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欧特克:科技助力科学、可持续性的灾后重建

汶川地震周年之际,由全球最大的二维、三维数字设计和工程软件公司欧特克(Autodesk Inc.)发起并大力推进的"马尔康爱心援建行动"(简称"马尔康"行动)在包括各级政府、建筑学界、高校等社会各界的支持下,取得了一系列实实在在的成果:四川阿坝州茂县太平乡杨柳村示范村已经完成样板房的主体建设,并将于7月全面竣工,迎接当地羌族居民;欧特克与清华大学建筑学院联手开展的设计方案大赛成功举办,并将向灾区无偿提供和向全社会公布兼顾实用性、多样性及当地文化特色的、达到施工图深度的农村住宅设计方案和技术图纸;以"汶川大地震都江堰纪念馆设计"为主题的全国大学生可持续建筑设计竞赛吸引近百所高校建筑专业的近万名学子的踊跃参与,产生近千件优秀设计作品,创国内高校建筑类设计大赛规模之最。"马尔康"行动以二维、三维"设计"为切入点,为实现灾后重建的科学性、可持续性提供了示范。

马尔康是四川省阿坝藏族羌族自治州州府名,藏语是"火苗旺盛"之意,引申为"兴旺发达之地"。与其说"马尔康"行动是一个重建项目,到不如说它是一个重建平台—汇聚科学"设计"和社会各界爱心和力量"火苗"的平台。其最为独特的地方就在于采用最先进的可持续设计理念、实现了建筑设计和制造加工的跨行业整合,解决了灾后重建工作中的一些核心难题,同时还兼顾了四川地区特有的多样化民族文化和居住风俗。

"马尔康"的由来

四川,作为我国人口大省,不但人口密集,而且民族众多,呈现出多样化的民族文化和居住风俗。然而这样的特点在大地震发生后却为重建工作带来了巨大的挑战。

首先是庞大的受灾人口。据估算,此次地震的受灾人口超过4500万人(地跨三省51区县13万平方公里),粗略估算重建房屋将以百万计算。如此众多的房屋,分布在如此广阔的地域,又涉及差异巨大的居住风俗……对于建筑房屋来说,如何尽快的设计出这些房屋?如何满足施工的人力需求?如何满足重建的材料供应?更困难的是,绝大多数受灾的家庭都处于破产的边缘,如何承担重建的费用?

作为在建筑设计领域应用最广泛的软件公司,欧特克公司内部有大量熟悉建筑行业的人才。在2008年5月14日,灾难发生后仅仅两天,"马尔康"行动的原始想法就已经在公司管理层酝酿:采用曾经在台湾"9.21"大地震后大显身手的可持续发展的重建方案,联系国内外各种资源,为灾区提供一个能够满足设计大量快速、施工简单快速、材料经济、并具有广泛适应性的合力建房方案。真的有这样完美的方案么?谁也无法断言。但至少从当时看来,欧特克的"马尔康"行动能够很好的满足汶川大地震大多数的灾后重建需求。

设计

以当时情况看,在短时间内完成数百万幢房屋的设计,恐怕将全世界的建筑师都算上也无法完成。然而时间不等人,那么就只能进行统一设计,之后再在有限的几个设计模型中进行适应性修改。但即便如此,也需要专业的人员才能完成。这时,一个标准化、信息化的三维建筑模型就显现出独一无二的优势。这也就是欧特克发起"马尔康"行动最重要的原因。

运用Autodesk Revit软件,建筑师能够建立一个带有全部设计数据的三维建筑信息模型(BIM)。这个模型不但拥有建筑施工所需的各种长宽高数据以外,还带有各种材料数据,并能够根据这些数据进行受力情况、抗震性能、保暖性能等等的专业分析。更重要的是,当对建筑进行简单调整时(比如少量的改变门窗的位置和尺寸等等),其他因调整而产生的数据变化将会自动测算完成补充道模型中去,而且一旦这样的调整产生不良影响(比如降低抗震强度、改变受力等等),系统会自动提示并无法进行调整。这些特点非常实用。三维的建筑信息模型很直观,普通人都可以理解。而完善的自动调整功能更大大简化了设计中的专业需求。换言之,一旦设计方案在Autodesk Revit中建立了一个建筑信息模型,那么一些具有一定电脑操作能力的普通人都可以经过简单的培训而具备简单调整方案的能力。这无疑意义非凡:等于借助软件的力量增加了无数的"建筑设计师"。

