基于本體邏輯的建筑設(shè)計(jì)生成探討

郭彭濤

（廣東德晟建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 珠海 519000）

1 概述

珠海市技工學(xué)校是國(guó)家級(jí)重點(diǎn)技工學(xué)校，隨著職業(yè)教育的發(fā)展以及社會(huì)對(duì)技工人才需求的增加，原有校區(qū)已不能滿足日益增長(zhǎng)的教學(xué)科研要求。經(jīng)市政府批準(zhǔn)，同意珠海市技工學(xué)校在原有校區(qū)改擴(kuò)建基礎(chǔ)上于金灣區(qū)建設(shè)新校址工程。新校址用地面積146666.7平方米，總建筑面積95882.4 平方米。項(xiàng)目本體具有規(guī)模大、專業(yè)化、高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，其豐富且專業(yè)化的功能空間需求引發(fā)了設(shè)計(jì)者對(duì)于建筑生成與本體邏輯關(guān)系的思考。

2 建筑本體邏輯

建筑的本體邏輯是為了服務(wù)于人的使用，而人的使用需求又分為以下兩個(gè)方面：（1）物質(zhì)層面的功能需求：人們蓋房子總是有他具體的目的和使用要求的，這在建筑中叫做功能。自古以來建筑的形式多樣，其成因復(fù)雜但是無可爭(zhēng)辯的是功能在其中起著相當(dāng)重要的作用；（2）精神層面的心理需求：人類具有豐富的精神感知和心理活動(dòng)，供人居住和使用的建筑應(yīng)考慮其對(duì)于人類精神層面的影響。

3 基于本體邏輯的建筑設(shè)計(jì)生成

建筑為了滿足人物質(zhì)層面的功能需求，便需要在適應(yīng)環(huán)境的前提下通過建構(gòu)技術(shù)將各種材料圍合成滿足一定功能的使用空間，這一過程是建筑生成的基本路徑；在滿足物質(zhì)和精神這兩種需求的過程中所使用的功能組織方法、環(huán)境適應(yīng)策略、形式生成法則、建構(gòu)技術(shù)等就構(gòu)成了建筑本體邏輯的基本內(nèi)涵。[1]

3.1 功能組織方法

（1）功能分區(qū)層面：功能分區(qū)是指將空間按不同功能要求進(jìn)行分類，并根據(jù)它們之間聯(lián)系的密切程度加以組合、劃分；功能分區(qū)的原則是：分區(qū)明確、聯(lián)系方便，并按主、次，內(nèi)、外，鬧、靜關(guān)系合理安排，使其各得其所；（2）空間構(gòu)成層面：建筑的使用性質(zhì)和類型盡管不同，但都可以分成主要使用、次要使用和交通聯(lián)系三大組成空間。設(shè)計(jì)中應(yīng)首先抓住這三大空間的關(guān)系進(jìn)展排列和組合，逐一解決各種矛盾問題以求得功能關(guān)系的合理與完善；（3）人流疏散層面：人流疏散分正常與緊急兩種情況；正常疏散又可分為連續(xù)的（如商店）、集中的（如劇場(chǎng)）和兼有的（如展覽館），而緊急疏散都是集中的。

3.2 環(huán)境適應(yīng)策略

（1）地形地貌適應(yīng)策略：建筑布局應(yīng)盡量沿基地邊界布置，使建筑地形關(guān)系更為有機(jī)。地形三維形狀并非都是平坦，如遇山地，建筑應(yīng)順應(yīng)地勢(shì)的起伏變化來考慮布局和形式；（2）光環(huán)境適應(yīng)策略：建筑需要利用日照為使用者獲取光明和能量，同時(shí)又要規(guī)避過強(qiáng)的日照輻射以及因建筑遮擋導(dǎo)致的陰影影響。因此建筑應(yīng)讓主要使用房間選擇有利的日照朝向并保持合理間距；（3）風(fēng)環(huán)境適應(yīng)策略：建筑需要保持良好的通風(fēng)從而達(dá)到換氣和降溫除濕等的作用，所以建筑及群體應(yīng)順應(yīng)地區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向布局。同時(shí)對(duì)于建筑群體，還應(yīng)根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)向合理規(guī)劃污染區(qū)的位置使其對(duì)周圍建筑影響最小。

