模块化策略在建筑优化设计中的应用

模块化策略在建筑优化设计中的应用

赵勇

东莞市建青建筑设计有限公司广东东莞523000

摘要：尽管我国建筑业的发展水平在近年来获得了较大的提升，但是在实际运行时，其会经常受到各种因素所制约，如：环境因素、土地因素、能源因素等，并且还会诱发各种资源消耗和环境恶化问题。因此，要想改善这种现状，实现建筑行业的长期稳定发展，相关单位就要从自身入手，结合当前建筑设计的发展趋势对现有的建筑设计方式进行全面的优化和创新，大力采用模块化策略，这样才能达到预期目标。

关键词：建筑优化设计；模块化策略；应用分析

在当下建筑工程施工开展阶段，其设计工作最为关键，建筑设计水平的高低不仅可以影响到整体工程质量，而且对于相关建筑单位的可持续发展也有着很大的推动作用。因此，必须重视建筑设计工作，并在长期实践中对其进行不断的优化，进以通过模块化策略的合理运用，来解决以往建筑设计中存在的能源消耗和环境污染问题，从而最大化实现建筑与生态环境的和谐发展。本文也会针对建筑优化设计中模块化策略的具体应用情况进行详细的分析，以便为相关人士作为参考借鉴。

1.模块化设计策略概述

模块化设计策略（Modulardesignstrategy），主要针对那些不同功能或者同功能、不同规格的产品功能进行深入分析的一种科技手段，并且在分析过程中，可以结合实际需求，设计出一系列可行性的功能模块，进而再结合各功能模块，来设计不同的定制产品，进以满足现下日趋多元化的市场需求。现如今，该设计策略在我国建筑领域中，有着很明显的应用优势，并且一致被业界人士追认为最成熟、最环保的绿色设计方法之一，具体优势还可以从以下几方面去体现：第一，模块化设计策略具有较快的设计速率，可以大大缩短建筑工程的研发和建设周期；第二，模块化设计策略可以促进建筑产品的优化和创新，提高其建设质量和设计精度，进以帮助相关建筑单位获得理想的投资效益；第三，模块化设计策略可以节省建筑资源，提升旧建筑结构、旧材料的可再生利用率；第四，模块化设计策略可以减少工程施工中的安全隐患，提高建筑施工的规范性、合理性和科学性。

2.模块化设计方式分析

2.1集成式模块化设计

该模块化设计方式主要秉着“集”的设计理念，来实现建筑功能的多样性、建筑配套设施的完整性以及建筑组件的综合性。其所包括的大模块结构一般都是由多个小型模块集成而来的，在实际运用时，能够有效的简化建筑工程项目的施工程序、设计程序、组装程序等。同时，还可以提高工程施工效率和施工质量，节省造价成本。

2.2系列式模块化设计

该模块化设计方式主要针对那些相同功能的建筑项目，对其组件参数、尺寸、基木结构、功能形式等进行一些标准化的处。从设计功能上看，系系列式模块化设计可分为两种设计形式，即横向扩展模块设计和纵向扩展模块设计。其中，横向扩展模块设计一般都是将接口系列化、结构系列化、尺寸系列化、参数系列化作为首要设计目标；而纵向扩展模块设计则是在原有工程项目的基础上，将客户需求细分化、接口多元化、尺寸多样化、功能多样化作为首要设计目标。

3.建筑中的模块化优化设计策略

3.1划分建筑模块

3.1.1将功能作为划分基础

众所周知，建筑的根本所在在于其自身所赋有的应用功能，建筑中的模块化优化设计，必须在划分建筑模块时，将建筑功能作为划分基础，这种模块优化设计策略一般会在民用建筑住宅设计中有所体现。最为典型的建筑代表要属东京中银舱体大厦，其整体设计结构的划分就是建筑师根据建筑功能将家具以及设备模块化，进而使之组成一个通完整的现代化居住模块，然后再利用这些居住模块组合成一个功能丰富的住宅建筑。从本质上看，这种以功能为基础的模块化策略，能够实现一个模块具备一项建筑功能的设计优势，并且能够独立地实现这一功能所需的使用空间及所需建筑设备的安装。这种设计模式下的建筑物，如需更换功能需求或增补某些特定功能模块，只要设计人员对其中的特定模块进行定向更换或增减就可完全实现，这在一定程度上既简化了以往建筑材料制作的繁琐性，又提升了建筑材料的合理使用，进而真正达到了实现简化施工过程的设计目的。

