模块化策略在建筑优化设计中的应用研究论文_周永安

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摘要:当前,在建筑设计过程中,越来越广泛的应用到模块化策略,这种模式越来越呈现出巨大的应用效益,相信在未来的建筑行业发展过程中,必然是主流趋势。在建筑设计中有效应用模块化策略,能够确保建筑充分满足具体的功能需求,同时在更大程度上使建筑空间得到有效节约,使相关方面的资源得到更有效的利用。基于此,本文从模块化概念着手,着重分析和探究模块化策略在建筑优化设计过程中的应用思路等相关内容,希望通过本文的简要论述,可以为相关人士提供某种程度上的参考和建议。

关键词:模块化策略;建筑优化设计;应用研究

引言

现阶段,在建筑行业的各项活动中,急需在有限资源的基础上,进一步结合实际情况力争充分实现更长远的发展目标。从实践情况来看,因为建筑施工活动规模巨大,在具体的施工过程中需要投入巨量的人力物力和财力,如果在具体的施工环节出现某方面的问题,就会直接导致建筑闲置,所造成的资源浪费问题十分严重。除此之外,原有的建筑不能和全新时代背景下的内在发展需求保持一致,也会导致建筑被搁置,所造成的经济损失难以估量。针对这样的情况,有效应用模块化策略可以呈现出十分明显的应用优势,它是一种相对来说比较成熟的设计和生产方式,目前已经在制造业领域得到了十分广泛的应用。很多建筑设计师也进一步推进该策略有效应用到建筑生产实践,并使其和当代工业体系保持同步,确保其呈现出更大的应用效益。在模块化设计阶段,有针对性的利用组合和拆分的方式,能够更有效的实现多样化功能,以需求整合为指导思想,可更有效的体现出可持续发展理念。

1 模块化策略概述

1.1 模块

通常意义上我们所称之为的模块,它的概念可以进一步追溯到20世纪初的德国,这个概念在20世纪中期被进一步接纳和认可,同时进一步结合相关的实践,两者互相融合,发展成为相关方面的理论。从普遍意义上来看,针对模块的概念而言,被民众接受和认可的概念是:模块是一种通用、典型的独立单元,它具备一定程度的接口结构以及相关的功能,并可以进行充分的组合构建成一个系统。

1.2 模块化

针对模块化的核心而言,有相关的专家学者把它归纳成可以把比较小的,可独立进行功能设计的系统,组合建立为一个复杂流程或产品的过程。从这个归纳中也可以很明显的看出,模块化主要指的是应用系统论的观点,它进一步把比较复杂的问题进行逐步分解,变成多个子系统,然后再分别进行有针对性的操作的系统理论。从整体来看,模块化主要包括两个比较大的过程,也就是模块集中化与分解化。

1.3 建筑模块化

在具体的应用过程中,有效应用模块化策略实施相对应的建筑设计和生产的方法,也就是我们通常所称之为的建筑模块化。从具体情况来看,它主要指的是把建筑这个集成了多项专业的复杂整体进行充分的分解,从而细化成有着很多功能性、标准性的模块,应用模块化的策略来进行建筑设计与生产的方法,即为建筑模块化。它可以把模块当做具体单元,对其进行生产和设计,同时通过模块单元的拼接和组合,来有效实现建筑的整体生产流程。图1图2模块化建筑的形象展示。

图1 图2模块化建筑的形象展示

2 建筑模块化的可持续性原则

2.1资源保护基本原则。有针对性的通过设置相对应的模块,可以把整体的流程进行充分的简化,这样能够进一步有效缩短建筑周期和相应的工程设计流程,这是模块化策略的核心要义,它可以促进社会资源得到科学合理的利用,进一步体现出资源保护的基本原则。

2.2使资源得到反复利用的基本原则。模块有着十分显著的鲜明特色,它能够充分融合通用性、互换性以及独立性特点。模块化建筑可以使建筑耗材的利用率得到更显著的提升,切实有效的体现出资源反复利用的基本原则。

2.3保护自然的基本原则。模块化策略是一种标准化的形式,在具体实践中如果应用模块化建筑,可以使建筑的整体生命周期得到有效改善,同时也能够进一步缩小建筑生产对自然环境所产生的不良影响,切实有效的体现出保护自然的基本原则。

