【摘要】：在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展過程中能源、環(huán)境、土地等因素已經(jīng)成為制約建筑領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的主要障礙,科技的進(jìn)步帶給人類的不僅僅是前所未有的消費(fèi)驅(qū)動(dòng)力,還伴隨著不可估量的資源消耗和環(huán)境惡化。在未來任何領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)、制度、技術(shù)、觀念都將逐漸地開始發(fā)生轉(zhuǎn)變,建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域也是如此,提高建筑設(shè)計(jì)的水平,有效對(duì)接工業(yè)化和綠色化標(biāo)準(zhǔn)是未來建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域必然的趨勢(shì)。本論文以模塊化策略作為未來建筑設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)的切入點(diǎn)展開研究,結(jié)合當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì),積極探索模塊化對(duì)建筑設(shè)計(jì)理念的影響,深入挖掘出有效的技術(shù)策略。本論文的研究體系主要通過以下幾個(gè)方面展開： 第一方面,進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)策略理論體系梳理。主要從宏觀層面上來討論模塊化設(shè)計(jì)理論與建筑設(shè)計(jì)之間的依承關(guān)系,闡述了現(xiàn)階段城市化進(jìn)程中建筑設(shè)計(jì)理論受其影響后的發(fā)展,解釋了模塊化設(shè)計(jì)理論的概念與應(yīng)用現(xiàn)狀,梳理了現(xiàn)階段模塊化設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)、建造及解決社會(huì)問題等方面的作用,提出系統(tǒng)性的研究框架體系,為后續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐研究提供理論基礎(chǔ)與指引。 第二方面,主要以模塊化策略在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過程展開。針對(duì)模塊化設(shè)計(jì)理論如何系統(tǒng)地應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行擴(kuò)展式的研究分析,包含兩點(diǎn)內(nèi)容：首先通過借鑒工業(yè)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的經(jīng)典案例如制造、航空、交通等領(lǐng)域來有效的詮釋集成式模塊化設(shè)計(jì)、系列式模塊化設(shè)計(jì)、典型模塊化優(yōu)化設(shè)計(jì)三種策略的表現(xiàn)特性,從而建立模塊化設(shè)計(jì)中的評(píng)價(jià)體系,為模塊化理論在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域打下有效的研究基礎(chǔ)；其次通過研究分析,把建筑設(shè)計(jì)模塊化策略研究分別界定為宏觀層面和微觀層面的設(shè)計(jì)應(yīng)用,以這兩個(gè)設(shè)計(jì)研究方向?yàn)橥黄瓶?同時(shí)有預(yù)見性地提出未來模塊化建筑發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件來完成一些特殊環(huán)境空間的輔助設(shè)計(jì)過程。 第三方面,圍繞模塊化策略在三種建筑類型的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐展開。本方面的研究?jī)?nèi)容選擇了典型也最為可能在實(shí)踐工程中出現(xiàn)和應(yīng)用的三種設(shè)計(jì)類型方向如：住宅戶型設(shè)計(jì)中的優(yōu)化、復(fù)雜性空間的設(shè)計(jì)、集裝箱建筑空間設(shè)計(jì),來探索模塊化建筑設(shè)計(jì)之路。 模塊化策略在住宅戶型設(shè)計(jì)中可持續(xù)性研究通過住宅戶型模塊化設(shè)計(jì)在住宅產(chǎn)業(yè)化中的作用進(jìn)行闡述,分析了歷史上眾多建筑戶型模塊化設(shè)計(jì)對(duì)于工業(yè)化建筑的便捷性、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約性等優(yōu)勢(shì)要素,同時(shí)也研究了一些當(dāng)前國(guó)際和國(guó)內(nèi)的主流戶型模塊化設(shè)計(jì)實(shí)踐案例,如百年住居建設(shè)理念和IFD住宅體系理論。