3.3 形式生成法則

建筑形式的含義是內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部輪廓結(jié)合在一起的原則，通常指三維體量和容積。建筑形式的生成主要基于以下因素：（1）建筑的功能要求：根據(jù)辯證法內(nèi)容與形式的對(duì)立統(tǒng)一角度來分析，功能要求勢(shì)必影響到建筑形式。具體而言，功能主要是通過空間來影響形式的；（2）形式美的規(guī)律：形式美的規(guī)律是為了追求一種多樣和統(tǒng)一，一般我們從以下層面著手：采用原始幾何形體強(qiáng)化統(tǒng)一效果，強(qiáng)調(diào)建筑中的主從關(guān)系，追求各組成部分的均衡與穩(wěn)定，體現(xiàn)建筑要素間的對(duì)比效果，創(chuàng)造有韻律感的變化，利用比例和尺度約束建筑形體；（3）基地的文化條件：建筑基地的文化條件包含歷史與當(dāng)下兩個(gè)維度。從歷史維度出發(fā)，建筑創(chuàng)作應(yīng)回應(yīng)歷史文脈強(qiáng)調(diào)文化沿襲的差異性。從當(dāng)下角度出發(fā)，建筑又處在科學(xué)技術(shù)不斷對(duì)地域文化進(jìn)行改造沖擊的環(huán)境中，建筑對(duì)使用者精神需求的回應(yīng)也需在內(nèi)容和方式上有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展。[2]

3.4 建構(gòu)技術(shù)

建構(gòu)包含結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、施工技術(shù)等多方面的涵義。建筑應(yīng)本著實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀等原則，選用適合自身規(guī)模和使用性質(zhì)的建構(gòu)技術(shù)手段（因本文重點(diǎn)在于闡述建筑方案生成邏輯和過程，故建構(gòu)技術(shù)方面更詳細(xì)的內(nèi)容便不在此贅述）。

4 基于本體邏輯設(shè)計(jì)生成的一個(gè)案例

4.1 珠海市技工學(xué)校新校址二期工程（金灣校區(qū)）建設(shè)要求

珠海市技工學(xué)校的辦學(xué)定位是全力打造具有國(guó)際水平的現(xiàn)代技工教育示范學(xué)校。設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)職業(yè)技術(shù)教育和技工學(xué)校的辦學(xué)特色，能夠傳遞珠海市技工學(xué)校的校園文化和傳統(tǒng)文脈以及建筑的性質(zhì)。

4.2 基于本體邏輯的校園規(guī)劃布局

4.2.1 通過功能組織分析確立基本分區(qū)

（1）功能分區(qū)：學(xué)校由教學(xué)實(shí)訓(xùn)行政綜合區(qū)、體育運(yùn)動(dòng)區(qū)、生活服務(wù)區(qū)三大功能區(qū)組成。首先分析三大功能區(qū)使用特點(diǎn)可知：教學(xué)實(shí)訓(xùn)行政綜合區(qū)作為核心組團(tuán)應(yīng)位于校園主入口處，生活服務(wù)區(qū)應(yīng)選擇較安靜區(qū)域且食堂應(yīng)位于下風(fēng)向，體育運(yùn)動(dòng)區(qū)比較鬧可鄰主干道一側(cè)布置，同時(shí)三個(gè)區(qū)應(yīng)聯(lián)系緊密。然后分析周邊道路等級(jí)和用地形狀可知：西側(cè)和北側(cè)道路為支路車流量小，東側(cè)和南側(cè)道路為主干道車流量大，同時(shí)南側(cè)用地邊為長(zhǎng)邊昭示性強(qiáng)。最后結(jié)合前述分析，生活服務(wù)區(qū)應(yīng)位于用地西北側(cè)（環(huán)境安靜且處在下風(fēng)向），體育運(yùn)動(dòng)區(qū)應(yīng)位于用地東側(cè)（靠主干道一側(cè)布置鬧區(qū)），教學(xué)實(shí)訓(xùn)行政綜合區(qū)應(yīng)位于南側(cè)（南側(cè)臨主干道可開設(shè)主出入口，且用地邊較長(zhǎng)核心組團(tuán)功能空間易于展開）；（2）空間構(gòu)成：規(guī)劃層面初步分析空間構(gòu)成主要是確定圖底關(guān)系。本項(xiàng)目中“底”主要由教學(xué)區(qū)廣場(chǎng)、生活區(qū)內(nèi)院和體育運(yùn)動(dòng)區(qū)室外場(chǎng)地組成。為便于人流組織，考慮將教學(xué)區(qū)廣場(chǎng)靠近南側(cè)主出入口處、生活區(qū)內(nèi)院位于生活區(qū)組團(tuán)中間。同時(shí)因體育館昭示性將其布置在東南角，進(jìn)而體育活動(dòng)室外場(chǎng)地就應(yīng)布置在東北側(cè)區(qū)域。

