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《建筑學報》2014年第八期
1內(nèi)裝部品體系的發(fā)展基礎
1.1部品專用體系和通用體系日本住宅公團在興建公共住宅的同時，帶動了同一規(guī)格部品的批量生產(chǎn)，使住宅標準化部品進行批量化生產(chǎn)成為了可能。1959年，日本制定了KJ(KokyoJutaku)規(guī)格部品認證制度，但由于KJ部品的尺寸、材料只能由公團規(guī)定，使得生產(chǎn)單一規(guī)格的部品廠商之間不存在良性競爭，因而KJ部品在1970年代逐步淡出視線。作為推動部品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要舉措，日本建設省成立了(財)住宅部品開發(fā)中心，制定了BL(BetterLiving)優(yōu)良住宅部品認定制度，并于1974年開發(fā)BL部品。從KJ部品向BL部品的發(fā)展，是一個從“大量少品種”向“少量多品種”生產(chǎn)的轉變過程，也是一個從部品開發(fā)到部品集成的過程，并最終指向系列化部品產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。“少量多品種”避免了批量生產(chǎn)下同一種部品的一味復現(xiàn)，各種類型的部品在通用化的體制內(nèi)可以靈活的更換。相比之下，KJ規(guī)格部品認證制度可以被看作是部品的專用體系，由日本住宅公團制定生產(chǎn)標準、選用類型，并應用于公團住宅建設中。BL優(yōu)良住宅部品認證制度則是一種部品的通用體系，只是提出了通用部件要求的最低標準。民間廠家可以變通的自行設計、研發(fā)符合要求的多樣化適用部品。這種通用體系的構建，完善了日本住宅工業(yè)化和住宅部品產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，公共住宅得以全面實施部品化。
1.2多樣化內(nèi)裝部品體系日本戰(zhàn)后的批量建設在持續(xù)了30年之后，住宅需求由注重數(shù)量轉向了注重質(zhì)量。隨著日本住宅系統(tǒng)研發(fā)的深入，住宅部品產(chǎn)業(yè)化趨向成熟。BL認證部品的普及，使得部品的規(guī)格化、標準化以及基本性能方面都得到了全面提高。從1973年開始、一直持續(xù)到1981年的日本kep開發(fā)，徹底轉變了既定的單一模式，更為強調(diào)研究住宅部品生產(chǎn)的合理化和產(chǎn)業(yè)化，以通用體系部品間的組合實現(xiàn)靈活可變的居住空間。隨著時代的發(fā)展，如何解決居住者多樣化的居住要求成為了突出問題。日本公營集合住宅于1976年開發(fā)的NPS體系，是一種為解決SPH不足而建立的多樣化公共住宅標準設計，從而有效地解決了這個問題。SPH是針對套型的標準化設計，而NPS是標準設計體系。因此，從SPH到NPS的進化發(fā)展，也是一個從“大量少品種”向“少量多品種”標準設計的轉變過程。日本部品產(chǎn)業(yè)化的穩(wěn)步發(fā)展為日本住宅工業(yè)化奠定了堅實的現(xiàn)實基礎，也為逐漸開始CHS體系研究打開了新的契機。作為原日本建設省(現(xiàn)國土交通省)為了提高居住水平和振興住宅相關產(chǎn)業(yè)的重要研究內(nèi)容，1980年開始的CHS在結合了KEP高效的供給形式和NPS多樣化的居住方式的基礎上，逐步成為了綜合性開發(fā)的住宅體系。在結合了KEP高效的供給形式和NPS多樣化的居住方式的基礎上，逐步成為了綜合性開發(fā)的住宅體系。這種新住宅建筑體系目的是為了提高住宅的耐久性和社會性；同時也為部品產(chǎn)業(yè)化搭建了優(yōu)質(zhì)平臺，便于內(nèi)裝部品的靈活更換，最終實現(xiàn)住宅長壽化。其具有高耐久性的建造方式，靈活可變的居住方式，以及維修管理系統(tǒng)，也預示了公共住宅將向可持續(xù)發(fā)展型的SI住宅升級換代。