3.1.2将设计目的作为核心理念

对于建筑工程而言，除了要具备多元化的应用功能，还要具备美观的外形结构和优质的建筑材料、建筑文化，而这些内容都需要通过合理的模块设计策略才能得以实现，所以，在具体实施过程中，相关工作人员必须将设计目的作为核心理念，并且还要兼顾建筑功能和设计师意图。例如，我国清华大学中的O-House太阳能实验住宅项目，其在进行模块设计时，就是以建筑模块的实验性概念为重要指导思想，这样才使得整体建筑物在半个月的施工周期中得以顺利完工。

另外，在设计过程中，为了更好的集约解决管线交接问题，设计人员还会将管线集中的厨房和卫生间作为总设计目标，并将整体建筑空间设计成几大关键组合功能模块，即设备模块（水暖电设备）、起居模块、卧室模块以及餐厨模块。同时，各模块之间的连接，还运用了墙面、楼面、屋面和管线等隐蔽工程，并按照标准化预留节点和标准化接口的连接方式。由此可见，将设计目的作为核心理念的模块化策略，其不仅具有较短的施工周期和较高的施工质量，而且还能够最大程度降低施工过程对周边环境和自然生态环境的影响，进而真正达到人、建筑与自然环境的和谐统一。

3.2组合建筑模块

3.2.1空间关系

从某种意义上分析，建筑空间设计就是对建筑空间进行有效的营造，模块化建筑设计也是如此，做好模块之间的组合，可以大大提升整个建筑物的空间效果，所以，在实施建筑模块组合设计工作时，相关设计人员应先对各模块之间的空间关系进行全面的了解和掌握。而这种建筑模块空间关系一般可分为以下三种形式，即相切关系、相交关系和相离关系。在实际设计过程中，这些空间关系的合理组织可以从多方面去考虑：第一，可以结合建筑景观朝向进行组织；第二，可以根据建筑功能来进行组织；第三，可以结合建造需求来进行组织。此外，还要考虑模块化建筑设计方案的空间关系，可以按照合理的排布规律、和谐的体量关系来进行，这样才能丰富建筑物功能，实现其节能降耗的设计目标。

3.2.2交接设计

模块设计原理通常会将接口设计、功能设计、逻辑设计作为各模块的主要属性，尤其是接口设计，其必须达到一定的标准性和规范性，才能体现出建筑设计优化的重要作用。另外，由于各建筑模块之间的交接会涉及很多建筑自身的物质性因素，如：水、暖、电等建筑设施，所以，要想确保这些设施设计的合理性，就必须综合整体建筑结构和设计构造特点，来制定完善科学的优化设计方案，这样才能达到理想的设计效果，提升建筑物的应用功能和安全性。此外，为了进一步提升我国模块建筑设计水平，相关建筑单位还要对模块之间的连接方式进行相应的调整和创新，进以使建筑结构和水、暖、电等设施能够实现预制生产，真正做到节能降耗、节支降本、高效实用。

结束语：

传统建筑设计始终以粗放型设计模式为主，不仅不利于建筑单位经济效益和施工技术水平的提升，而且还会导致能源消耗和环境污染问题。因此，必须对其进行全方位的优化和创新，使之向着可持续发展、高效利用建筑生产和节约资源的方向上靠拢，并且要正确认知模块化设计策略在建筑优化设计领域中的重要作用，采取行之有效的设计方案和设计方法，这样才能提高建筑设计水平，满足现代社会发展需求。

参考文献：

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[2]吕中阳.模块化原理设计方法及应用[J]设计研究，2017，02：96-97

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