4.2.2 從環(huán)境適應(yīng)策略出發(fā)細(xì)化規(guī)劃布局

（1）地形地貌：基地被四周城市道路圍合而呈現(xiàn)近似于矩形的用地邊界，內(nèi)部地勢(shì)平坦高差較小。在前述確定功能分區(qū)后，結(jié)合地形形狀，可進(jìn)一步確定建筑群體走勢(shì)應(yīng)基本平行于用地邊界，這樣會(huì)使圖底關(guān)系趨于和諧，土地利用率也得到提高；（2）光環(huán)境：項(xiàng)目屬高等院校，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，學(xué)校宿舍應(yīng)有半數(shù)以上房間滿足冬至日1H 的日照標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)樓應(yīng)擁有較好朝向，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)長(zhǎng)軸宜沿南北向布局?；厮诘闹楹Ｊ凶罴讶照粘?yàn)槟舷?、東南向、西南向，因此考慮將日照要求最高的宿舍區(qū)按照正南向布局，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)長(zhǎng)軸也沿南北向布置，教學(xué)區(qū)則為了兼顧地形適應(yīng)關(guān)系選擇主朝向?yàn)闁|南；（3）風(fēng)環(huán)境：前述分析已初步確定建筑朝向，此處應(yīng)納入風(fēng)環(huán)境因子深入判斷。因珠海當(dāng)?shù)叵募臼⑿袞|南季風(fēng)，所以建筑主朝向?yàn)槟舷蚧蛘邧|南向均是對(duì)通風(fēng)有利的。

4.2.3 結(jié)合形式生成法則優(yōu)化群體組合

（1）結(jié)合功能空間特點(diǎn)：因教學(xué)區(qū)需設(shè)置首層實(shí)訓(xùn)工廠，單體樓棟基底面積較大。體育館因其使用要求也具有超出普通建筑的尺度，所以教學(xué)樓和體育館由其功能空間要求而形成的較大體量天然具有強(qiáng)烈昭示性，適合放置于主要城市界面。這與前述功能分區(qū)中的分析結(jié)果也是相互印證的；（2）運(yùn)用形式美規(guī)律闡釋文化訴求：技工教育強(qiáng)調(diào)技術(shù)和實(shí)踐，具有務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)，這應(yīng)該作為方案設(shè)計(jì)中文化表達(dá)的重要組成部分。因此在規(guī)劃層面我們強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)潔的軸線，莊重的空間。教學(xué)區(qū)以主入口廣場(chǎng)為核心形成U 字型布局，禮儀軸居中引領(lǐng)簡(jiǎn)潔明確，簡(jiǎn)約大氣的主教學(xué)樓布置在中央，廣場(chǎng)東西側(cè)分別布置教學(xué)行政綜合服務(wù)中心與實(shí)訓(xùn)樓，如此便形成了莊重的空間格局。建筑群體組合通過教學(xué)實(shí)訓(xùn)樓的“長(zhǎng)”與教學(xué)行政綜合服務(wù)中心的“高”形成對(duì)比，在自由秩序中求得均衡與穩(wěn)定，使莊重的廣場(chǎng)空間不至于呆板。

4.3 基于本體邏輯的校園建筑設(shè)計(jì)

因單體樓棟較多，此處以教學(xué)行政綜合服務(wù)中心為例來闡釋基于本體邏輯的建筑設(shè)計(jì)生成過程。

4.3.1 通過功能組織分析確立基本分區(qū)

