核心動(dòng)力單元的應(yīng)用與實(shí)踐
——以北京臺(tái)上村項(xiàng)目為例

李澤瑞，郭涵斐

中南大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410014

裝配式木結(jié)構(gòu)建筑由于和傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑相比具有較強(qiáng)的環(huán)保性能、良好的安全性能以及可持續(xù)性，并且方便建造改建，近年來(lái)發(fā)展迅速。不可忽略的是小型的木結(jié)構(gòu)裝配式建筑仍存在內(nèi)部管線難以集成設(shè)計(jì)、內(nèi)外部空間組合單一、無(wú)法在具有特色的同時(shí)很好地融合當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)文化環(huán)境等問(wèn)題?，F(xiàn)試用核心動(dòng)力單元的有機(jī)組合解決上述問(wèn)題，并以北京臺(tái)上村項(xiàng)目為例進(jìn)行闡述。

1 臺(tái)上村項(xiàng)目背景

1.1 基地情況概述

臺(tái)上村位于北京市門(mén)頭溝區(qū)清水鎮(zhèn)，轄區(qū)面積為5km2，周?chē)皡^(qū)組團(tuán)眾多，來(lái)往交通便利，村內(nèi)已有較為成熟的民宿文化。現(xiàn)擬在此應(yīng)用木結(jié)構(gòu)裝配式技術(shù)建設(shè)獨(dú)立式民宿8棟，服務(wù)對(duì)象主要為大學(xué)生團(tuán)建群體、公司團(tuán)建群體以及親子游等個(gè)人出游群體。為了在周邊眾多民宿中擁有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，項(xiàng)目嘗試針對(duì)不同的受眾群體營(yíng)造不同風(fēng)格的功能空間，結(jié)合場(chǎng)地特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)文化謀求最大程度上的契合?；卮笾鲁史叫?，西北側(cè)有一條公路通過(guò)，為前往基地車(chē)輛的唯一來(lái)向，周邊建筑布局稀疏。東側(cè)、南側(cè)均為陡坡，其上綠色植被覆蓋率較高，為基地較好的自然景觀面?；貎?nèi)部標(biāo)高由西北向東南逐漸下降。在建筑布局及空間形體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)爭(zhēng)取更大的容積率、房間良好朝向和更多的景觀面，并注意空間組合的多樣性。

1.2 北京傳統(tǒng)四合院文化

北京四合院不僅是北京主要的建筑類型，也是中國(guó)傳統(tǒng)民居的優(yōu)秀代表，其內(nèi)部空間中軸對(duì)稱，體現(xiàn)了中國(guó)傳統(tǒng)的人文思想。院落空間被包圍，給居住者以安全感和領(lǐng)域感，從院落到游廊再到室內(nèi)呈現(xiàn)出過(guò)渡性和空間滲透性[1]。在院落景觀設(shè)計(jì)上則會(huì)通過(guò)樹(shù)木的引入來(lái)增強(qiáng)院落空間的觀賞性，同時(shí)也增加了與自然界的聯(lián)系，院落中還會(huì)放置魚(yú)缸等擺件來(lái)活躍環(huán)境。

1.3 北京胡同文化

胡同是傳統(tǒng)民居的代表形式，具有私密性、封閉性等特點(diǎn)，現(xiàn)北京等地都積極對(duì)現(xiàn)有胡同進(jìn)行改造，將原先封閉的胡同公開(kāi)化，將一些閑置的空間公共化，打造成為大眾服務(wù)的公共空間。已有學(xué)者提出胡同微改造的改建思路，胡同微改造是將現(xiàn)代城市的文化與活力融入傳統(tǒng)胡同中，激活和修復(fù)胡同這一遍布城市各個(gè)角落的微小細(xì)胞，以低程度的介入方式巧妙地平衡舊建筑與環(huán)境，賦予胡同時(shí)尚和現(xiàn)代感，使其成為公眾休閑、娛樂(lè)、社交的場(chǎng)所[2]。

2 核心動(dòng)力單元的特性

裝配式建筑在組裝和使用過(guò)程中面臨著現(xiàn)場(chǎng)組裝復(fù)雜、動(dòng)力管線等鋪設(shè)與建筑結(jié)構(gòu)部分無(wú)法準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的問(wèn)題，如需預(yù)留孔道但無(wú)法精確銜接會(huì)留有縫隙，另外動(dòng)力管線在使用過(guò)程中的震動(dòng)也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成一定的損害，而核心動(dòng)力單元的引入可在很大程度上解決這一問(wèn)題。核心動(dòng)力單元是指運(yùn)用木結(jié)構(gòu)作為主體支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體集成空間模塊單元，長(zhǎng)6.6m、寬2.75m、高2.8m[3]，其內(nèi)部集成了建筑使用所需的所有水暖電及管線。

