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随着战争在乌克兰肆虐,随之而来的破坏导致了世界上最严重的住房短缺危机。自2022年2月俄罗斯入侵开始以来,估计有121,000座建筑被完全或部分摧毁,相当于近6100万平方米的住宅空间。战争的爆发和破坏的持续加剧,数以百万计的乌克兰人仍然没有足够的住房空间,这个数字还在继续增长。

这场迫在眉睫的危机促使建筑师们马不停蹄寻找缓解的措施,其中多伦多的建筑公司WZMH建筑事务所提出了一种创新的开发技术,这种技术可以极大地促进这个饱受战争蹂躏的国家的重建工作。

WZMH的解决方案叫做Speedstac,是一种预制系统,由预制混凝土模块组成,这些模块可以堆叠或成排组装,插入公寓楼替换损坏的单元。这项技术可以取代因火灾和导弹袭击而受损的部分中高层建筑,而无需完全拆除这些建筑。

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预制模块化单元将滑入现有建筑并用新的住宅单元替换损坏的部分

WZMH事务所一直在他们的Sparkbird创新实验室中研究Speedstac,parkbird创新实验室是一个研发合作组织,成立于2017年。

最初,Speedstac是作为解决北美市场住房和建筑劳动力短缺的解决方案而开发的,从俄罗斯入侵乌克兰开始,Speedstac研究转向了不同的方向。一群乌克兰建筑师暂时移居加拿大,其中包括加入多伦多WZMH团队的Yuliia Fedorenko。他在Sparkbird实验室的讨论中指出Speedstac技术可以应用于乌克兰,因为乌克兰的苏联时代中高层建筑高度标准化。

“这些苏联时代公寓的结构与Speedstac模块具有相同的尺寸和比例,这个想法在乌克兰很容易实现,我们意识到Speedstac就像是苏联混凝土结构的改进版。”

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Speedstac具有独特的专有组件,“特殊连接器”,它促进了将建筑堆叠在一起的过程

团队开始针对这一新课题进行针对试验,Fedorenko联系了乌克兰的朋友,收集有关苏联时代乌克兰公寓的建筑平面图和结构信息。同时,在乌克兰驻加拿大大使馆的帮助下,WZMH招募了来自哈尔科夫和顿巴斯大学的建筑和工程专业学生,这两个地区受到战争的打击尤为严重,他们可以更好地为实地项目做出贡献。

对于WZMH的负责人Zenon Radewych来说,乌克兰和加拿大的个人之间的合作,以及在多伦多办事处让当地乌克兰人促进交流,一直是Speedstac计划中很有意义的方面之一。

Radewych表示:“我们正在研究一些我们拥有第一手知识的东西,这些知识可以让我们了解那些建筑的全部内容。”

Sparkbird实验室开发了Speedstac技术在受损建筑中的一些潜在应用方式。一种方法是在现有建筑内进行整齐的切割,移除被破坏的部分,使用起重机和软件将Speedstac模块插入其位置。另一种解决方案是完全移除建筑的损坏部分,在建筑顶部添加新的模块化单元以弥补损失的密度。这种解决方案虽然在实践中更容易实施,但需要对建筑进行结构更改,例如增加新的楼梯和电梯等。

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预制模块化构建块的渲染

WZMH已获得用于在乌克兰建造两个Speedstac模块的资金,Radewych预计将在今年年底或2023年初建成。团队使用这些模块作为原型,希望通过预制测试模块化组装的潜在设计问题,比如盒子之间的连接器公差强度和重量挑战,同时帮助制造商弄清楚如何批量生产这些盒子。

鉴于战争造成的持续危险以及战斗对建筑造成的破坏范围,WZMH正在采用尖端技术对结构进行远程分析。团队计划使用安装在无人机上的激光雷达扫描仪来制作可能与Speedstac兼容的建筑3D模型,但是进行无人机扫描是一个棘手的过程,需要大量许可,因为无人机可能会被误认为是敌方武器并被意外击落。

WZMH还依靠乌克兰的建筑师来收集有关未来建筑的信息。为了这项任务请来了哈尔科夫的建筑师亚历山大·菲尔,也是哈尔科夫国立设计与美术学院的博士生,战争开始时移居基辅的菲尔已成为WZMH和Speedstac与当地现实的重要联系。

“对于WZMH来说,重要的是让乌克兰的专家参与进来,他们不仅了解当地的建筑规范,而且也切实感受到这些问题,因为他们就生活在当前的环境中。”

今年,菲尔参观了已被导弹袭击和火灾部分摧毁的建筑,费尔甚至能够进入某些被摧毁的单位并评估罢工造成的结构损坏,有些损坏虽然可能不算最糟,但仍然很严重,比如“一堵像纸一样弯曲的混凝土墙”。

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俄罗斯导弹袭击乌克兰伊尔平造成的结构性破坏

尽管有这些严重的破坏,人们仍然住在大楼里。对于菲尔来说,这凸显了考虑战火地区重建项目的人道主义影响的重要性:“人们仍然住在他们的公寓里并使用建筑的便利设施,在这种情况下,我们的工作需要特别小心。”

大规模应用的道路还很长,但Radewych发现Speedstac在乌克兰的应用已经极大地扩展了技术的可能性。Speedstac的多功能性不仅可以作为缓解全球住房短缺的工具,还可以作为快速解决乌克兰以外其他自然或人为危机的工具。

“乌克兰将成为这项技术的一个了不起的试点,然后可以用来解决世界其他地方的住房短缺和灾难。乌克兰局势将产生许多伟大的发明,这些发明将用于未来30年、40年、50年。”

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