圖1 教學(xué)行政綜合服務(wù)中心低點(diǎn)透視圖

（1）功能分區(qū)：教學(xué)行政綜合服務(wù)中心共9 層，需設(shè)置實(shí)訓(xùn)車間，報(bào)告廳，閱覽室，教學(xué)行政綜合區(qū)、辦公區(qū)等。因本棟樓為高層，所以需重點(diǎn)考慮其豎向分區(qū)。根據(jù)各功能區(qū)使用特點(diǎn)我們作出如下分析：實(shí)訓(xùn)車間因地面荷載要求高應(yīng)將其放在首層，報(bào)告廳和閱覽室因人流量較大，為保證疏散也應(yīng)放在較低樓層，教學(xué)行政綜合區(qū)和辦公區(qū)因面積占比較大宜集中布置在塔樓，其中辦公區(qū)屬于內(nèi)區(qū)，為避免干擾應(yīng)將其置于頂層，教學(xué)辦公綜合區(qū)置于中間樓層；（2）空間構(gòu)成：對(duì)于教學(xué)行政綜合服務(wù)中心，教學(xué)行政綜合區(qū)和辦公區(qū)構(gòu)成為主要使用空間，實(shí)訓(xùn)車間、報(bào)告廳、閱覽室為次要使用空間。所以設(shè)計(jì)要優(yōu)先布置主要使用空間，將其置于塔樓區(qū)既能保證相對(duì)集中聯(lián)系緊密，也便于利用標(biāo)準(zhǔn)層布置同類重復(fù)性空間，次要使用空間作為服務(wù)性質(zhì)集中在裙房樓層，可提高服務(wù)空間使用效率，也便于對(duì)外使用；（3）人流疏散：對(duì)于教學(xué)行政綜合服務(wù)中心，報(bào)告廳和閱覽室人流量較大，應(yīng)考慮好緊急疏散，適當(dāng)位置設(shè)置專用樓梯，其他區(qū)域采用正常疏散即可。[3]

4.3.2 從環(huán)境適應(yīng)策略出發(fā)細(xì)化建筑方案

建筑為改善主要使用房間采光通風(fēng)效果，摒棄傳統(tǒng)的“回”字型內(nèi)廊式塔樓平面，轉(zhuǎn)而采用“U”字型布局。這種布局形狀是板樓的變異，樓電梯等服務(wù)空間置于內(nèi)側(cè)，主要房間置于外側(cè)并朝向東南西三面，既充分利用日照又縮小了進(jìn)深使通風(fēng)更好，同時(shí)建筑外墻在滿足規(guī)范情況下結(jié)合造型設(shè)置外凸壁柱，形成對(duì)外窗的遮陽效果，避免了過強(qiáng)的陽光輻射。

4.3.3 運(yùn)用形式生成法則塑造建筑性格

（1）承載功能的基本體塊：功能對(duì)于空間形式具有規(guī)定性，首先根據(jù)不同功能要求將建筑平面演化為三維的空間體量，這便是形式操作的基本體塊；（2）遵循形式美的規(guī)律表達(dá)建筑個(gè)性：怎樣的形式能夠傳達(dá)本項(xiàng)目的文化背景？根據(jù)業(yè)主要求以及技工教育本身文化特點(diǎn)，我們提煉了兩個(gè)語匯——簡(jiǎn)潔、科技。為了詮釋科技中較有代表性的循環(huán)規(guī)律，我們首先以方形為母體，在基本體塊基礎(chǔ)上通過控制比例尺度對(duì)其進(jìn)行處理，形成了方形莫比烏斯環(huán)和簡(jiǎn)潔方體的組合。然后為了增強(qiáng)對(duì)比，賦予兩個(gè)體塊不同的外墻材質(zhì)和開窗方式，形成強(qiáng)烈的虛實(shí)關(guān)系與立面肌理。最后通過水平飄窗和局部樓層內(nèi)凹使體塊變化更為明顯豐富，總體上實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)潔與科技的設(shè)計(jì)初衷。

5 結(jié)語

建筑作為一門文理兼?zhèn)涞墓爬蠈W(xué)科，初學(xué)者很容易沉醉于表現(xiàn)主義抑或是虛幻的概念表達(dá)。作者從業(yè)近十載，在多年的實(shí)踐和總結(jié)中逐漸意識(shí)到建筑創(chuàng)作首先應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，以使用需求作為建筑存在的根本，在滿足使用需求過程中所形成的一系列方法構(gòu)成了建筑的本體邏輯，這理應(yīng)是建筑設(shè)計(jì)生成的源頭。