2.1 模數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

核心動(dòng)力單元的尺寸參照了國(guó)家運(yùn)輸超限尺寸以及裝配車(chē)整體運(yùn)輸尺寸限制，并結(jié)合建材尺寸以及建筑使用要求進(jìn)行模數(shù)化設(shè)計(jì)。由此在進(jìn)行產(chǎn)品批量生產(chǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)組裝搭接時(shí)，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)可節(jié)省大量的時(shí)間與人力物力。一組建筑中核心動(dòng)力單元的尺寸與規(guī)格需相同，以此確保可以根據(jù)空間需要將其任意進(jìn)行不同數(shù)量、不同維度的搭接。

2.2 空間組合多樣化

當(dāng)今建筑的要求越來(lái)越強(qiáng)調(diào)個(gè)性化和藝術(shù)性，強(qiáng)調(diào)內(nèi)外部空間的復(fù)雜多變性，而核心動(dòng)力單元作為一個(gè)可以自由組合的模數(shù)單元可以較好地迎合當(dāng)前的發(fā)展要求。首先可以根據(jù)使用面積的大小對(duì)不同數(shù)量的核心動(dòng)力單元進(jìn)行組合，然后可采用核心動(dòng)力單元與其他木結(jié)構(gòu)單元的縱向搭接、橫向搭接、錯(cuò)位搭接、架空搭接等手段進(jìn)行模塊組合，形成多樣而豐富的空間。

2.3 具備環(huán)?？沙掷m(xù)性能

一方面，與鋼筋水泥相比，木材在生產(chǎn)及建造階段碳的排放量少，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。木材也是現(xiàn)今唯一可再生的建筑材料，只要在實(shí)際建設(shè)中科學(xué)地對(duì)木材進(jìn)行管理，合理砍伐，就可以源源不斷地為建設(shè)工程提供建材。另一方面，裝配式木結(jié)構(gòu)建筑在建設(shè)和拆除環(huán)節(jié)都不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，在其拆除之后，木材容易處理，還可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用?？偟膩?lái)說(shuō)，以木結(jié)構(gòu)為骨架的核心動(dòng)力單元具備較好的環(huán)保可持續(xù)性能。

3 核心動(dòng)力單元的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 內(nèi)部空間營(yíng)造

（1）串聯(lián)式錯(cuò)位組合。此次設(shè)計(jì)中核心動(dòng)力單元采用單元串聯(lián)的形式，多個(gè)單元呈線性并置連接，該連接方式使得每棟建筑擁有較高的容積率。每個(gè)建筑單體由4個(gè)核心動(dòng)力單元組成，每2個(gè)豎向連接，再將2個(gè)連接體通過(guò)中間模數(shù)化木構(gòu)架橫向串聯(lián)。通過(guò)調(diào)整中部木構(gòu)架數(shù)量、單元體兩側(cè)出挑的尺寸，以及局部取消圍合結(jié)構(gòu)、將單元體木構(gòu)架進(jìn)行錯(cuò)位放置等手段塑造不同形式的內(nèi)部空間。

（2）內(nèi)部功能空間劃分。核心動(dòng)力單元以及并置框架形成建筑主體結(jié)構(gòu)，接下來(lái)便可用板材對(duì)其進(jìn)行內(nèi)部劃分，形成建筑亞結(jié)構(gòu)。由核心動(dòng)力單元挑出的1.25m高的空間以及核心動(dòng)力單元自身組成建筑內(nèi)的休息空間，方便用戶的起居使用。局部由錯(cuò)位搭接內(nèi)凹放置圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成陽(yáng)臺(tái)，保證空間通透。中部連接體量則不進(jìn)行亞結(jié)構(gòu)劃分，形成大空間來(lái)供用戶進(jìn)行公共活動(dòng)。這僅為其中一種簡(jiǎn)單的劃分方式，后期仍可根據(jù)使用前的需求對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行重新塑造。

