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建筑设计中轻量化思想的应用探究

发布时间:2018-10-10
 摘要   
  “轻型化建筑设计思想与手法”是以建筑开发到建造的生命周期中的轻量化,轻量化不是特定的一种建筑、规范、建造模式,轻量化是一种方法,轻量化归根结底是为人的需求服务,上世纪人类需求发展,钢筋混凝土建筑出现。如今人类需求改善与发展并举,轻量化建筑慢慢登上舞台。
  
  近些年我国互联网数字技术的高速发展,经济规模不断扩大,人们对事物的需求慢慢倾向于轻量化,如“轻资产”、“轻运营”、“轻发展”、“轻配置”、“轻建造”等名词不断出现。人们的需求不断向轻质化,趋向易于改变,易于替换,高速迭代的方向发展。数码产品一年一代,汽车行业向绿色电动发展,金融行业向轻资产配置方向发展,房地产行业也甩掉重资产项目,向管理方面发展。
  
  所以笔者认为,轻量化思想同样可以运用在建筑行业中,运用轻型化建筑思想与手法实现经济高速发展的需求是对环境可持续发展的响应。
  
  由于建筑形式与用途的多样化,根据我国国情,采用信息化的开发管理、对话环境的设计、标准化的建造、具有高度拆解建造可变性结构系统等方法建设的建筑,或采用其中某一项的建筑,即可视为轻型化建筑,或者定义为采用了轻量化设计的建筑。轻量化是贯穿建筑生命周期的系统方法,是未来建筑技术成熟的趋势。
  
  关键词: 轻量化变革,建筑可持续,产业园规划与建筑设计.
     ABSTRACT   
  "Light quantified architectural ideas and techniques" is the light quantification in the life cycle of building development to construction. Light quantification is not aparticular kind of building, standard and construction mode. Lightweight is a method,light quantification is the service for human needs, the development of human needsin the last century, and the emergence of reinforced concrete buildings. Today, human needs are improving and developing simultaneously, and lightweight buildings areslowly on the stage.
  
  In recent years, the rapid development of Internet digital technology in China,the expansion of economic scale, people's demand for things gradually tend to light weight, such as "light assets", "light operation", "light development", "light configuration", "light construction" and other nouns constantly appear. People's needs are becoming lighter and tend to be easy to change, easy to replace, and highly iterative. One generation of digital products, automobile industry to green electric development, the financial industry to light asset allocation direction, the real estate industry also dumped heavy asset projects, to the management development.
  
  Therefore, the author believes that the thought of lightweight can also be used in the construction industry, with the use of lightweight architecture ideas and techniquesto realize the demand for rapid economic development and the response to the sustainable development of the environment.
  
  Owing to the diversity of architectural forms and uses, according to the national conditions of our country, the construction of the construction that is constructed bymeans of information-based development and management, the design of the dialogue environment, the standardized construction, the highly dismantling and constructionof a variable structure system, or the use of one of the buildings, can be seen as a lightweight building, or defined as The architecture of lightweight design is adopted.
  
  Lightweight is a systematic method that runs through the life cycle of the building,and it is the trend of the mature construction technology in the future.
  
  KEYWORD: Lightweight, Sustainable construction, Iindustrial park planning and architectural design.
     第 1 章 绪论
  
  1.1 研究起因。
  
  1.1.1 从普利茨克趋势探究当代建筑思潮。

  
  建筑师担负着社会建设的重要责任,建筑师思想的进步是时代进步的标志之一,前沿建筑师的思想可以客观反映出当代社会对建筑的需求与发展趋势。
        
  2012 年普利茨克奖获得者,中国建筑师王澍,以他对西方现代城市及建筑观念批判性的反思为理论,设计手法上回归地域建筑传统。(图 1-1)   
  2013 年普利茨克奖获得者,日本建筑师伊东丰雄,在仙台媒体中心的设计中,他用用 6 块正方形的楼板,13 根树形的管子和 4 片分隔内外的表皮创造出了均质的流动空间,管状结构贯穿竖向空间,让光影与结构融为一体。让建筑结构呼应自然生态。
  
  1(图 1-2)   
  2014 年普利茨克奖获得者,日本建筑师坂茂,纸建筑大师,轻盈的建筑理念和环保材料的推崇者,用廉价的材料和快速易于施工的建筑方式,为人居环境提供便捷途径,在他的作品中充分体现了人道主义精神。(图 1-3)   
  2015 年普利茨克奖获得者德国建筑师、结构师 Frei Otto,“用轻型反对野蛮”的建筑大师和结构工程师,他致力于探索轻型建筑材料,保护自然资源。他是轻质张拉膜结构的先锋建筑师,德国汉堡的国际花园展厅正是运用大型张拉膜结构创造出了最大的使用空间。他的建筑塑造出了充满力量干感,让建筑、人、自然景观开放融合。
  
