Поиск по сайту
Авторизация
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Рейтинг@Mail.ru
Подписка на рассылку...

Модуль подписки в настоящее время недоступен.

Строительство с открытым исходным кодом: переосмысление мест проживания

Open Source Building: Reinventing Places of Living

By Kent Larson, Stephen Intille, T.J. McLeish, Jennifer Beaudin, and R.E. Williams
July 15, 2004

В этой статье мы утверждаем, что новые технологии и стратегии для разработки могут обеспечить более отзывчивую модель для создания мест проживания, где: (1) Разработчики становятся интеграторами и строителями альянсов, предлагая индивидуальные решения для индивидуальных пользователей, (2) Архитектурные конструкторские разработки эффективно создавать тысячи уникальных сред, (3) Производители соглашаются с стандартами интерфейса и становятся поставщиками компонентов первого уровня, (4) Строители становятся монтажниками и монтажниками, и (5) Клиенты (домашние покупатели) становятся «дизайнерами» на центр процесса, получая персональную информацию о дизайне, продуктах и ​​услугах в момент принятия решения. Мы называем эту новую модель для создания жилья «Строительство с открытым исходным кодом». Мы описываем работу исследовательской группы House_n в Массачусетском технологическом институте для разработки концептуальной основы для разработки Open Source Building, а также для прототипа и тестирования альтернативных методологий строительства и новых инструментов проектирования, которые его поддерживают Мы полагаем, что этот подход может изменить то, как дома будут созданы в течение следующих 10-15 лет, и создать новые пути для этого рынка на 322 миллиарда долларов в год для компаний, производящих материалы, продукты и услуги для дома. [1] 

Архитектура, технология и проблема жилищного строительства

Введение

С темными и переполненными квартирами, заполняющими города, великие архитекторы начала 20-го века сосредоточились на переосмыслении жилья. Они представили себе, что их новые инструменты - электричество, сталь, бетон, листовое стекло, массовое производство и свежие идеи о дизайне - могут быть использованы для преобразования общества к лучшему. «Проблема нашей эпохи - проблема дома», - писал Ле Корбюзье в 1927 году [2], а Уолтер Гропиус, основатель Баухауза, надеялся, что индустриальные процессы строительства могут «удовлетворить стремление общественности к индивидуальности и предложить клиенту удовольствие личного выбора". [3]

Хотя это и не было их намерением, результатом было неустанное монотонное и даже более безличное массовое жилье. Это продолжалось в наше время с загородными разрастаниями и банальными городскими жилыми домами.

 многоуровневые потолки

Сегодня у тех, кто интересуется новым домом, есть два разных варианта: 1) покупка стандартного родового дома, созданного спекулятивным разработчиком (выбор почти всех), или 2) привлечение архитектора для создания индивидуального дизайна со связанным временем , расходы и риск (выбор небольшого меньшинства). В настоящее время архитекторы не имеют значимого участия в большей части жилья, произведенного в США, и в отличие от начала 20-го века, немногие архитекторы сегодня заинтересованы в решении социальных проблем через архитектуру.

В этой статье мы выступаем за третий путь. Мы предлагаем новую модель для промышленности под названием «Open Source Building».

Открывает Source Building использует новые инструменты нашей эпохи: недорогие вычисления, практически бесплатную электронику, интернет, беспроводную связь, высокопроизводительные материалы и новые технологии проектирования, изготовления и поставки. Благодаря этим новым инструментам мы, наконец, получим возможность сделать превосходный дизайн повсеместным - одновременно с решением надвигающихся социальных проблем. Промышленность может сочетать большую часть качества и отзывчивости «одноразового» дома, спроектированного архитекторами, с еще большей эффективностью, чем спекулятивное массовое жилье. Open Source Building объединяет аспекты Open Building, разработанные Джоном Хабраканом [4], с использованием стратегий Open Source, которые можно найти в индустрии программного обеспечения и электроники.

Основываясь на тенденциях, которые проявляются в других отраслях промышленности (см. Раздел 4), мы выступаем за замену развития общего спекулятивного жилья с помощью модели с открытым исходным кодом, где:
• Разработчики становятся интеграторами и строителями альянсов, предлагая индивидуальные решения для индивидуальных пользователей.

• Архитекторы проектируют дизайн-двигатели, чтобы эффективно создавать тысячи уникальных сред.

• Производители соглашаются с стандартами интерфейсов и становятся поставщиками компонентов первого уровня, производящими системы, которые имеют общую инфраструктуру обнаружения и связи.

• Строители становятся монтажниками и монтажниками.

• Клиенты (домашние покупатели) становятся «дизайнерами» в центре процесса, получая персональную информацию о дизайне, продуктах и ​​услугах в момент принятия решения. [5]

 многоуровневые потолки

В этой статье мы изложим работу Исследовательской группы House_n, чтобы сформулировать комплексную и гибкую стратегию создания высокочувствительных сред для людей и описать прототипные системы доказательств концептуальности, которые мы разработали и построили для поддержки Open Source Building.