材料

设计完成了当然要施工。不过盖房子是要材料的。在我们传统的概念中,盖房的材料不能缺少钢筋、水泥、砖、木头等等。但在这次灾后重建中,由于需求量过于巨大,再加上运输的困难,采用传统的建房模式显然是不行的。"马尔康"行动的方案非常简单:采用轻钢龙骨的装配式住宅。简单的说,就是采用轻质钢材构成房屋的所有骨架和支撑,并采用简单的螺丝装配方式将他们组合在一起。就好象在购买DIY家具一样,只要有一份简单的说明书,每个人都可以自己完成这个组合过程。这样,不但可以很好的保障房屋的抗震性能,更将建筑材料大大简化–轻钢龙骨的生产速度大大快于砖石钢筋等建筑材料。而在Autodesk Revit中完成的建筑信息模型中的数据可以直接输入Autodesk Inventor(欧特克公司在制造业中广泛使用的另一个软件产品)。这样,工厂完全可以按照每栋房屋进行加工,之后直接封装起来就可以了。轻钢龙骨是可以大批量快速生产的,而且运输也简便的多。

施工

DIY家具或许人人都会组装。但是房子可不是人人都会建造的,那是需要具备专业能力的建筑工人来完成。但是,在这次的灾后重建中,根本不可能有那么多受过专业训练的工人参与其中的。所以,最现实的办法是如何降低施工难度,并充分利用民间的力量。在"马尔康"行动计划中,三维的设计模型和装配式住宅的构思从根本上改变了房屋施工对人工的需求。特别是在Autodesk Revit中的建筑信息模型中,还可根据各种数据自动生成施工工程材料清单和工程进度表。有了这些表格,只要按图索骥就完全可以将原本复杂而多头的施工工作安排的清晰妥帖。这一点,欧特克的"马尔康"行动团队在方案初期就进行了实践检测。

2008年6月18日,由一名建筑师、三名软件工程师、一名顾问组成的先遣队来到四川省绵竹市遵道镇棚花村。这样五个从没盖过房子的人,加上当地的五名普通农民,用五天时间就完成了一座可供两百名村民使用的三十平米的绿色环保型公共厕所。不仅令当地村民大为惊叹,也坚定了欧特克所有人的决心。

资金

尽管有国家和当地政府的大力支持,但是大多数的受灾家庭甚至只能挪借出几千元用于重建家园。如果按照传统农民心目中的"青砖大瓦房"显然是不现实的。但是,如果采用"马尔康"行动中的重建方案,单位建筑成本可以控制在每平米600元。对于一个五口之家来说,建筑一栋80平米的房子只需要不到5万元。而且,在这600元/平米的建筑成本中,包括了施工人工和一些购买的建材。如果自己动手并就地取材建造墙壁等部分(比如草、竹子等等),这部分预算还可以大大降低。

如此,原本和盖房子毫不相干的软件却为重建工作带来了翻天覆地的改变,不但解决了重建工作中众多的难题,更改变了人们很多传统建筑观念。其中最重要的就是可持续发展观念。通过可视化、可模拟和可分析的三维建筑信息模型,设计师被大大解放了。数字化的模型还实现了跨行业数据交互,使得设计、材料生产和施工形成了一个无缝的流程。再配合自动生成的施工料单、工程进度表和直观的三维说明书(如同动画片般的简单直观),看似复杂的建筑工作变得简单易行。而方案中可以根据当地环境进行适度调整和就地取材的设计思想更是充分体现了保护人文和自然资源的绿色观念。

