这是影响住宅产业化的一个重要障碍;其四,是运输成本和技术的问题。如何把在工厂生产的住宅运送到施工现场,也是一个必须面对的问题;最后,一个影响我国住宅产业化快速发展的重要原因是,我国的工业化水平总体上较低。
模块化住宅在天津市城镇化建设中的应用前景
天津市城镇化建设经验。
“十一五”和“十二五”期间,我国大约有3亿人口将迁移进城市居住和工作。2005年国土资源部将天津市列为全国城镇建设用地增加与农村建设用地减少相挂钩试点城市,并为天津市第一批“三镇两村”试点下达土地周转指标,拉开了天津市启动农村城镇化,宅基地换房等一系列开辟创新的大幕。经过多年的经验积累,近几年,天津市城镇化建设成效显著,催生出多个小城镇建设示范工程,如华明示范镇、津南区八里台镇、汉沽茶淀镇等,农村居民的社区环境大大提升,并吸引了大批市内外人口向镇区集中。从天津市近几年新城镇化发展分析,城镇化建设走的不是粗放型发展之路,而是特别注重科学规划、优质发展的一条精致化、示范化和宜居化发展之路。
城镇化建设进程中的部分共性问题。
城市人口的能源消费大约是农村人口的3～4倍,城镇化进程推动大规模城市基础设施和住房建设,所需要的大量水泥和钢铁只能在国内生产,城镇化对高耗能产品的需求是刚性的。我国的城镇化进程不可避免地面临能源稀缺、气候变化等诸多挑战。
如何有效解决城镇化进程中的生态问题,走出部分小城镇建设中出现的“先污染,后治理”的误区,避免以牺牲环境为代价去换取一时的经济繁荣,保持城镇化建设人与自然和谐共生的状态,是关系新建小城镇生存和发展的关键问题。另外,工期紧张、施工人员缺乏且技术素质参差不齐等等,均是目前城镇化建设中的共性问题。
模块化住宅在天津市城镇化建设中的应用前景。
面对城镇化进程中的大量住宅建设,模块化住宅可以在很大限度上解决城镇化建设遇见的上述问题,模块化住宅产品在其生命周期内能源利用效率较高,产品在使用期结束拆卸时依然有大量的材料及部品可回收再利用,而不至于产生大量的建筑垃圾。模块化的生产方式使住宅的建设过程和住宅产品更加环保,资源利用更加合理。数据显示,通过工厂化的生产,现场的垃圾将减少83%,材料损耗减少60%,可回收材料占66%,建筑节能50%以上;失误率降低到0.01%,外墙渗漏率低于0.01%,精度偏差以毫米计算,小于0.1%。更为可观的是建造人员减少89%,建造周期缩短70%。
鉴于我国乃至天津市住宅产业化程度不高,模块化住宅实现百分之百的纯模块化还不具备条件,就目前市场情况和实际施工条件而言,或许部分模块化的方式更容易实现。也就是在实际工程中,基础及主体梁、板、柱等均采用传统的现场施工方式;而二次结构的墙体和门窗、厨卫均可采用工厂模块化生产完成后,再运至施工现场装配。目前,万科、远大、中集等有远见的房地产企业已经进行了一系列有益的实践(见表1)。
结语
适用、经济、美观是建筑设计的基本原则,模块化建筑也应遵循这个原则。另外,如何在模块化建筑中体现灵动、灵活的空间,这就要求建筑师具备丰富的其他领域知识与建筑知识相互融合,打破常规,找到恰当的结合点。最后,建筑师应从模块化建筑所应用的城市文化背景来考虑,在尊重城市文脉基础上进行产业化住宅的设计。我国住宅产业化还有很长的路要走,住宅产业化第一步必然要从模块生产的工厂化开始,而在目前天津市的城镇化建设中,如能将模块化住宅合理地引入,对住宅产业化布局和城镇化建设进程均会起到积极的推进作用。
参考文献
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