沙盤模型在建設(shè)領(lǐng)域的功用初探

徐德生 黃玉全

1 沙盤模型使平面過渡到三維立體,將線條、符號、數(shù)字,變?yōu)閹в匈|(zhì)感的立體實(shí)物

模型在宋代始稱“燙樣”,近代出土的漢代明器(一種陶質(zhì)祭器)為模型的原始雛形。

為了便于敘述,下面對沙盤模型這一古老的設(shè)計(jì)方法作一概括的解釋。

沙盤——用直觀的形式,按一定比例關(guān)系縮小于案幾之上,重現(xiàn)地形、地貌地物相互關(guān)系的立體實(shí)物,以體現(xiàn)外觀功用為目的。歷史上用于宮禁規(guī)劃、軍事作戰(zhàn)、水利工程等重要場合。內(nèi)容包括河流、道路、橋梁、建筑物和構(gòu)筑物,以及花卉、樹木等。

模型——單純對建筑物或構(gòu)筑物按實(shí)物比例縮小的房屋樣品,多數(shù)嵌入沙盤,也可單獨(dú)陳列。

中國建筑總體規(guī)劃對沙盤模型的利用,可以追溯到元代(見《中國古代建筑技術(shù)史》)。但就單體建筑的雕刻模型而言,遠(yuǎn)在漢代就已經(jīng)出現(xiàn)了。

元世祖忽必烈入駐北京后,計(jì)劃將原來的燕大都(今北京)擴(kuò)充為京城。在元朝北京城總體規(guī)劃設(shè)計(jì)開始,率先采用沙盤模型這一直觀的設(shè)計(jì)技術(shù),使整體布局栩栩如生地縮于一案,解決了封建王朝決策層不懂土木知識而又要參評都城建設(shè)這一難題。

元代倡導(dǎo)和推行的模型規(guī)劃方法,將設(shè)計(jì)人員對城市規(guī)劃,生態(tài)環(huán)境,風(fēng)景園林,建筑學(xué),經(jīng)濟(jì)學(xué)等諸多專業(yè)知識巧妙的糅合在一起,以其醒目直觀的效果,在中外建筑史上獨(dú)樹一幟。

古代建筑中繁雜的結(jié)構(gòu)和變異的形制,離開了模型這一經(jīng)典的教學(xué)工具,傳衍的難度可想而知。

可以肯定,我們今天仍能觀賞的古典建筑精華,無不映照出沙盤模型的熠熠光輝。

從實(shí)際操作的角度,在文字表達(dá)方法受到局限的古代,像華表、嘉量、經(jīng)幢等精巧小品,模型的示范作用更是須臾不可或缺。

我們在實(shí)際制作黃帝陵一期總體規(guī)劃沙盤的過程中,深刻體會到地形高低的利用,河流山川的因借,新建和原有建筑的和諧關(guān)系,借景造勢,小品點(diǎn)綴等方面,明顯的具有綜合性強(qiáng),一目了然的優(yōu)點(diǎn)。

2 沙盤模型在風(fēng)景區(qū)建設(shè)中是實(shí)施前的預(yù)演,使布局趨向合理,設(shè)計(jì)臻于完善

城市風(fēng)景園林在借景造勢方面有兩個利用要素：1)鄰近的高大地標(biāo)性建筑,如大雁塔對原來的曲江春曉園,現(xiàn)在的大唐芙蓉園;2)遠(yuǎn)處視線范圍的山巒、白云、湖泊對園林陪襯產(chǎn)生的天際輪廓線,也稱飄積效應(yīng)(見佟裕哲著《中國傳統(tǒng)景園建筑設(shè)計(jì)理論》)。