  2(图 1-4)   2016 年普利茨克奖获得者,智利建筑师亚历杭德罗·阿拉维纳,他代表社会参与型建筑师的复兴,建筑师的角色更大程度上融入社会,为解决社会问题而设计。(图 1-5)   
  2017 年普利茨克奖获得者 RCR 建筑事务所三位西班牙建筑师阿兰达先生、皮格姆女士与比拉尔塔,他们作品中可以看出大量使用在地性材料,并对材料充分的尊重,秉承本土建筑设计精神的理念。让建筑回归自然,回归生活。(图1-6)从近年的普利茨克奖趋势,其实不难看出,轻型、可持续、地域性的建筑正在被建筑师及社会广泛关注。轻音乐、轻服装、轻饮料、轻文化,这些不断出现的名词渗透在生活中各个方面。在中国目前各方面高速发展的趋势下,建筑作为城市的基础元素,应该需要适应不断变化的发展需求,建造速度、环境保护、建筑品质是建筑行业里一致存在的难易平衡的问题,笔者提出轻量化思想,希望以轻手法的介入来达到各方面的发展平衡,以期达到建筑的可持续发展。
  
  1.1.2 建筑可持续发展。
  
  可持续发展是满足人类发展目标的组织原则,同时也是维持自然系统提供经济和社会赖以生存的自然资源和生态系统服务的能力。理想的结果是一种社会状态,在不破坏自然系统的完整性和稳定性的情况下,生活条件和资源利用继续满足人类的需要。可持续发展是满足当下需求,又不损害后代资源的可以归类为满足当前需要的发展,而不损害后代利益的原则。
  
  目前,许多开发商在努力尝试“全生命周期建筑开发”。比如上海的的“积木型住宅”,(图 1-7)可减少建筑垃圾 80%以上。减少建筑垃圾 70%,脚手架模板用量减少 50%以上,钢材消耗节约 5%,混凝土节约 10%,电能节约 15%以上,节约水资源 45%以上。达到使用年限后,还可以进行拆除,配件重复再利用,真正实现可持续发展的目标。
        
  1.1.3 现代人心理需求。
  
  快速城市化的今天,穿行在钢筋混凝土的城市里,人们的心理压力,生活压力倍增,人们对城市感知,对生活方式的需求更加趋向轻量化。
  
  中国工程院院士崔恺提出的蔓藤城市规划理念,让建筑、城市、自然有机结合,虽然理论开始只是适用于乡镇和大城市边缘地带,但其理念的发展趋势值得思考。最近城市景观领域非常提倡的海绵城市理论,让城市能够像海绵一样吸水,能够最大程度地留住雨水。无理论海绵城市还是蔓藤城市理念,其目的都是为了可持续发展,让城市不那么不近人情,让城市多一份柔软,多一点绿色,更贴近生活。
  
  从个体而言,近年来人们更加关注生活的本质,纷纷在工作之余出走城市,向农村,向田野逃离,城市里也出行了共享单车等绿色公共交通。人们对居所的需求也并不那么迫切,出现了大量的短租公寓,这些社会活动行为的改变同时在慢慢改变人们对待事物的思想观念,希望一切以“轻”出发,不那么麻烦,又很方便环保。
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  1.2 研究对象
  
