模块化策略在建筑优化设计中的运用

钟博文

（福州国伟建设设计有限公司，福建 抚州 350000）

为了保证现代建筑功能的多样化发挥，加强建筑优化设计是非常重要的。模块化策略本身在解决复杂问题方面具有着强大的优势，其通过对复杂问题的逐层分解，形成易于管理基础模块，实现高效处理问题的目标。模块化策略的应用能够在建筑优化设计中发挥积极作用，促进建筑优化设计水平的提升。

1 模块化策略及其在建筑优领域的应用价值

“模块化”是一种科学的设计理念，最早出现在德国机床工程设计领域，指利用模块思维将整个设计工程项目组成分解为若干个基础模块，通过标准化、系统化的模块设计，提高机床的可靠性、安全性及功能性。此后，“模块化”理念又得到了不断的发展，形成了专门的以“模块单元”为基本构成单元，以“多学科知识”综合应用为设计基础，以“系统工程”为主要服务对象的模块化设计策略。

模块化策略在建筑领域的应用，能够发挥出提高施工效率、降低建筑能耗、减少建筑污染排放等积极作用。首先，基于模块化策略的建筑施工，大多是将建筑进行模块化分解后，提前完成模块预制，然后再对模块进行现场组装，从而同步开展多个模块单元的施工，整体缩短施工周期，提升施工效率。第二，模块化策略的的应用下，能够大大提高建筑设计与施工的专业化、标准化水平，这也能够帮助参建单位有效进行资源的调配，合理控制能源消耗。

2 基于模块化策略的建筑优化设计

2.1 对建筑模块数据库的建设

模块化策略在建筑优化设计中的应用，首先需要对建筑项目各模块单元的专业数据库进行完善建设，这也是模块化策略发挥价值的基础。一般根据建筑工程项目设计的总体要求，需要落实好建筑设计、结构设计、设备设计、协同设计、拆分设计等多个具体工作部分，针对其中主要的设计工作部分，需要建立相应的模块数据库。如建筑设计决定着建筑的整体风格、功能、基本建设要求，对此，需要建立专门的建筑数据库，对建筑进行分类整合，形成不同建筑模块，在需要进行建筑项目设计时，根据需要提取符合要求的建筑模块，直接作为建筑设计的基础板块。而结构设计则需要在建筑模块基础上，建立专门的结构模块数据库，对建筑不同结构分类整合，形成各类标准化的结构模块。设备设计同样要建立设备模块数据库，整合建筑工程不同的功能型设备，形成标准化的设备模块。拆分设计则需要建立构件模块数据库，对可拆分构件进行整合。

2.2 对建筑总体结构的优化设计

总体结构设计是建筑优化设计的重要切入点，一般建筑的总体结构设计，直接影响着建筑户型、功能设施等方面的设计，也是建筑施工的基础依据。基于模块化策略，在进行建筑总体结构设计时，可以利用专业的模块化设计软件，根据建设方对建筑使用功能的需求，进行总体结构的规划设计。可以将建筑的总体结构划分为若干个不同的子系统，每个子系统中都包含整个建筑结构中的某类同标准、同规格的建筑结构单元，这样就能够使建筑的总体结构清晰直观的呈现出来。同时，还要进一步对功能型结构模块、基础型结构模块进行分类，在此基础上确定各类模块单元之间的关联性，从保证建筑总体功能良好发挥、模块单元间协调运行、建筑施工及使用中安全环保等角度出发，对建筑总体结构设计效果进行评价，根据需要做出优化调整。

2.3 建筑内部功能区划分及户型设计

现代建筑的功能越来越呈现出多元化的特点，一般建筑内部都存在多个功能区，对于不同功能区的设计要求也存在差异。基于模块化策略，在进行建筑优化设计时，可以先将建筑内部功能区进行明确划分，这需要以业主单位或建设单位的项目规划要求为依据，整理得出建筑内部的若干个功能区模块，如餐饮区、会客区、休息区、卫生区、过渡区等。在此基础上，根据功能区的分布，已经项目规划中对建筑户型面积、目标定位等做出的要求，确定建筑内部主要户型的设计方案。可以从已经整合完成的模块数据库中选择适合功能区最佳配置的户型方案，并将相关的设备模块配置到户型当中，突出功能区的边界划分。

2.4 建筑项目户型间协同衔接的设计

户型及内部功能设计虽然是建筑优化设计的基础单元，但对于户型间的协同衔接也需要做好优化设计，这也是保证建筑内部各模块功能协同发挥的关键。户型间的协同衔接设计需要同时考虑户型之间各自的独立性以及关联性，既要保证各户型自身原有的特点，也要使各户型之间能够有效的协同组合在一起，以共享结构、资源、空间、功能设备建立不同户型间的联系，保证建筑整体功能的完善性。在模块化设计中，户型间的共享空间一般会设置重叠接口或连接接口，重叠接口多为户型间共用的剪力墙等结构构件，连接接口则多为共享功能性模块，如公用楼梯、供水、供电设备等。

3 结语

模块化策略在建筑优化设计中能够发挥积极的作用，通过建筑设计工程的模块化分解，并建立专门的模块数据库，可以为建筑各模块的优化设计提供有力的支持，进而强化建筑设计的灵活性、有效性。我国目前模块化设计的研究还不够成熟，相信在未来，随着技术的发展，以及模块化策略的深入应用，将能够进一步发挥模块化策略的应用优势，更好地推进我国建筑事业的发展。