良好的鳥瞰效果和理想的飄積效應(yīng)是大型風(fēng)景園林的重要方面,而模擬鳥瞰效果和飄積效應(yīng)最簡便的方法就是沙盤模型。

陜西省南鄭縣南湖公園建造時(shí),李厚耀先生正是運(yùn)用沙盤模型推敲景點(diǎn)設(shè)置,達(dá)到了現(xiàn)今的高塔(攬?jiān)聵?與湖面,山巒在夕陽下的優(yōu)美視覺感受。蘇州的虎丘塔與劍池,在白云映襯下更顯莊嚴(yán)靜穆。諸如此類的范例不勝枚舉,為沙盤模型的運(yùn)用提供了實(shí)物藍(lán)本。

明代的園林大師計(jì)成在《園冶》一書中強(qiáng)調(diào)：上品園林有三重境界,第一疏密得益,第二曲折盡致,第三眼前有景。概括的講,風(fēng)景園林以深遠(yuǎn)不盡為上乘之作。這里講的深遠(yuǎn)不盡,不是射線延長,不是極目一覽無余,而是水面則富有灣環(huán),山巒則峰回路轉(zhuǎn),甬道則曲徑通幽。

唯其如此,設(shè)計(jì)人員在眾多配景素材中比較遴選、博觀約取的重要手段就是借助模型技術(shù),極盡異彩紛呈,鬼斧神工之能事。

其次,就建筑物單體來說,像寧夏回族自治區(qū)靈武市高廟大殿這種屋面變化較復(fù)雜(一條正脊、四條垂脊、八條戧脊)的建筑物,如何將重檐交錯的各部屋面,檐牙高琢的飛檐翼角,雄偉莊嚴(yán)的高臺,小巧玲瓏的走獸,額枋上生動活潑的瀝粉浮雕細(xì)膩準(zhǔn)確的表達(dá)出來,彩繪由文字變?yōu)榫唧w的實(shí)物,我們正是由段貴榮先生先操作足尺模型(1∶10),通過模型的表現(xiàn)力度和樣板作用,成為工人的操作依據(jù)和遵循準(zhǔn)則,需要說明的是模型所有構(gòu)件均按實(shí)物分單件拼裝,切忌雕成整體。這點(diǎn)在鴛鴦交首斗拱、蜂巢斗拱等繁難構(gòu)件中尤其重要,拆開模型仿造比講解圖紙簡便易行。實(shí)踐中模型在勘誤圖紙差錯時(shí)十分直觀。比如大屋面的舉折(屋面為曲線稱為舉折)是否合適,瓦垅數(shù)是否能達(dá)到奇數(shù)且居中布置,木架安裝時(shí)的操作空間是否充裕等等,是我國傳統(tǒng)建筑技術(shù)傳承方面不容忽視的問題。

沙盤模型案不盈丈,輕靈易挪,造價(jià)相對低廉,對相鄰區(qū)域建筑物的比較調(diào)整,由聯(lián)想變?yōu)橹庇^,為景點(diǎn)的修改、擴(kuò)充、預(yù)留提供了方便條件。各種方案的沙盤模型匯于一處,為決策層搭建了一處專業(yè)化通向大眾化的平臺。

3 模型對建筑實(shí)體的作用淺析

西安市南郊某高層商住樓設(shè)計(jì)建筑面積62 149 m2,高度76.5 m,地下2層,地面以上25層,施工中出現(xiàn)以下問題值得探討：

第一,圖紙中塔樓樓面和大屋面同標(biāo)高(行業(yè)習(xí)慣把塔樓屋面稱小屋面,把塔樓周圍的房間頂層稱大屋面)。塔樓樓面上的框架梁底距樓面1.55 m,塔樓西側(cè)為消防水箱間,中間為電梯機(jī)房,東側(cè)4.8 m×11.2 m的空間無法利用,原因是大屋面在保溫隔熱防水工程做完后,厚度為0.45 m,由于梁底在大屋面的凈空高度僅1.05 m,無法開門,最終費(fèi)了很大的周折補(bǔ)救了這一問題,留下的教訓(xùn)值得人們認(rèn)真思索。試想如果事前把塔樓和大屋面連在一起做成1∶50模型,框架梁底無法開門的弊端將一望可知。