（3）室內(nèi)設(shè)計(jì)思考。內(nèi)部空間的組合不免有所重復(fù)，但仍可通過(guò)室內(nèi)設(shè)計(jì)來(lái)營(yíng)造不同的空間感受。當(dāng)前城市的生活節(jié)奏快，讓身處其中的人們倍感壓力，寧?kù)o安逸的環(huán)境能夠使人們的身心得到放松，因此室內(nèi)設(shè)計(jì)上可著重表達(dá)出純凈樸素的藝術(shù)感覺(jué)，與建筑主體外部設(shè)計(jì)達(dá)到協(xié)調(diào)。室內(nèi)顏色可采用白色、木色、米黃色、綠色等，屋頂、墻、地面和家具顏色應(yīng)自然過(guò)渡、和諧統(tǒng)一。如需營(yíng)造特殊感受的空間，則可利用軟裝配合燈光以及擺件的形式進(jìn)行塑造。由于內(nèi)部空間較為開(kāi)敞且約束性較小，有核心動(dòng)力單元組成的內(nèi)部空間可塑性較高。

3.2 建筑立面塑造

由于核心動(dòng)力單元僅為木質(zhì)結(jié)構(gòu)框架單元，整體建筑的立面造型以及材料應(yīng)用都有較大的選擇空間。此次建筑整體風(fēng)格承接北京四合院建筑古樸典雅之風(fēng)，建筑立面材料采用玻璃幕墻以及較深的紅棕色木材，局部體量采用不等坡雙坡屋面設(shè)計(jì)，在材質(zhì)和形式上同傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑形成對(duì)話。為解決采光問(wèn)題在破屋頂上開(kāi)洞，也可形成夜晚星光由窗口瀉下，安謐寧?kù)o的獨(dú)特空間感受。立面主要采取雙層立面形式，首層玻幕結(jié)構(gòu)保證建筑室內(nèi)的采光通風(fēng)，并解決保溫問(wèn)題，外部的木格柵疏密有致地排列形成較強(qiáng)的韻律感，并形成較好的光影效果。

3.3 外部空間營(yíng)造

建筑外部將利用體量錯(cuò)動(dòng)形成的不同空間，結(jié)合場(chǎng)地高差現(xiàn)狀以及結(jié)合北京傳統(tǒng)的胡同文化和新型改造思想進(jìn)行塑造，如圖1、圖2所示。

圖1 內(nèi)街設(shè)計(jì)效果圖

圖2 建筑設(shè)計(jì)效果圖

（1）庭院空間劃分利用。結(jié)合地形因素，整個(gè)場(chǎng)地建筑進(jìn)行退臺(tái)式處理，以確保每棟建筑都獲得良好的景觀面。南部3棟建筑擁有自己的較大的庭院，由低矮欄桿圍合，保證私密性且不阻擋觀景視線。院落之間有較弱的分割，進(jìn)行空間劃分，并仍可進(jìn)行彼此的溝通和交流。由于核心動(dòng)力單元為方形框架，較易形成平屋頂，通過(guò)玻璃廊道搭接，南側(cè)建筑屋面便可成為北側(cè)建筑的私有花園，其上活動(dòng)范圍較大且景觀良好，此種處理手法在一定程度上解決了室外用地緊張的問(wèn)題。

（2）巷道景觀設(shè)計(jì)。中國(guó)傳統(tǒng)的造園構(gòu)思中常利用植物、山石與景觀小品等物質(zhì)，通過(guò)不同的造景手法，千變?nèi)f化地搭配出不同的意境效果，這常常成為院落設(shè)計(jì)的點(diǎn)睛之筆。在此次設(shè)計(jì)中，建筑本身體量的錯(cuò)動(dòng)已使巷道空間組合多樣化，同時(shí)應(yīng)用造園手法，在其中置入植物、木框等形成景觀節(jié)點(diǎn)，形成借景、框景等效果，然后利用高差制造不同標(biāo)高的建筑入口，使巷道空間富有一定的趣味性。此外，采用胡同微改造的改建思路，將封閉的巷道空間打開(kāi)，將建筑架空，局部營(yíng)造成公共活動(dòng)以及人群聚集的空間，在巷道內(nèi)置入休息座椅等，讓人流能夠在巷道內(nèi)停留，提高巷道空間利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

核心動(dòng)力單元的使用可以在解決內(nèi)部管線鋪設(shè)問(wèn)題的同時(shí)開(kāi)拓多種多樣的室內(nèi)外空間，并且可以較好地與基地形態(tài)和基地的社會(huì)文化結(jié)合，塑造出多樣化富有藝術(shù)性的建筑，但其在不同類型建筑、不同基地的建設(shè)中的使用還需要進(jìn)一步探索與實(shí)踐。