"马尔康"在行动

有了好的想法实现了才有意义,同样,有了好的方案行动才最重要。从2008年5月构思产生至今,"马尔康"一直在行动……

2008年5月30日            欧特克援助灾后重建项目–"马尔康"行动正式立项,并组成专项小组,欧特克公司全球高级副总裁、亚太区总裁魏?德先生和欧特克公司全球副总裁、欧特克中国研究院院长黄健铭亲自领衔。"马尔康"行动小组集合了欧特克在中国所有的资源,保证了强大的技术支持。

2008年6月18日            欧特克"马尔康"行动小组5人先遣队入川,进驻绵竹市遵道镇棚花村,并与当地5名村民一起,10个人仅用5天时间就建造了一座30平米、足够全村200户人使用的公用厕所。初步的实践为"马尔康"行动的下一步展开累计了丰富的一手实地资料。

2008年7月18日            欧特克"马尔康"行动小组在魏?德先生的带领下向相关部门正式提交了"马尔康"行动的灾后重建计划书。计划书中所描述的重建方案以其造价低、工期短、抗震性好、使用面广、施工简便等特性,得到了政府相关部门领导的首肯。

2008年8月16日            欧特克"马尔康"行动方案日臻完善。"马尔康"行动小组成员随后二次进川,赴四川省绵竹市九龙乡,基于改进的方案进行实地施工,完成了一栋可供10人居住的"马尔康"行动示范屋。紧接着,200栋示范屋在青川县、汶川县和茂县破土动工。这批示范屋的施工过程将作为其他地区灾后重建的试点和教学,以便在各地迅速推广,规模效应出现。

2009年3月19日            欧特克与清华大学合作举办"马尔康爱心援建行动"之"清华大学设计方案征集大赛"启动。4月12日,获奖作品出炉。这些作品已交北京清华城市规划设计研究院建筑分院深化,并将无偿捐献给灾区。

2009年3月20日            由欧特克和全国高等学校建筑学学科专业指导委员会等单位联手举办的以"汶川大地震都江堰纪念馆设计"为题的Autodesk Revit设计大赛收官。评选出的优胜作品将无偿捐献给都江堰当地政府部门,作为建筑最终方案的候选。

日前                                     由欧特克和清华大学共同捐资兴建的四川省阿坝藏族羌族自治州茂县太平乡杨柳村示范村项目的56户民居已经破土动工,并且已经完成了轻钢龙骨的搭建。计划2009年7月底前实现全面竣工,完成水、电等配套设施的建设,当地的羌族同胞搬进崭新的家园。

以"马尔康"行动为核心的灾后重建工作进入了一个全新的阶段……

同心协力 合力建房

"马尔康"行动提供了一个科学、先进、可持续发展的重建方案,也创造了一个开放的合作平台。在计划实施的过程中,欧特克不但利用自己在二维、三维软件方面的产品和技术特长、建筑和制造方面的行业知识为"马尔康"行动的重建方案提供了技术保障,也通过公司和个人的各种资源汇集了海峡两岸社会各界有志于此的机构和人士。这里面包括建筑师、社会学者、志愿者、制造商、慈善机构、企业、学校等等社会各界的力量。迄今为止,"马尔康"行动不仅得到了欧特克员工、特别是欧特克中国研究院上下同心的倾力投入,更已经得到国家建设部和四川地区政府部门、清华大学、北京建筑工程学院等全国近百家高等院校的专家力量和师生的踊跃支持,以及中国建筑设计研究院、北京清华城市规划设计研究院等专业机构的鼎立相助,和社会力各界和支援者们的关注和无私奉献。可以说,"马尔康"行动从诞生第一天起,就不是欧特克自己的"马尔康"行动,而是各方力量发挥所长、同心协力灾区重建的"马尔康"行动。

2009年5月12日,汶川大地震一周年纪念日,这一天对于"马尔康"行动小组和更多业界学界支持者来说不是终点,而是起点。在灾后重建道路上,"马尔康"行动小组还有很多事情要去做;而通过先进的技术手段,提升中国农村的住房质量,进而推进中国的社会主义新农村建设的进程,是他们更长远的思考议题。

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