Сценарии (жилищная промышленность в 2015 году)

Следующий сценарий обеспечивает высокоуровневое интегрированное представление о процессе проектирования и строительства, которое может быть достигнуто в течение следующих 10-15 лет с учетом текущих тенденций в жилищной отрасли, инноваций в других отраслях и новых технологий для дома. [6]

Сценарий Часть 1: разработчики как интеграторы

Жилые разработчики теперь специализируются на процессе приобретения, финансирования и все более сложных процессах публичного одобрения. Они формируют деловые отношения с конкурирующими «строителями-интеграторами», которые управляют процессом предоставления индивидуальных индивидуальных домов.

Конкурирующие «голова к голове», сравнимые с производителями автомобилей и бытовой электроники, эти интеграторы разработали эффективный процесс, предлагающий широкий спектр функций, качества и производительности. Самые успешные найти конкретные рыночные ниши, где они преуспевают. Отражая тенденцию к поставщикам «Tier-1» в других отраслях промышленности, жилищное строительство развивалось от полевых процессов, организованных торговлей (субподрядчиками), до интегрированных «решений», предоставляемых партнерами по аутсорсингу.

Сценарий Часть 2. Стандарты проектирования, конфигурации и промышленности

Многосемейные здания являются первыми, кто принимает стратегии «с открытым исходным кодом». При длительном процессе утверждения здания должны быть спроектированы задолго до того, как покупатель квартиры войдет в процесс. Чтобы уменьшить риск и увеличить отпускные цены, разработчики теперь разделяют здание на два компонента: открытое базовое здание «чердак», которое эффективно объединяет основные услуги здания и настраиваемый «заполнение», настроенный пользователем в точке продажи , изготовленный по заказу и быстро подключенный к шасси.

Каждый интегратор лицензирует вычислительные механизмы проектирования от архитекторов / программистов, которые используются клиентом для создания уникального, но формально согласованного результата. Некоторые используют «домашний конфигуратор» с ограниченным набором опций модели Dell. Для более предприимчивых может быть выбран механизм проектирования, который в основном ограничивается кодовыми и структурными требованиями. Другие специализируются на личном взаимодействии с пара-архитектором, чтобы руководить клиентами через сложный процесс принятия решений, связанный с планированием, отделкой помещений, оборудованием, освещением, будущими вариантами и т. д. По мере изучения вариантов представлена ​​индивидуальная информация - часто непосредственно от производителей - чтобы помочь «дизайнеру» принять обоснованные решения о стоимости, производительности, эстетике, стоимости жизненного цикла, долговечности и т. д.

 многоуровневые потолки

Независимо от стратегии проектирования и конфигурации, все интеграторы захватывают окончательный дизайн с использованием вычислительных средств, которые вставляют и обрабатывают описания каждого компонента, представленные в промышленности, - от сантехники до кухонных шкафов до оборудования HVAC. Несмотря на то, что существует широкий спектр проприетарных систем, все компоненты подключаются в соответствии с установленными отраслевыми стандартами. Силовые, информационные, водяные, газовые и напольные / настенные соединения в значительной степени совместимы между производителями. Компании, которые ранее производили сырьевые древесные строительные материалы, теперь производят высокоценные строительные компоненты, включая наружные стены, пол, крышу и внутренние системы заполнения. Компании, которые ранее производили трубы и проволоку, или запатентованные светильники или системы, теперь выпускают совместимые компоненты для электрических систем, систем водоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые сопоставимы со сменными устройствами в индустрии ПК. Технологические компании открывают новые рынки, становясь поставщиками подкомпонентов строительным компонентам, поскольку количество процессоров и датчиков в доме превышает количество автомобилей.

Сценарий Часть 3: Изготовление и установка

Когда проект завершен и выполняется транзакция покупателя, описание каждой системы передается на завод по сборке интегратора. Интегратор получает своевременные поставки необходимых компонентов от производителей и дистрибьюторов, используя инструменты управления цепочками поставок, аналогичные тем, которые разработаны в автомобильной промышленности. При стандартизированных соединениях и более жестких допусков на размер, отделка занимает не более 10 дней. Хотя системы дома функционально интегрированы, они также тщательно распутываются, поэтому каждый может быть изменен во время проектирования или использования, не влияя на производительность более крупной системы. Большинство устройств и систем имеют IP-адреса и обмениваются данными по беспроводной сети или с помощью несущей powerline, что позволяет, например, управлять освещением и изменять его во время проживания дома.

...