1.3可持續(xù)內(nèi)裝部品體系如果將CHS住宅體系作為日本住宅建設系統(tǒng)式開發(fā)的基礎性成果，那么ksi則是走向成熟的標志性成果。基于20世紀末全球范圍內(nèi)提出的可持續(xù)發(fā)展理念和日本住宅工業(yè)化水平的不斷提高，加之日本在1997年提出了“環(huán)境共生住宅”“資源循環(huán)型住宅”的綠色理念，KSI住宅應運而生。KSI住宅秉承了分離體系，但在住宅設計理念、技術研發(fā)、部品集成等方面有了全新升級。進入21世紀以來，日本在集合住宅建設項目中全面推廣和實施了KSI住宅技術。KSI體系明確了支撐體和填充體的分離。其支撐體部分強調(diào)主體結構的耐久性，滿足資源循環(huán)型社會的長壽化建設要求，而其填充體部分強調(diào)內(nèi)裝和設備的靈活性和適應性，滿足居住者可能產(chǎn)生的多樣化需求。KSI創(chuàng)造了可持續(xù)居住環(huán)境的最成熟體系，對于建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會等方面都具有重要意義。
2四大內(nèi)裝部品體系的構建
2.1KEP開放性體系KEP(KodanExperimentalHousingProject)國家統(tǒng)籌試驗性住宅計劃(1973-1981)，日本住宅公團開發(fā)的“由工廠生產(chǎn)的開放式部品形成的住宅供應系統(tǒng)”，以實現(xiàn)住宅部品生產(chǎn)合理化為目標，彰顯了住宅的多樣性、可變性和互換性。KEP構建了開放性的住宅建筑體系，改變了程式化的住宅供應方式；并以住宅工業(yè)化技術手段作為技術保障，開發(fā)適用于該體系下的通用性部品，滿足居住者對住宅靈活性與適應性的需求。
2.1.1KEP的居住者參與機制KEP的重要思路就是讓居住者參與到設計環(huán)節(jié)和建造過程之中，改變住宅被全權控制在規(guī)范流程之內(nèi)的模式，將靈活可變的居住空間交由居住者自己決定。在住宅建設之初，就充分考慮了對套內(nèi)可變空間的塑造，因此將整個住宅設計和建造過程分為四個階段進行(表1)。
2.1.2KEP的目錄式選擇KEP目錄式住宅設計系列(KEPSystemCatalogue)的中心思想是向居住者提供一個開放性的可變居住空間，通過不同部品的組合實現(xiàn)住宅的靈活性與適應性(圖3)。KEP作為住宅建筑體系的研究，實現(xiàn)將主體預制化、內(nèi)裝板式化、水相關部分整體化等各種技術集成綜合開發(fā)，形成了一種菜單式的選擇模式，從而通過部品完成內(nèi)裝、通過目錄實現(xiàn)設計。此外，KEP對住宅部品群的分割方法、界面銜接、成立條件等技術組合都做了有意義的研究。KEP中所有的部品設計需要遵守結構體和設備體中相應的尺寸模數(shù)關系，同時著重部品和接口專向設計，保證部品的通用性、互換性和兼容性。KEP提出住宅部品的分割規(guī)則，即對部品群(整體衛(wèi)浴、集成廚房、系統(tǒng)收納等)實行統(tǒng)一的規(guī)格標準，工廠預制、現(xiàn)場裝配。部品群的靈活性與適應性改變了早期住宅工業(yè)化封閉的體系，建立了住宅內(nèi)裝部品生產(chǎn)的開放系統(tǒng)，也促進了與之相應的住宅產(chǎn)業(yè)同步發(fā)展。
2.2NPS新標準體系NPS(NewPlanningSystem)新標準設計體系，日本統(tǒng)稱為“公共住宅設計計劃標準”，是能夠適應設計多樣化的新系列。NPS實施的意義在于為創(chuàng)造靈活性與適應性的居住空間提供了方法準則，并促進住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。考慮到工業(yè)化時代的生產(chǎn)方式，NPS通過結構主體系統(tǒng)和設備系統(tǒng)分離，既可以維持一定的框架，又形成可自由變換的多樣性居住空間。結構體的標準化是新標準設計體系建立的基礎，即基本結構平面標準化。內(nèi)裝部品的標準化則是促進綜合性標準設計系統(tǒng)的構建。
2.2.1NPS的面積系列分類NPS設計以長期居住為前提考慮套型的設計，由按照套型分類轉變成按照面積系列分類(表2)，以不同的面積系列對應居住者多樣化居住要求，同時不同的面積類型也反映出了不同的套型構成。
2.2.2NPS的系列化平面設計NPS的主要特征是形成系列化平面，通過不同的面積類型選擇與組合模式，實現(xiàn)住宅總體布局上、住棟設計上的多樣化，以及在套內(nèi)空間上也有一定的突破。采用“比例標準化”，居住者可以根據(jù)實際情況決定平面大小。具體而言，在住棟設計方面，NPS根據(jù)不同的建設條件，統(tǒng)一套型進深，實現(xiàn)了把不同套型拼接起來的混合住棟(圖4)。在套內(nèi)空間設計方面，采用了靈活可變的隔斷，如輕質(zhì)隔墻、柔性遮擋、隔斷家具等，大大提高了套內(nèi)空間的自由度。