通過以上分析之后發(fā)現(xiàn),在戶型設(shè)計(jì)中“以人為本”是戶型模塊化設(shè)計(jì)好壞的關(guān)鍵所在,而人體工程學(xué)無論從空間環(huán)境、心理因素還是行為活動(dòng)上,都為功能空間模塊的衍生研究提供了理論支撐,從而為戶型設(shè)計(jì)中各種功能模塊選取提供科學(xué)合理的判斷依據(jù)。同時(shí)以湖南省建設(shè)廳組織的“中小戶型設(shè)計(jì)競(jìng)賽”為實(shí)踐案例,通過進(jìn)行調(diào)研及數(shù)據(jù)研究,對(duì)各種功能模塊的需求進(jìn)行了分析列表,總結(jié)一些有效功能空間模塊,利用層次分析法(Analytic Hierarchy Process)來解決混亂的各種功能空間模塊的組合,推演出三種有效合理戶型；并對(duì)三種戶型進(jìn)行了風(fēng)環(huán)境和光環(huán)境的實(shí)驗(yàn)分析,以驗(yàn)證其功能環(huán)境及使用布局是否合理。 模塊化策略應(yīng)對(duì)復(fù)雜性空間的設(shè)計(jì)研究,首先通過分析和挖掘出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)策略中的建筑圖式設(shè)計(jì)和開放式設(shè)計(jì)原則的設(shè)計(jì)思想；其次針對(duì)模塊化在復(fù)雜性空間定位設(shè)計(jì)展開初步設(shè)計(jì)研究,重點(diǎn)放在功能空間模塊定位、樞紐空問模塊定位、輔助空間模塊定位三個(gè)方面進(jìn)行“線索式”設(shè)計(jì)研究。最后則是通過拆分式認(rèn)知設(shè)計(jì)、包容式認(rèn)知設(shè)計(jì)、序列化認(rèn)知設(shè)計(jì)三個(gè)層面研究方向闡述模塊化在復(fù)雜性空問的認(rèn)知設(shè)計(jì)。以長(zhǎng)豐動(dòng)力有限公司辦公樓建筑模塊化設(shè)計(jì)為研究案例進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐,通過項(xiàng)目背景和需求調(diào)研,構(gòu)建出相對(duì)應(yīng)的模塊化設(shè)計(jì)體系,進(jìn)行所需功能空間模塊的分類和體量關(guān)系的定位,建立相關(guān)的分析模型,利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法(Fuzzy Comprehensive Evaluation Method)來解決所需功能模塊空間的衍生研究,從而更好的確定出與每層相對(duì)應(yīng)的功能空間組合,并進(jìn)行了長(zhǎng)豐辦公樓內(nèi)部腔體功能模塊的生態(tài)分析。 在集裝箱為空間模塊的建筑設(shè)計(jì)研究上,首先針對(duì)國(guó)內(nèi)外集裝箱建筑的發(fā)展與形成進(jìn)行系統(tǒng)的闡述,分析了集裝箱建筑的特性及現(xiàn)階段應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì),其次研究和總結(jié)出了集裝箱建筑設(shè)計(jì)中的循環(huán)策略、集裝箱建筑模塊化設(shè)計(jì)的基本原理、集裝箱模塊的優(yōu)化組合實(shí)踐三個(gè)方面為集裝箱建筑的模塊化體系構(gòu)建了科學(xué)依據(jù)；同時(shí)與湖南省湖南住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳組織的“保障性住房設(shè)計(jì)競(jìng)賽”結(jié)合提出集裝箱青年公寓的設(shè)計(jì)構(gòu)想,以馬賽公寓為參照進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),利用計(jì)算機(jī)匯編語言設(shè)置多種組合置入Rhino軟件來解決復(fù)雜性立面造型及工業(yè)化施工的推演與評(píng)估,同時(shí)引入通過計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行了指標(biāo)驗(yàn)證,對(duì)集裝箱青年公寓風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析補(bǔ)充。 最后本文在理論研究和實(shí)踐探索的基礎(chǔ)上,對(duì)模塊化設(shè)計(jì)策略在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究進(jìn)行了成果提煉與總結(jié),發(fā)掘出模塊化策略的優(yōu)勢(shì),進(jìn)行有體系、有規(guī)則、有理論的設(shè)計(jì)研究,提煉整理并且提出了一套具有科學(xué)理論或依據(jù)的設(shè)計(jì)輔助和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為建筑的工業(yè)化建造、空間優(yōu)化、循環(huán)設(shè)計(jì)三個(gè)方向提供一些有益的設(shè)計(jì)參考。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU201

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本文編號(hào)：2569945