模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用研究

李凡磊

摘?要：本文針對模塊化的基本概念和應(yīng)用原則展開分析，結(jié)合模塊化策略在空間屬性評價、戶型間的設(shè)計、戶型內(nèi)的設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)層的設(shè)計中的具體應(yīng)用，通過研究集成式發(fā)展、系列式發(fā)展、典型式發(fā)展等內(nèi)容，其目在于提高人們對模塊化策略的認(rèn)知能力，提升建筑工程設(shè)計內(nèi)容的可操作性。

關(guān)鍵詞：空間屬性;戶型間;標(biāo)準(zhǔn)間;標(biāo)準(zhǔn)層;應(yīng)用原則

在城市化發(fā)展速度不斷加快的背景下，城市建筑的密度也在提高。與此同時，城市人口數(shù)量的不斷增多，也使得土地資源的短缺性日益嚴(yán)重。針對此類情況，如何在滿足居民基本生活需求的基礎(chǔ)上，搭建節(jié)約型社會也成為城市規(guī)劃者需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。模塊化策略屬于細(xì)化資源屬性的發(fā)展策略，通過將模塊化策略應(yīng)用到建筑優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，對于降低建筑行業(yè)能耗，推動可持續(xù)發(fā)展工作順利進(jìn)行有著積極地意義。

1?模塊化相關(guān)內(nèi)容的論述

1.1?基本概念

在了解模塊化基本概念之前，需要對模塊的基本理念進(jìn)行了解，所謂模塊是指用來組成系統(tǒng)、自身具備某一項特定功能的獨(dú)立運(yùn)行單元。模塊化則是將某一個項目劃分為若干個管理用的獨(dú)立單元（即模塊），例如，在建筑工程模塊處理中，可以將其分為地基模塊、排水系統(tǒng)模塊、配電線路模塊等。在對這些已經(jīng)劃分好的模塊進(jìn)行組裝管理時，可以將相互間的關(guān)聯(lián)性作為模塊關(guān)聯(lián)管理的基礎(chǔ)，以此來達(dá)到合理管控模塊結(jié)構(gòu)的作用。

1.2?應(yīng)用原則

第一，模塊化的核心是將復(fù)雜的問題，進(jìn)行模塊化的拆分，進(jìn)而達(dá)到化繁為簡的目的，進(jìn)而縮短建設(shè)周期和優(yōu)化工業(yè)設(shè)計，這極大地節(jié)約了社會資源，體現(xiàn)了資源保護(hù)的原則。第二，模塊化具有較大的體系特征，獨(dú)立性、互換性和通用性，所謂模塊化，獨(dú)立性是基礎(chǔ)，建筑設(shè)計中每個模塊必須是獨(dú)立生產(chǎn)和加工無需與其他模塊相互制約的，才能體現(xiàn)模塊化的特點(diǎn)。當(dāng)某一個模塊出現(xiàn)問題時，可以采用相同的模塊進(jìn)行替代，即可正常工作。通用性，每個模塊不僅僅只是用這一處建筑，對于大多數(shù)的建筑撲面使用，進(jìn)而減少了設(shè)計成本。第三，一種形式的模塊化部件，可以完善建筑的全生命周期，同時還可以將建筑對換將產(chǎn)生的負(fù)面影響減小到最小的程度，體現(xiàn)了保護(hù)自然原則。第四，模塊化建筑將工業(yè)化生產(chǎn)的思想進(jìn)行了應(yīng)用，通過模塊化的方式提升建筑的品質(zhì)，對于施工建設(shè)來說，模塊化的應(yīng)用提高了施工效率，減少了能源消耗和人工成本。

2?模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

2.1?空間屬性評價

結(jié)合目前市場發(fā)展形勢，推行模塊化策略的主要目的在于，可以綠色建筑的基本需求，并且其提供的功能性，也需要滿足城市居民的基本要求。這也意味著在進(jìn)行建筑優(yōu)化設(shè)計前，需要對模塊單元之間的交互作用進(jìn)行提前梳理，根據(jù)該環(huán)節(jié)來計算出個體之間的相對值，從而評價空間屬性的完整性。結(jié)合以往的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用處理環(huán)節(jié)中，可以從以下兩方面內(nèi)容展開評價：一方面，對于系統(tǒng)空間互補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，一般情況下會建立6個標(biāo)度區(qū)間，分別是0、2、4、6、8和10，其中標(biāo)度10表明兩個空間完全重合，或者可以認(rèn)為這就是空間本身，而標(biāo)度0則表示兩個空間之間沒有任何的關(guān)聯(lián)性。另一方面，對于系統(tǒng)的通風(fēng)化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，同樣設(shè)置0到10的標(biāo)度，不過可以將其劃分為三個區(qū)間，分別為0-3、4-7和8-10，與上述內(nèi)容相類似，對其進(jìn)行客觀性評價，從而明確系統(tǒng)判斷的可靠性。

2.2?戶型間的設(shè)計

在戶型間的設(shè)計過程中，模塊化策略的應(yīng)用可以對整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化處理，將每一個戶型間作為獨(dú)立的分析元素，對其進(jìn)行客觀評價，明確現(xiàn)階段戶型間設(shè)計內(nèi)容的優(yōu)勢和不足。隨后以戶型間之間的關(guān)聯(lián)性作為分析基礎(chǔ)，對于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的基本情況、戶型間相互作用情況進(jìn)行持續(xù)調(diào)整，從而找到各個戶型間相互之間存在的平衡位置。以此平衡點(diǎn)為起點(diǎn)，對于戶型建筑單元體系進(jìn)行組建，以此來提高整個建筑結(jié)構(gòu)的整體性。需要注意的是，在整個設(shè)計分析的過程中，需要確保每個戶型間的獨(dú)立性，不能為了提高體系完整性而降低戶型間設(shè)計的個性化。

