以技术集成为导向的高年级工业化住宅专题设计

长期以来，技术与设计的结合一直是建筑设计教学中的难点，并且也是一个重点。广义的建筑技术涵盖的领域非常广泛，包括构造、结构、材料、施工、防灾、设备、物理、节能以及信息技术等等。而建筑设计教学环节，一般面向设计概念与方案能力的培养，与真实建造连通的机会并不多，学生较难深入体会建筑技术的细节。


对于已经学习了一系列建筑技术类课程的高年级学生来讲，技术的基本原理他们已经掌握，而其应用或早或晚都必须通过设计来实现。但在学期间的设计题目毕竟数量有限，一味地要求学生微观地掌握所有技术既无可能也无必要，所以有意识地让他们在单个设计中综合应用多种技术才是上策。


正是基于这样的想法，2014年春季学期我们在建筑学四年级自选题教学中做了一次尝试，以装配式住宅为对象，将工业化建造与节能设计结合，并适当融合相关外围技术，形成以技术集成为目标的设计课题。


1.双轨式设定
题目设定针对性非常强，关注的是当前建筑界的两个热点。课程以它们为触发点，生发出双轨式的结构构架（图1）。







其一，装配技术。由装配技术主导的建筑工业化并不是建筑界的新话题，近年中华人民共和国住房和城乡建设部出台了若干举措，并结合绿色建筑等规范，正在推动中国装配式住宅的发展。居住建筑通过工业化的建造方式，将传统的现场施工转移到工厂制作；将现场浇注变成现场装配；将外墙现场分项施工变成为结构、保温、装饰一体化预制构件；将分散的厨卫设备和室内装修材料与构件集中于工厂化制作和现场装配，在提高和改善住宅的功能与质量方面可以取得显著效果。


其二，节能设计。当前无论中外，节能都是建筑界必须面对的问题，并且经过多年发展已经出现了较为成熟的设计思路与辅助工具，针对居住建筑的节能研究亦硕果累累。本设计题目希望学生能够通过学习掌握Ecotect Analysis、Airpak、eQUEST等主流节能软件，然后应用于自己的方案调整中。


2.基本主导思路
2.1 以技术研究为主线
建筑界前辈冯纪忠先生曾评价过某些设计课教学，说它们“仅有建筑经验而无设计经验，只有建筑成果经验，而无过程经验。”（冯纪忠《谈谈建筑设计原理课问题》）这提醒了我们不能仅仅强调最终成果，学生在设计过程中的所得才是更加需要重视的。鉴于此，我们在题目中加大了技术研究的比重，目的便是让学生通过这一次学习，形成足够的知识储备，不仅帮助他们完成这一次设计，还可以在今后的实践中持久获益。


技术研究环节具体体现为第一阶段、第二阶段最开始的两次调研和第二阶段的软件学习。第一阶段的调研主题是工业化技术，目的是了解建筑工业化的基本内涵，以及装配式住宅的标准化、系列化、工业化和建筑模数化、部品集约化等特征，掌握工业化住宅的相关设计规范规程及建筑构配件设计等相关内容。第二阶段的调研主题是节能做法，综合性地搜集建筑节能的具体技术手法，尤以发达国家和地区的成功案例为重点，学习和理解他们在建筑节能方面的基本理念与概念，比如保温、遮阳、通风、采光、能源转换等方面的做法。而第二阶段的软件学习，则由专职老师主持，选择应用较广的主流节能软件进行教授，做到一次学习长期受用。


2.2 化技术为手法的设计导向
作为本科生的设计课程，多种建筑技术内容的加入可以增加方案的深度，尤其是多元化的技术集成，使得设计内容更加丰富，更加贴近现实。但技术最终应当服务于设计，学生要做的，是在有限时间内消化技术原理，进而将其应用于方案设计。我们的培养方向也应该指向懂技术的建筑师，而不是建筑技术专家。所以我们将题目中对技术的学习深度设定为常识性了解，最终要求技术以设计的形式体现，技术必须转化为设计元素，抽象原理必须转化为具体做法，再运用设计手法有机组织它们。