Конвергенция возможностей и дальнейшие шаги

Изменение мест проживания

Мощные социальные силы работают, что может вызвать фундаментальные изменения в том, как мы проектируем, строим и интегрируем технологии в места проживания.

   • Характер работы меняется, и до 1/3 рабочей силы работают дома в некоторых компаниях.

• Надвигающийся кризис в сфере здравоохранения, вызванный демографией бэби-бумеров, потребует перехода на профилактическую медицину на дому.

• Нехватка энергии, вызванная неспособностью расширить сеть и строительство новых централизованных заводов, будет мотивировать возобновляемое производство на основе домашнего использования и передовые методы сохранения.

• Технологические компании, разрабатывающие продукты и услуги для домашнего здравоохранения, работы, торговли, игр, энергосбережения и коммуникации, нуждаются в сложной, гибкой, обновляемой инфраструктуре дома.

• Доступное восприятие и вычисления найдут свой путь почти во все человеческие, включая строительные компоненты.

• Строительные компании стремятся перейти от низкорентабельных товаров к высокоценным системам.

• Недостаток квалифицированного строительного труда, идентифицированный 80% подрядчиков в качестве их самой серьезной проблемы, заставит переход к автоматизированным процессам изготовления (новый дом, построенный на сайте в США, составляет до 80% полевого труда и 20% материала расходы).

• Веб-инструменты настройки клиентов, инновации в области управления цепочками поставок и автоматизированные процессы производства меняют способы продажи, разработки и изготовления продуктов.

• Возвращение к городской жизни и эскалация ценностей собственности ставят премию на многоцелевое, компактное, гибкое, высококачественное жилое пространство.

• Бэби-бумеры и домашние покупатели GenX с беспрецедентными ресурсами, средой спроса и продуктами, которые напрямую отражают их уникальные ценности и потребности.

Ожидания бэби-бумеров могут быть самым важным фактором в изменении отрасли. Выступая на конференции Национальной ассоциации домостроителей в 2002 году, Уильям Новелли, исполнительный директор и главный исполнительный директор AARP, сказал следующее о бэби-бумерах и жилье:

«Они любят выбор: настраивают шведский стол и позволяют им самим помогать. Они хотят. Они хотят информации - и чем больше источников, тем лучше, потому что они не боятся принимать решения, а только на собственные часы и в своих условиях». [18]

Предоставление индивидуальных решений в сфере жилья является радикальным отходом от модели развития «единого размера для всех» купеческого строителя.

Последние тенденции в отрасли: модульность + с открытым исходным кодом + настройка

Новые технологии не только трансформировали продукты, но и резко изменили способы проектирования, производства и сбыта продукции. В настоящее время многие компании объединяют три концепции: 1) принципы модульности (где стандартизован интерфейс между системами), 2) форма открытого источника (где разработчики и инженеры во многих разных местах и ​​организациях обмениваются знаниями и деталями и соглашаются на общий дизайн правила) и 3) настройка (где продукты адаптированы для конкретных потребностей и значений личности). 

Например, Dell стала интегратором, который формирует деловые отношения с сетью стратегических партнеров и поставщиков; предлагает потребителям веб-конфигурацию и инструмент принятия решений для настройки; и строит «серийные количества одних» компьютеров, предназначенных для индивидуальных клиентов, в основном стандартизованных шасси и модульных дополнительных компонентов.

В автомобильной промышленности эти разработки очевидны при стандартизации шасси, компонентов двигателя, датчиков, жгутов проводов и т. Д. В продуктовых линиях; использование поставщиков «tier-1», которые заменяют тысячи деталей сборочных линий интегрированными сборками компонентов; и вездесущие «конфигураторы автомобилей» для клиента, чтобы «построить свой собственный автомобиль». Как Ford, так и BMW, реагируя на давление на рынке, разработали планы перехода к «количеству партии одного». Широко распространенный концептуальный автомобиль HyWire GM задуман как стандартное шасси, которое будет распространено во всей линейке продуктов, с очень индивидуальным «заполнением» (части тела, отделки, электроника и т. Д.). Производство коммерческих самолетов и производство круизных судов используют аналогичные стратегии. Однако сопоставимого подхода можно найти при проектировании и строительстве зданий.

Альянс с открытым исходным кодом

Существует огромный потенциал для новых продуктов и услуг, поскольку мы изобретаем процесс проектирования, изготовления и интеграции новых технологий в дом, но есть препятствия для инноваций, которые необходимо преодолеть.