  1.3 研究方法与意义

  1.3.1 研究方法
  1.3.2 研究意义
  
  1.4 相关理论
  1.4.1 国外相关研究经验
  1.4.2 国内相关研究经验
  
  1.5 研究框架
  
  1.6 本章小结
  
  第 2 章 “轻”建筑思想的概念与发展趋势
  
  2.1 基本释义
  
  2.2 发展趋势

  2.2.1 城市规划与更新的轻质介入
  2.2.2 互联网与建筑设计式
  2.2.3 装配模块化建造模式
  2.2.4 对生态环境影响的轻量化
  
  2.3 本章小结
  
  第 3 章 轻型建筑思想倾向的动因分析
  
  3.1 历史发展与社会需求

  3.1.1 历史动因
  
  3.2 社会发展和供给需求
  
  3.3 本章小结
  
  第 4 章 技术变革
  
  4.1 建造技术变革

  4.1.1 中国传统建筑技术发展
  
  4.2 结构与材料发展
  4.2.1 结构技术发展
  4.2.2 材料技术发展
  4.2.3 轻型建筑体系发展
  
  4.3 本章小结
  
  第 5 章 建筑全流程轻量化策略
  
  5.1 建筑开发流程轻量化

  5.1.1 互联网时代建筑业转型
  5.1.2 房地产开发流程轻量化
  5.1.3 房地产开发流程轻量化定量
  
  5.2 建筑设计技术轻量化
  5.2.1 BIM
  5.2.2 人工智能
  5.2.3 设计技术轻量化定量
  
  5.3 建筑设计手法轻量化
  5.3.1 形体之轻
  5.3.2 表皮之轻
  5.3.3 材料之轻
  5.3.4 建筑设计手法轻量化定量
  
  5.4 建造技术轻量化
  5.4.1 轻型复合建造体系在灾后重建中的运用
  5.4.2 装配式建造体系在房地产开发中的运用
  5.4.3 建造技术轻量化定量
  
  5.5 本章小结
  
  第 6 章 福州中科数据产业园工程实例研究
  
  6.1 项目背景及意义
  
  6.2 项目介绍

  6.2.1 项目目标与定位
  
  6.3 设计目标与需求分析
  6.3.1 开发策略
  6.3.2 规划布局
  6.3.3 空间形态表达
  6.3.4 建筑形态表达
  
  6.4 项目建造
  6.4.1 建造过程分析
  6.4.2 造价对比
  
  6.5 探究未来项目对城市与环境的影响
  
  6.6 本章小结

  结语

  建筑是居住的容器,在满足居住功能的同时,建筑还需要让人视觉、触觉上直观感受。笔者在本文中通过研究建筑的发展脉络,通过归纳轻型化建筑设计的具体手法,从管理、设计、技术、建造层面进行分析研究;从社会发展背景因素中寻找设计的动因;从新型技术中寻找跨界运用的突破口;挖掘城镇化高速发展遗留下的痛点,总结出建筑全流程轻量化设计思路与策略。

  关于轻型化的建筑应用前景和社会、经济价值我笔者结有以下几点:

  从社会需求层看,随着人口的增长和科技的发展,社会对轻型化建筑的需求将日益增大,互联网的多行业渗透,也将影响建筑的开发与设计建造模式的改变,轻型化的建筑体系必然得到发展,绿色生态方面:通过灵活的结构形式与退让消隐的设计手法,让建筑对话环境。

  经济角度:轻型化建筑对传统建筑材料的革新,让建筑更为高效经济。可拆解,可安装。

  社会关怀角度:轻型化建筑满足快速发展的轻文化需求,为恶劣条件下的建筑重建提供可能性,让建筑充满人性的关怀。

  从轻型化建筑设计思想的未来发展趋势上考虑,笔者认为今后需要在以下几个方面进行深入研究:

  (1)互联网时代,任何事物都讲究轻量化,建筑行业需要突破固有的传统模式壁垒,在时代的背景下找到轻量化的开发与设计策略。

  (2)保持对新型材料的探讨,对新结构形式的研究,对建筑形式的探索,让理论知识运用的实际工程项目笔者对轻型化思想手法及策略的研究涉及的层面,较为广泛,其中许多内容没有完全深入研究分析,对轻型化设计思想与手法的研究,多数基于现有技术及案例,从中总结归纳。笔者在今后的学习与工作中,需要继续努力完善理论体系,丰富实践经验。希望老师和专家能够给予批判指正。

  笔者在文章中提及的“轻型”建筑是一种针对轻型建筑新的诠释,研究对象为建筑全链条的轻量化,笔者认为只要是达到建筑全链条:开发、设计、建造、运营其中一点轻量化的建筑,即可认为是“轻型”的建筑形式,轻量化是手段,轻型是定义。在实际工程项目中往往会遇到各种条件限制,有时由于技术条件限制,无法进行 BIM 信息化的轻量化;有时因为场地条件限制,无法进行建筑设计手法上的轻量化;有时又因为地域风貌影响,规划审批上限制,无法做大材料上的轻量化;有时也会因为开发周期紧张,而无法做开发管理上的轻量化实践;当然还有时候还会因为建造技术的限制,无法做到装配式的轻量化。但是笔者认为,只要在建筑设计中秉承轻量化的建筑设计思想,找到在限制条件下发挥轻量化的突破口,让建筑做到轻型。这也正式笔者在文章中所要表达的思想。在实际工作中,建筑师是带着镣铐的舞者,“轻型建筑设计思想与手法”也许是让镣铐显得不那么重的一把杠杆。

  参考文献

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