2.4有效提升质量的基本原则。在建筑的设计和生产过程中,有效应用模块化策略,可以进行预制生产,这样能够使建筑物的品质得到显著改善,进一步延长建筑物的使用寿命,使整体的生命周期都得到显著拓展,充分体现出质量提升的基本原则。图3模块化策略在建筑优化设计中的应用案例

图3模块化策略在建筑优化设计中的应用案例

3模块化策略在建筑优化设计中的应用

3.1以空间功能需求为基础的户型设计

在具体的实践中,建筑设计师在针对住宅建筑空间进行设计的过程中,要有针对性的结合建筑的具体要求、基本户型以及相关功能等相关因素,利用设计美学理论展开相对应的学科设计。例如,可以把整体的空间进行充分的分解,按照5个模块进行分解和操作,并进一步根据居民的生活方式、生活状态等因素,通过计算机的辅助设计软件或者相关技术从结构库中选取与之相对应的更科学合理的结构软件,并设计出更多元化的设备模块。在这个过程中,要从根本上确保满足结构户型与具体的建筑要求,使相关情况能够协调一致,在最大程度上避免出现矛盾,特别是在过渡期和连接区域,要有效杜绝碰撞问题。

3.2户型间的优化设计

在建筑的优化设计过程中,户型间的设计是以户型内设计为基础而展开的细化和优化。在实践的过程中,建筑设计师要综合考虑相关方面的因素,以此为基础,不断调整和完善户型内部的建筑,相关的设备和结构等,使相关因素能够有效协调,密切配合,在这个过程中,相关的设计师要有针对性的结合户型之间的连接性和独立性,进一步探寻和发现户型之间存在的“接口”,有针对性的通过配置户型之间的共享构建,充分实现各个户型的组合,以此构建建筑的单元体系,从根本上有效确保整体建筑的完整性和全面性。从实践的情况来看,针对户型间的共享位置的设计而言,可以有效分成两种形式,分别是重叠接口与连接接口。如果住宅建筑是以剪力墙为主体结构,在设计时,结构户型间的共享位置的接口大多数是重叠接口,而设备户型间的接口通常情况下是连接接口。

3.3标准层的优化设计

在具体的建筑空间设计过程中,我们所称之为的标准层设计主要指的是,建筑设计师对户型的内部和户型间的设计完成之后,结合具体情况配备相对应的附属构件,此构成对建筑层的设计。通过对建筑层的设计,可以切实有效的确保有效完善建筑层内部的相关功能,从而进一步有效构建更加具备标准化,精准化和系统化特征的建筑层单元结构。从实践的情况来看,相对来说更为完整全面的建筑层主要包括电梯间,楼梯间、走廊,户型等单方面的标准化构件。所以针对这样的情况,为了在最大程度上有效确保建筑设计更科学合理,就要有效确保每一个结构都更加完整全面,特别是针对建筑层的内部设备设计而言,需要进一步优化和完善。除此之外,在设计建筑结构的过程中,要进一步确保称重的构建受力的均衡性,通过这样的方式来确保整体结构的牢固和安全稳定。与此同时,在这个过程中可以通过针对对称户型的设计,或者把某一个轴线作为基准展开相对应的对称设计,有针对性的适当添加连接构件,这样能够更有效的连接各个结构件,从而有效采取积木组合的方式,进行标准层的组合连接,由此构建整体的建筑模型。需要着重关注的是,要进一步确保整体建筑的完整性,使各个部分能够协调统一。

4结论

总而言之,通过上文的简要分析,我们能够明显看出,在建筑优化设计的过程中有效应用模块化策略,可以呈现出更明显的效益,可使建筑优化设计呈现出可持续性的发展趋势,由此为进一步构建资源节约型,环境友好型社会贡献一份力量,进一步促进建筑行业充分实现持续稳定的发展。

参考文献:

[1]王蔚.模块化策略在建筑优化设计中的应用研究[D].湖南大学,2012.

[2]王哲.自然采光在现代建筑中的优化设计策略[D].天津大学,2014.

[3]劳开拓.集装箱建筑在中国的应用和发展研究[D].天津大学,2013.

[4]朱俊杰.模块化建筑结构在内爆荷载作用下的破坏规律研究[D].西南科技大学,2017.

论文作者:周永安

论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期

论文发表时间:2019/9/24

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