2.3CHS綜合性體系CHS(CenturyHousingSystem)百年住宅體系，是為居住者持續(xù)提供舒適的居住生活而建立的，包含設計建造、生產(chǎn)供給、維護管理等全過程在內(nèi)的綜合性住宅建設體系。CHS的意義在于通過確保住宅的功能耐久性和物理耐久性，實現(xiàn)長壽化的百年住宅建設目標(圖5)。其中，前者指住宅在功能上的靈活性與適應性，是滿足成長中家庭需求變化的發(fā)展條件；后者針對住宅主體的壽命，耐久性高的結構主體是社會資產(chǎn)的構成基礎。兩者同步推進，才能真正實現(xiàn)CHS百年住宅建設的構想。
2.3.1CHS的設計原則日本在1988年，圍繞CHS開始了“百年住宅建設系統(tǒng)認定事業(yè)”，一直持續(xù)到今天，并為此制定了《百年住宅建設系統(tǒng)認定基準》。這項基準給出的六項基本原則，在明確住宅的必要性能和促進住宅長壽化上起到了重要的先導作用。除此之外，國內(nèi)外研究中還有一些對CHS的概括，例如CHS基本條件[1]、CHS設計六要素[2]等(表3)。這些概括總結之間存在彼此重疊的內(nèi)容，但恰恰說明了CHS的重要性。CHS就是要在住宅設計之初就預見性地提供可變居住空間以應對成長中的家庭變化(圖6)。
2.3.2CHS的部品群劃分在CHS眾多的原則、要點中，將部品群按照耐用年限劃分，并采用優(yōu)先滯后的原則進行連接是其獨有的思想。在不損傷住宅本體的前提下進行部品更換，這就需要部品處于相對獨立的狀態(tài)，更換其中某一個臨近使用年限的部品時，不至于影響到其他耐久年限較長的部品。早期的工業(yè)化住宅只考慮到主體結構層面的標準化，而CHS則是同時協(xié)調(diào)主體結構部品群和內(nèi)裝部品群的尺寸、定位、相互關聯(lián)。通過模數(shù)化設計與系列化設計，建立統(tǒng)一的協(xié)調(diào)模數(shù)網(wǎng)格體系，實現(xiàn)結構、部品、設備之間的有機結合。針對“部品群耐用性等級”，CHS劃分了5種類型，耐用年限分別為04型3~6年，08型6~12年，15型12~25年，30型25~50年，60型50~100年。建立不同耐用年限的部品群可以降低住宅改建的成本和難度，也使得住宅的居住性能得到長效保證，大大延長了住宅的壽命。
2.4KSI適應性體系KSI(KikouSkeletonInfill)機構型SI住宅，是日本UR都市機構將SI住宅理論應用于公共住宅工業(yè)化生產(chǎn)實踐中，有效利用資源，減少建筑廢棄物，其綠色營造、生產(chǎn)、再生方式實現(xiàn)了公共住宅的可持續(xù)發(fā)展[3]。支撐體S(Skeleton)由住宅的結構主體、共用設備組成，具有100年以上的耐久性，提高了住宅在全生命期內(nèi)的資產(chǎn)價值。填充體 I(Infill)由各內(nèi)裝部品和設備組成，具有靈活性和適應性，提高了住宅在全生命期內(nèi)的使用價值。
2.4.1KSI的長壽化理念KSI體系秉承長壽化住宅建設理念(圖7)。第一，實現(xiàn)真正的百年住宅建設。KSI綜合開發(fā)出長期耐久性住宅，將日本之前50年的耐久年限全面提升到100年。因為建筑生命周期延長，相應的節(jié)約建設成本、降低能源消耗、構建可持續(xù)發(fā)展社會的優(yōu)勢得以更好展現(xiàn)。第二，延續(xù)對可變居住空間的推廣。通過促進相關部品產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全面提高產(chǎn)業(yè)層次，更好的實現(xiàn)空間靈活性與適應性。第三，創(chuàng)造了可持續(xù)居住環(huán)境。有利于延續(xù)城市歷史文化、構建街區(qū)獨特風貌，使居住者在物質(zhì)(滿足居住)和精神(美好回憶)兩方面得到保障。
2.4.2KSI的內(nèi)裝部品體系集成KSI體系結合可持續(xù)發(fā)展理念，在KEP、NPS、CHS體系的研究成果之上，對內(nèi)裝部品進行了全面升級，更為強調(diào)適應性的開發(fā)，形成了健全的內(nèi)裝部品體系集成(圖8)。KSI適應性內(nèi)裝部品體系的不斷健全，為居住者自主參與設計提供了更為可靠的現(xiàn)實基礎，使其可以決定居住單元的內(nèi)部分隔、甚至是立面造型。居住者根據(jù)自己不同的生活方式和愛好進行靈活的空間劃分、內(nèi)裝布置，滿足多樣化的需求，實現(xiàn)個性化的住宅設計。