2.3 多节点加强交互性
对于规定了主题的设计，手法与主题的呼应决定了它的成败。换言之，技术与设计的交互越强成果质量就会越高。


整个过程中有三个主导节点（图1），装配住宅设计、节能设计以及综合调整。多节点的设定目的是提供交互作用发生的机会，技术理论融入设计方案，而设计进程中还会出现对技术的新需求，这是一个交错渐进的过程。当然，除了三个主导节点，根据个人的不同情况，在整个进程中技术与设计的互动随时会发生。






技术与设计的互动频率最高的地方出现在户型分隔、总平面布局、构件体系，也会因方案需要在单元组合、立面构成等方面体现（图2）。


3.重性轻量的设计要求
在这个设计中，量化指标不见得是最重要的，而深度及呈现方式才是决定方案走向的因素。所以，与传统设计题目不同，任务书在技术指标方面给予了学生相当大的自由度。比如，不硬性规定住宅型式，可以是多层，也可以是小高层、高层，也可以两种以上型式并存，以发挥自己体系的特长为准。


与此相反，针对中观深度技术集成所做的定性要求则需要特别明确，以避免技术研究过浅或过深，技术含量过少或过多。具体反映在以下五个方面：


3.1 手法化
以设计手法为指向。技术需要转换为手法，不能停留在技术本身。手法化也是设计与技术互动的直接体现。








例如图3的作业中，使用软件模拟通风情况，再通过局部调整，进行改良。软件只是工具，模拟只是过程，结果仍指向建筑设计。


3.2 构件化
构件化即是技术的物化。将技术从抽象理论转变为物质实体，正是建筑设计需要解决的问题。并且设计的特殊性因此而体现。
















以体系化思路构想的产品序列，可以是一个居住单元，也可以是一个房间、一个构件。


3.4 集成化
集成化既是建筑工业化技术的一个特征，也是设计的一个要求，更是中观深度把握多种技术的一个必然结果。如果说体系化是同类元素的纵向架构，那么集成化强调的便是不同元素的横向联结。







技术集成也是本设计课题的重要特征，因为在建筑技术日新月异的今天，将多种专业技术综合应用于建筑中已是常态，技术集成应当成为建筑设计的一个必要环节。


3.5 可视化
技术的可视化主要体现在软件应用中，它令原先比较抽象笼统的概念变得直观精确。而将其用于设计中，更可以增加方案的说服力。




可视化也是技术集成的一部分，虽然它不见得能起到决定性作用，但它为方案调整和交流增加了一种便利手段，所以我们也将技术可视化列为成果指标之一。

4.先“放”后“收”的优化设想
尽管该设计要求学生只需常识性、中观性地掌握建筑技术，但成果依然反映出他们对技术的生疏。毕竟建筑设计不是靠死记硬背就能完成，而必须在吃透基本技术原理以后将其灵活运用才行。在这个题目里，技术不能作为附加物，而应作为主导因子和触发点存在。对于学生来讲，分别学习各种技术不是难事，难在将它们上升到理念高度有机地组织进设计框架。

针对这一情况，后续的课题设计中在“放”和“收”两方面都应当做得更到位.

4.1 “放”得充分
在设计的起始，并不要求针对具体基地进行设计。目的在于以发散思维为基础，尽量多地寻找技术的触发点。从以往经验来看，每个方案可选择的技术重点是多种多样的，比如有的选择可变性设计，有的选择盒子建筑，有的选择全周期设计，等等。然后可以围绕选中的重点组织后续设计。在这个前提下，进一步强调体系化要求，以系列产品为导向，开发普适性的建筑体系。

4.2 “收”得具体
在设计的后半阶段，加强特定规范的执行，模拟普适性建筑体系的具体应用。除了规定具体地域环境以引入气候因子之外，在空间组织、构造技术等方面发挥规范的约束作用，形成能够在特定地区适应真实建造要求的方案。而对于反映方案特征的关键建造技术，应当提供详细设计并进行三维表达。

事实上，从现有方案成果来看，收放平衡正是学生最薄弱之处，而又恰恰是最需要强调的要求。

（注：本文使用了程轩、金振涛、陆叶、孙磊、夏至、郑陆申演、周妙明同学的设计成果，在此致谢）