模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

鐘博文

（福州國偉建設(shè)設(shè)計(jì)有限公司，福建 撫州 350000）

為了保證現(xiàn)代建筑功能的多樣化發(fā)揮，加強(qiáng)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常重要的。模塊化策略本身在解決復(fù)雜問題方面具有著強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，其通過對(duì)復(fù)雜問題的逐層分解，形成易于管理基礎(chǔ)模塊，實(shí)現(xiàn)高效處理問題的目標(biāo)。模塊化策略的應(yīng)用能夠在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中發(fā)揮積極作用，促進(jìn)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)水平的提升。

1 模塊化策略及其在建筑優(yōu)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值

“模塊化”是一種科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，最早出現(xiàn)在德國機(jī)床工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，指利用模塊思維將整個(gè)設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目組成分解為若干個(gè)基礎(chǔ)模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的模塊設(shè)計(jì)，提高機(jī)床的可靠性、安全性及功能性。此后，“模塊化”理念又得到了不斷的發(fā)展，形成了專門的以“模塊單元”為基本構(gòu)成單元，以“多學(xué)科知識(shí)”綜合應(yīng)用為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以“系統(tǒng)工程”為主要服務(wù)對(duì)象的模塊化設(shè)計(jì)策略。

模塊化策略在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠發(fā)揮出提高施工效率、降低建筑能耗、減少建筑污染排放等積極作用。首先，基于模塊化策略的建筑施工，大多是將建筑進(jìn)行模塊化分解后，提前完成模塊預(yù)制，然后再對(duì)模塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝，從而同步開展多個(gè)模塊單元的施工，整體縮短施工周期，提升施工效率。第二，模塊化策略的的應(yīng)用下，能夠大大提高建筑設(shè)計(jì)與施工的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，這也能夠幫助參建單位有效進(jìn)行資源的調(diào)配，合理控制能源消耗。

2 基于模塊化策略的建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 對(duì)建筑模塊數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，首先需要對(duì)建筑項(xiàng)目各模塊單元的專業(yè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行完善建設(shè)，這也是模塊化策略發(fā)揮價(jià)值的基礎(chǔ)。一般根據(jù)建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體要求，需要落實(shí)好建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、拆分設(shè)計(jì)等多個(gè)具體工作部分，針對(duì)其中主要的設(shè)計(jì)工作部分，需要建立相應(yīng)的模塊數(shù)據(jù)庫。如建筑設(shè)計(jì)決定著建筑的整體風(fēng)格、功能、基本建設(shè)要求，對(duì)此，需要建立專門的建筑數(shù)據(jù)庫，對(duì)建筑進(jìn)行分類整合，形成不同建筑模塊，在需要進(jìn)行建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)需要提取符合要求的建筑模塊，直接作為建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)板塊。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則需要在建筑模塊基礎(chǔ)上，建立專門的結(jié)構(gòu)模塊數(shù)據(jù)庫，對(duì)建筑不同結(jié)構(gòu)分類整合，形成各類標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)模塊。設(shè)備設(shè)計(jì)同樣要建立設(shè)備模塊數(shù)據(jù)庫，整合建筑工程不同的功能型設(shè)備，形成標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備模塊。拆分設(shè)計(jì)則需要建立構(gòu)件模塊數(shù)據(jù)庫，對(duì)可拆分構(gòu)件進(jìn)行整合。

2.2 對(duì)建筑總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要切入點(diǎn)，一般建筑的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接影響著建筑戶型、功能設(shè)施等方面的設(shè)計(jì)，也是建筑施工的基礎(chǔ)依據(jù)?；谀K化策略，在進(jìn)行建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用專業(yè)的模塊化設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)建設(shè)方對(duì)建筑使用功能的需求，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)?？梢詫⒔ㄖ目傮w結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)不同的子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)中都包含整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中的某類同標(biāo)準(zhǔn)、同規(guī)格的建筑結(jié)構(gòu)單元，這樣就能夠使建筑的總體結(jié)構(gòu)清晰直觀的呈現(xiàn)出來。同時(shí)，還要進(jìn)一步對(duì)功能型結(jié)構(gòu)模塊、基礎(chǔ)型結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上確定各類模塊單元之間的關(guān)聯(lián)性，從保證建筑總體功能良好發(fā)揮、模塊單元間協(xié)調(diào)運(yùn)行、建筑施工及使用中安全環(huán)保等角度出發(fā)，對(duì)建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)需要做出優(yōu)化調(diào)整。

2.3 建筑內(nèi)部功能區(qū)劃分及戶型設(shè)計(jì)

現(xiàn)代建筑的功能越來越呈現(xiàn)出多元化的特點(diǎn)，一般建筑內(nèi)部都存在多個(gè)功能區(qū)，對(duì)于不同功能區(qū)的設(shè)計(jì)要求也存在差異。基于模塊化策略，在進(jìn)行建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以先將建筑內(nèi)部功能區(qū)進(jìn)行明確劃分，這需要以業(yè)主單位或建設(shè)單位的項(xiàng)目規(guī)劃要求為依據(jù)，整理得出建筑內(nèi)部的若干個(gè)功能區(qū)模塊，如餐飲區(qū)、會(huì)客區(qū)、休息區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、過渡區(qū)等。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)功能區(qū)的分布，已經(jīng)項(xiàng)目規(guī)劃中對(duì)建筑戶型面積、目標(biāo)定位等做出的要求，確定建筑內(nèi)部主要戶型的設(shè)計(jì)方案?？梢詮囊呀?jīng)整合完成的模塊數(shù)據(jù)庫中選擇適合功能區(qū)最佳配置的戶型方案，并將相關(guān)的設(shè)備模塊配置到戶型當(dāng)中，突出功能區(qū)的邊界劃分。

2.4 建筑項(xiàng)目戶型間協(xié)同銜接的設(shè)計(jì)

戶型及內(nèi)部功能設(shè)計(jì)雖然是建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)單元，但對(duì)于戶型間的協(xié)同銜接也需要做好優(yōu)化設(shè)計(jì)，這也是保證建筑內(nèi)部各模塊功能協(xié)同發(fā)揮的關(guān)鍵。戶型間的協(xié)同銜接設(shè)計(jì)需要同時(shí)考慮戶型之間各自的獨(dú)立性以及關(guān)聯(lián)性，既要保證各戶型自身原有的特點(diǎn)，也要使各戶型之間能夠有效的協(xié)同組合在一起，以共享結(jié)構(gòu)、資源、空間、功能設(shè)備建立不同戶型間的聯(lián)系，保證建筑整體功能的完善性。在模塊化設(shè)計(jì)中，戶型間的共享空間一般會(huì)設(shè)置重疊接口或連接接口，重疊接口多為戶型間共用的剪力墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，連接接口則多為共享功能性模塊，如公用樓梯、供水、供電設(shè)備等。

3 結(jié)語

模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中能夠發(fā)揮積極的作用，通過建筑設(shè)計(jì)工程的模塊化分解，并建立專門的模塊數(shù)據(jù)庫，可以為建筑各模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有力的支持，進(jìn)而強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)的靈活性、有效性。我國目前模塊化設(shè)計(jì)的研究還不夠成熟，相信在未來，隨著技術(shù)的發(fā)展，以及模塊化策略的深入應(yīng)用，將能夠進(jìn)一步發(fā)揮模塊化策略的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，更好地推進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展。