2.3?戶型內(nèi)的設(shè)計

所謂戶型內(nèi)設(shè)計是指對系統(tǒng)本身的功能需求展開設(shè)計，使整個結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中顯得更加科學(xué)，從而滿足城市居民的基本需求。例如，在對建筑小區(qū)展開優(yōu)化設(shè)計時，可以根據(jù)住戶實(shí)際需求，將其劃分為社交區(qū)域、餐飲區(qū)域、衛(wèi)生區(qū)域、休閑區(qū)域和區(qū)域間的過渡區(qū)，這也是進(jìn)行建筑小區(qū)設(shè)計時的基礎(chǔ)要求之一。在此過程中，可以利用BIM技術(shù)來輔助模塊化策略的推進(jìn)，以此為基礎(chǔ)來構(gòu)建多元化設(shè)備應(yīng)用模塊，而且還需要在設(shè)計中對于各區(qū)域之間的協(xié)調(diào)性做好處理，使其在大方向上可以保持較高的統(tǒng)一性，以免區(qū)域結(jié)構(gòu)在相互關(guān)聯(lián)的過程中，出現(xiàn)了連接矛盾，影響到戶型設(shè)計的可靠性。

2.4?標(biāo)準(zhǔn)層的設(shè)計

除了上述應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容外，模塊化策略在標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計中也有著很好的應(yīng)用。所謂標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計是指在上述章節(jié)中提到的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)完成設(shè)計后，以其為基礎(chǔ)來進(jìn)行附屬設(shè)施的設(shè)計，并且在設(shè)計中還需要對功能性進(jìn)行基礎(chǔ)性完善，從而來提高建筑結(jié)構(gòu)本身的完整性。而且在此過程中，還可以對建筑層內(nèi)的功能進(jìn)行完善，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)服務(wù)體系，在確保結(jié)構(gòu)間獨(dú)立性的同時，提高結(jié)構(gòu)相互的關(guān)聯(lián)性。結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，一個體系完整的建筑設(shè)計，包括了許多結(jié)構(gòu)，如樓梯間、電梯間、走廊等，這也是模塊化策略應(yīng)用的優(yōu)勢所在，可以將這些獨(dú)立單元作為一個管理模塊，最后拼接到建筑設(shè)計中，對不合理內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，從而提升整個建筑結(jié)構(gòu)的可靠性^[1]。

3?模塊化建筑的發(fā)展前景

3.1?集成式發(fā)展

在未來發(fā)展過程中，集成式發(fā)展屬于模塊化策略應(yīng)用趨勢中的一類方向，所謂集成式模塊是對項目進(jìn)行層級化處理的策略，這也可以將大型模塊細(xì)分為一些小型模塊，并且對于綜合部件的應(yīng)用功能進(jìn)行客觀性處理，從而實(shí)現(xiàn)部件功能多樣化的目標(biāo)。例如，目前一些地區(qū)擬建的太陽能住宅，其在設(shè)計過程中的基礎(chǔ)原理便是根據(jù)制定的功能性要求，將其劃分為若干個管理部分，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行整合設(shè)計，在提高建設(shè)速度同時，降低了施工成本的支出^[2]。

3.2?系列式發(fā)展

在未來發(fā)展過程中，系列式發(fā)展也屬于模塊化策略應(yīng)用趨勢中的一類方向，所謂系列式發(fā)展是指在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計框架下，對產(chǎn)品多樣化展開進(jìn)一步設(shè)計的策略。在實(shí)際應(yīng)用中，可以對某一類產(chǎn)品或項目進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，同時以該產(chǎn)品的基礎(chǔ)參數(shù)作為起始標(biāo)準(zhǔn)，通過調(diào)試產(chǎn)品尺寸、基礎(chǔ)屬性、發(fā)展形式等方式，來獲取到更多個性化產(chǎn)品。對于建筑設(shè)計而言，這也滿足了用戶對于個性化的需求，提高了設(shè)計的使用適用性^[3]。

3.3?典型式發(fā)展

除了上述兩類發(fā)展模式外，典型式發(fā)展也屬于未來發(fā)展趨勢之一，所謂典型式發(fā)展是指將內(nèi)部模塊化的差異性進(jìn)行消除，并且將一些多余的功能進(jìn)行簡化，這也使模塊結(jié)構(gòu)形成了更好地互換體系，從而加快了模塊之間的交替性。拓寬該模式結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)橛脩籼峁└嗟倪x擇方向，并對產(chǎn)品的功能性展開優(yōu)化設(shè)計。并且用戶也不需要完全丟棄原設(shè)計，只需要通過調(diào)整模塊便可以完成設(shè)計更新，提供了更多的便利性。

4?結(jié)語

綜上所述，在可持續(xù)發(fā)展理念背景下，如何采取措施來提升建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能性，也成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)話題。而模塊化策略的應(yīng)用能夠有效的解決這一難題，通過將整個建筑細(xì)分為若干個獨(dú)立管理單元，對于獨(dú)立單元進(jìn)行優(yōu)化處理后，再以此為基礎(chǔ)來展開綜合性組裝，借助數(shù)據(jù)分析技術(shù)、BIM技術(shù)尋找各獨(dú)立單元相互間的平衡點(diǎn)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，提升設(shè)計方案的可行性和節(jié)能性。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛婷.探討模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J].居舍，2019（01）：109.

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[3]李久太.可持續(xù)性視角下模塊化策略在建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑技藝，2018（02）：116-118.