3內(nèi)裝部品體系的實踐
3.1內(nèi)裝部品體系的綜合實踐KSI住宅實驗樓于1998年建于日本UR都市機構的住宅技術研究所內(nèi)，是最具代表性的典型KSI住宅。KSI住宅實驗樓總建筑面積約為500m2，建筑主體結構中采用了無承重墻的純鋼架結構，使用高品質(zhì)混凝土，對柱、梁、板進行了優(yōu)化配置，不僅增強了結構體的耐久性，而且提升了填充體的可更新性。KSI住宅實驗樓內(nèi)的4個套型各具特色，且各有側重點的進行了不同材料、技術、工法塑造可變空間的實驗，其中三個是供部品企業(yè)研究開發(fā)，一個(203室)是由UR都市機構自主研發(fā)(表4、圖9、10)。KSI住宅實驗樓通過將SI體系的分離技術與高度集成的現(xiàn)代化建材和工法相結合，實現(xiàn)可變性和可持續(xù)性發(fā)展的需求。截至目前，研究所仍然對這棟住宅進行著持續(xù)研究，從而探索能夠滿足居住者各類生活和工作方式的新集合住宅形式。
3.2內(nèi)裝部品體系的實踐價值內(nèi)裝部品開發(fā)逐漸主導住宅設計策略。日本的住宅部品開發(fā)并不是以某個通用的住宅標準為前提，而是將住宅部品作為住宅組成要素進行開發(fā)。因此在設計之初，擺脫了傳統(tǒng)設計思路中首先要對建筑功能與形式的推敲，取而代之的是充分考慮內(nèi)裝部品對住宅面貌與品質(zhì)產(chǎn)生的影響。適應性內(nèi)裝部品體系迎合可持續(xù)性發(fā)展。作為KEP、NPS、CHS體系的發(fā)展，SI適應性內(nèi)裝部品體系綜合了綠色低碳、低能耗的技術應用，成為了當今、乃至未來發(fā)展的重要方向，是建設高品質(zhì)住宅的有效途徑。只有把人們對居住的現(xiàn)實需求與整體的未來發(fā)展結合起來，才能不斷提升住宅的資產(chǎn)價值、使用價值和社會價值，保證其發(fā)展的可持續(xù)性。
4KEP到KSI的借鑒意義
縱觀日本住宅建設從KEP到KSI的發(fā)展歷程，對于我國的住宅設計與建設有很多有價值的啟示。在這一過程中，我們所認識和學習到的不只是其各個時期具體的技術要點和實施手段，更應是推動其發(fā)展的內(nèi)在因素、先進理念(圖11)。符合可持續(xù)發(fā)展建設理念、以建設長壽化住宅為目標的適應性內(nèi)裝部品體系正引領新型住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這也預示著未來高品質(zhì)住宅建設的方向。
4.1建筑主體和內(nèi)裝部品分離為必要前提采用新型工業(yè)化建造方式和技術集成，建設高效、設計及工藝精準、技術尖端的新型工業(yè)化住宅，以適應當今社會發(fā)展模式。建筑主體和內(nèi)裝部品的分離，是實現(xiàn)可變居住空間的前提，同時也是實現(xiàn)住宅全生命周期最大價值的條件。堅持將SI體系整體性實施于項目建設全過程，合理確定設計發(fā)展方向和技術實施重點，從而真正提高結構主體耐久性和內(nèi)部空間的靈活適應性，為實現(xiàn)建筑可持續(xù)建設提供現(xiàn)實保障。
4.2嵌入式部品群的建立為控制實施手段開發(fā)高度整合的部品群，以大幅提升部品的附加價值。部品群建立的目的就是通過部件級的標準化，達到部品的多樣化，是部品庫優(yōu)化的重要途徑。隨著時展，部品庫的規(guī)模越來越龐大，需要我們有效地采取控制手段，控制主要的部品群種類，如整體衛(wèi)浴、集成廚房、系統(tǒng)收納等，將這幾種大類別的部品群以模塊形式整體嵌入住宅中。部品群簡化了設計和訂購的流程，增加了其流動性能，提高了部品群整體穩(wěn)定性，更為重要的是為居住者提供了豐富的組合選擇。
4.3建立完善的內(nèi)裝部品集成為發(fā)展途徑住宅部品作為工業(yè)化應用技術的新載體，徹底改變了住宅的面貌，提高了住宅的質(zhì)量。住宅內(nèi)裝部品工業(yè)化的基礎是在滿足居住者不同生活方式和居住需求的同時，形成新的供給方式。通過最大限度實現(xiàn)內(nèi)裝部品集成，有效解決住宅工業(yè)化中標準化與多樣化之間的矛盾，大幅提高工業(yè)化成品住宅的整體水平，為居住者提供高質(zhì)量的居住保障，延長住宅的有效壽命，最終實現(xiàn)住宅建設的可持續(xù)發(fā)展。
作者：秦姍伍止超于磊單位：中國建筑標準設計研究院