Interiérové ​​vykreslování přízemí v proto-modelu X, prototypové dřevěné budovy Sidewalk Labs. (Obrázek: Michael Green Architecture and Gensler)

Průzkum 2: Jak navrhnout dřevěnou budovu, kterou lze snadno vyrobit v továrně

Ve druhé části naší série vysvětlíme, jak jsme upravili design našeho proto-modelu z vysokého dřeva, aby podporoval výrobu a montáž.

Tento příspěvek je druhým ze dvou zkoumaných poznatků získaných při navrhování vysokého dřevěného proto-modelu PMX. Doporučujeme nejprve si přečíst úvod a část první.

Jakmile jsme stabilizovali konstrukci PMX na 35 příbězích, obrátili jsme svou pozornost na využití potenciálu dřeva pro použití v mimopracovní výrobě.

Pomocí počítačově řízeného řezacího stroje lze dřevo spojit do různých tvarů a velikostí, na rozdíl od betonu a oceli, které musí být odlévány nebo vytlačovány do forem vyrobených na zakázku. Poté může být převezen na vývojové místo, přičemž každý vůz je zabalen až po okraj, protože nehrozí překročení hmotnostního limitu. Chcete-li realizovat tyto efektivnosti, architekti musí aktivně zvážit, jak vytvořit návrh budovy, který se hodí pro tovární výrobu, což je úsilí známé jako Návrh pro výrobu a montáž.

Masivní dřevěné budovy, které Sidewalk plánuje, budou vyráběny v továrně, která ukazuje standardizované díly, které lze kombinovat do mnoha různých typů budov. Všechno v této „sadě dílů“ musí být modulární a vzájemně propojené, včetně infrastruktury, jako je instalatérství. Standardizace součástí umožňuje rychlejší a předvídatelnější výrobní proces a jejich vzájemná zámková povaha umožňuje snadnou montáž na místě. Společně tyto vlastnosti urychlují výstavbu, takže budovy jsou levnější na dokončení a zvyšují cenovou dostupnost pro stavitele a nájemce.

Reprezentativní obrázky soupravy částí, které tvoří budovu PMX. (Obrázek: Michael Green Architecture)

Výrobní a konstrukční proces skupiny LEGO je blízkou a užitečnou analogií. Při vývoji nové sady LEGO si musí designéři společnosti vybrat z obsáhlé knihovny cihel a dalších drobných plastových součástí, které musí kliknout na sebe. Je povoleno určité přizpůsobení barvy, velikosti a tvaru, ale vytvoření příliš velkého počtu jedinečných kusů způsobí náklady na balón. Neschopnost LEGO ovládat počet kusů na začátku 2000 let - počet unikátních kusů se zdvojnásobil na 12 000 - společnost téměř zkrachovala.

Optimalizace „podlahové kazety“

Pokud je základní jednotkou designu pro LEGO cihla, pro PMX, nazýváme to „podlahová kazeta“. Plášť každé kazety je vyroben ze dřevěných panelů s akustickými a izolačními vrstvami. Interiéry jednotlivých kazetových trubek a vodičů, které jsou součástí mechanických, elektrických a vodovodních systémů budovy. Kazety jsou zasunuty jeden po druhém do obálky budovy a navzájem se spojují a vytvářejí nové podlahy.

Použití kazet k výstavbě podlah se velmi liší od toho, jak se dnes staví podlahy výškových budov. V typické budově postavené na staveništi je lešení postaveno jako základ podlahy z oceli nebo překližky, přičemž beton se nalévá na povrch - dlouhý, náročný a na uhlík náročný proces. Dokonce i v prefabrikovaných budovách, které jsou málo a daleko mezi nimi, jsou podlahové kusy obvykle pouze základní betonové desky a mechanická, elektrická a vodovodní zařízení musí být zajištěna samostatně.

Mechanická, elektrická a vodovodní zařízení jsou umístěna do podlahové kazety v továrně. Kazety jsou potom přivedeny na místo pro vložení do budovy. (Obrázek: Integrální)

Aby se kazety mohly spolehnout na efektivní tovární výrobu a montáž na místě, potřebovali jsme snížit počet jedinečných kazet na PMX a čas potřebný k výrobě každé kazety v továrně. To znamenalo, že přístup založený na kazetách měl několik podstatných důsledků pro design a výběr materiálu pro PMX.

Za prvé, rozpětí sloupců na PMX musela přesně odpovídat standardizovaným kazetovým modulům, jinak bychom museli vytvářet drahé, přizpůsobené výplňové kusy. Rovnoměrná mřížka, která úhledně pasuje na identické kazety, je také užitečná při konstrukci. Když je každá kazeta zaměnitelná, již nemusíte sledovat konkrétní sled, ve kterém by měly být části umístěny do budovy.

Za druhé, volba použití podlahových kazet ovlivnila, jaké materiály jsme použili. V typické budově se beton nalévá a nechá se na místě vytvrzovat po více dní. Ale výroba kazet v továrně znamenala, že jsme potřebovali použít materiály (jako je například kamenná vlna), které by se daly rychle řezat a aplikovat, aby byl proces v pohybu. Kazety v PMX mohou být vyráběny ve 25 krocích, přičemž každý krok trvá 25 minut na montážní lince - a my tyto údaje stále snižujeme díky zlepšování procesů a neustálému výzkumu a vývoji.

Standardizace obálky budovy

Někteří lidé stále spojují estetiku „prefabrikovaného“ s bytovým boomem po druhé světové válce, když továrny vypouštěly příměstské domy pro řezačky souborů cookie. Jedním z cílů projektu PMX bylo vzdorovat této historii, což ukazuje, že prefabrikace může stále přinést zajímavou architekturu.

Stejně jako všechny ostatní prvky PMX musí být obálka budovy tvořena řadou panelů, které lze vyrobit v továrně. Obálka však může být „potažena“ panely libovolného tvaru, materiálu nebo designu, pokud splňují požadavky na stavební předpis a dodržují standardizovaný modulární vzor.

V případě PMX jsme začali s velmi základním modulem, konzistentním s tím, co by se dalo najít v typickém centru města v jakémkoli rostoucím městě - kovovým panelem se 40 procentním pokrytím okna, doprovázeným balkonem pro každou jednotku. (Pokud se 40% pokrytí cítí nízko, jedná se vlastně o odraz energeticky účinných trendů designu budov, které vyžadují menší plochu oken a lepší izolaci, aby se snížily potřeby vytápění a chlazení.) Tým poté prozkoumal řadu vysoce expresivních návrhů, záměr představit velmi širokou škálu architektonických možností.

Tým PMX prozkoumal řadu různých fasádních plášťů, které ukazují širokou škálu architektonických možností pro budovu.

Použitím různých vzhledů se PMX může proměnit v nespočet různých budov, včetně čtyř zde zobrazených. Tyto kůže nebo jiné lze použít na budovy různých tvarů nebo velikostí, všechny vyrobené v továrně.

Velkým příslibem vyrobeného dřeva je samozřejmě to, že by mělo pomoci dodávat budovy mnohem rychleji a levněji než konvenční techniky. Vzhledem k tomu, že v mnoha velkých městech rostou stavební náklady, je dřevo jedním z možných řešení pro zajištění větší dostupnosti. Namísto toho, aby dřevěné budovy vedly ke generickým výškovým budovám, mohou tvořit dynamická sousedství oslavovaná pro svou odlišnou architekturu - nejen pro své účinné inženýrství.

Pokud jste vývojář nebo odborník na dřevo, který chce spolupracovat na zdokonalování designu vysokých dřevěných domů, kontaktujte tým budov Sidewalk na adrese [email protected]