這里引伸出一個值得關(guān)注的焦點(diǎn),目前流行的沙盤模型大多數(shù)以招攬顧客售樓為目的,比例一般較大,僅僅表現(xiàn)樓宇的大致輪廓,而用于指導(dǎo)施工的模型,應(yīng)針對技術(shù)難點(diǎn)選擇相應(yīng)的樓層或部位,照圖紙嚴(yán)格依比例制作,如框架—剪力墻結(jié)構(gòu)樓房,應(yīng)在展示層(去掉樓蓋僅留墻柱門)凸顯框架柱、剪力墻對消防箱、消防立管、電纜橋架的相互關(guān)系。建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖的這些很小的差異,如建筑施工圖中的柱子截面尺寸可能與結(jié)構(gòu)施工圖有出入,就會影響消防箱和防火門的安裝,這類易被人們忽視的隱含性錯誤,可以僅就核心筒及兩側(cè)公共走道作模型,以指導(dǎo)施工為目的,比例因地制宜。

第二,個案例帶有普遍性,就是多工種管道交錯影響建筑物使用時(shí)的凈空高度,甚至使某些工種安裝時(shí)受影響。該樓在商業(yè)層(3層)遇到以下問題：該層層高4.1 m,其中縱橫交錯排列的有下水平管、電纜橋架、通風(fēng)管道、消防平管,3層頂部的最大框架梁梁高1 m,由于各專業(yè)規(guī)范的限定,梁上留洞在某些區(qū)域受到限制,其中通風(fēng)平管和電纜橋架、消防平管三方互相影響。最終以通風(fēng)平管為主調(diào)整施工方案得以解決。若施工前將實(shí)物模型做出(土建、安裝、消防三家技術(shù)人員現(xiàn)場給模型工人技術(shù)交底),上述問題完全可以避免。

第三,模型對中國傳統(tǒng)建筑的施工和教學(xué)有著不可替代的優(yōu)越性。

由于大型商業(yè)仿古建筑囿于防火的要求,所用的鋼筋混凝土與現(xiàn)代建筑一般無二,木構(gòu)仿古建筑市場份額很少,這種技藝瀕臨失傳,如果不用模型方法將一些經(jīng)典的東西及時(shí)保存下來,那么歲月的侵蝕和自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等因素,無時(shí)不在加速它們的滅絕。

不論高校學(xué)生或建筑工匠,對古典建筑的精華部分領(lǐng)悟起來非常不易。二十世紀(jì)三四十年代,中國營造學(xué)社的朱啟鈐、梁思成、劉敦楨等老前輩惟恐西風(fēng)東漸后我國傳統(tǒng)建筑技藝失傳,制作了鎦金斗等 典型性模型。今天,又有多少高校保留有這方面的東西。模型可化難為易,縮短理解過程,把抽象思維變?yōu)橹庇^感受,進(jìn)而升華到理性。

木作如此,瓦石作工種更是名目繁多,非親歷親為很難記憶,幾乎每個構(gòu)件都有獨(dú)自的名稱和尺寸要求,全套的瓦件就達(dá)106種,各種青磚達(dá)30余種,石材的名稱種類更是朗若繁星(參見劉大可《瓦石營法》),一般設(shè)計(jì)人員和工匠窮其一生也難窺全貌,而模型則能彌補(bǔ)上述缺憾,在很小的空間感知廣博的學(xué)問,將教學(xué)、施工、傳承合為一體,模型教學(xué)法的推廣應(yīng)用和普及,在建筑領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深刻而長遠(yuǎn)的影響。筆者愿人們在各自專業(yè)領(lǐng)域舉一隅而反三省,使這一古老而又年輕的技術(shù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中煥發(fā)光彩。

[1] 王牧原,殷國祥.城市設(shè)計(jì)與舊城保護(hù)[J].山西建筑,2008,34(9)：71-72.