Исследования, которые необходимы для использования этого потенциала, фрагментированы и вне контекста. Компьютерные ученые посещают всепроникающие компьютерные конференции, чтобы представить видения жизни в доме в будущем, но редко принимает участие архитектор. Архитекторы собираются для обсуждения новейших идеологий дизайна, не считая тех, кто фактически использует системы и материалы, которые они будут использовать. Десятки отраслевых групп собираются, чтобы обсудить новые производственные процессы или стандарты домашних сетей, не включая тех, кто фактически проектирует и строит здания. Исследователи здравоохранения предлагают видения умного медицинского дома будущего, но без тщательного изучения того, как изменится поведение и немедицинские потребности их пациентов, когда они покинут больницу и вернутся в дом. Устройства прототипированы для дома, не оценивая их использование в сложном сочетании повседневной деятельности.

Мы предлагаем, чтобы отраслевые и академические исследователи объединились для создания высокоуровневой «системной архитектуры», которая позволяет проводить комплексные исследования, ведущие к отраслевому соглашению о принципах проектирования (приводящее к промышленным стандартам). С этой целью мы создали Alliance Open Source Building Alliance (OSBA). Цель OSBA - инициировать взрыв творческой активности, приводящий к созданию высокопроизводительных и рентабельных сред:

• Стандартизация подходов к строительному «шасси» и интерфейсам между элементами

• Разработка гибкой методологии для неограниченных вариаций элементов, которые люди видят, касаются и взаимодействуют, или «заполняют».

Это будет включать отраслевое соглашение о стандартах, связанных с данными, электроникой, программным обеспечением и физическими компонентами, и т. д. Мы считаем, что это может привести к демократизации хорошего дизайна и техники. Он также может обеспечить интеграцию и экономию за счет масштаба, необходимую для новых материалов, технологий и услуг, которые отвечают огромным социальным потребностям нашего времени: от профилактической медицины до производства распределенной энергии.

Использованные источники

[1]  U.S. Census Bureau, Construction Expenditures Branch, 2003 figures, census.gov/const/c30_curr.txt

[2]    Le Corbusier, Towards a New Architecture, original edition published 1927.

[3]     Herbert, Gilbert, The Packaged House: Dream and Reality, Technion-Israel Institute of Technology, 1981.

[4]  Habraken, N.J., Variations, the Systematic Design of Supports. With J.T.Boekholt, A.P. Thyssen, P.J.M. Dinjens: MIT Laboratory for Architecture and Planning; distributed by the MIT Press, Cambridge, USA and London 1976.

[5]     Larson, Kent. A+U Architecture and Urbanism, "The Home of the Future" A+U 361, October 2000.

[6]     Kent Larson, Mark A. Tapia, Jose Pinto Duarte, "A New Epoch: Automated Design Tools for the Mass Customization of Housing" A+U 366, March, 2001.

[7]      Lawrence, T. Chassis + Infill: A Consumer-Driven, Open Source Building Approach for Adaptable, Mass Customized Housing. M.S. Thesis Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, September 2003.

[8]       E. Munguia Tapia, S. S. Intille, and K. Larson, "Activity recognition in the home setting using simple and ubiquitous sensors," in Proceedings of PERVASIVE 2004, vol. LNCS 3001, A. Ferscha and F. Mattern, Eds. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2004, pp. 158-175.

[9]     Thomke, Stefan and Eric von Hippel (2002) "Customers as Innovators: A New Way to Create Value" Harvard Business Review, Vol 80 No. 4 April pp 74-81.

[10]  Pine, Joseph, “Markets of One,” Harvard Business School Press, 1997

[11]  Beaudin, J. S. From Personal Experience to Design: Externalizing the Homeowner's Needs Assessment Process. M.S. Thesis Media Arts and Sciences, Massachusetts Institute of Technology, September 2003.

[12]  S.S. Intille, J. Rondoni, C. Kukla, I. Anacona, and L. Bao. A Context-Aware Experience Sampling Tool. Proceedings of the Conference on Human Factors and Computing Systems: Extended Abstracts, ACM Press, 2003.

[13]  Duarte, Jose. Customizing Mass Housing: a Discursive Grammar for Siza's Malagueira Houses. Ph.D. dissertation, Massachusetts Institute of Technology.

[14]  Ma, Xiaoyi, A Web-based User-oriented Tool for Universal Kitchen Design. Department of Architecture. Cambridge, Massachusetts Institute of Technology, 2002.

[15]  Byron Stigge, Informed Home Energy Behavior: Developing a Tool for Homeowners to Monitor, Plan, and Learn about Energy Conservation, Masters Thesis, Department of Architecture, Massachusetts Institute of Technology, June 2001.

[16]  McLeish, T.J. A Platform for Consumer Driven Participative Design of Open (Source) Buildings. M.S. Thesis Media Arts and Sciences, Massachusetts Institute of Technology, September 2003.

[17] Williams, R.E. Training Architectural Computational Critics by Example. M.Eng. Thesis Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, 2003.

[18]  Novelli, William D. Helping Aging Boomers to Age in Place, Lecture Presented at 2002 Seniors Housing Symposium, National Association of Home Builders, Orlando, FL, May 1, 2002.