【《集群式实验建筑的设计原则和设计策略概述》6100字】

集群式实验建筑的设计原则和设计策略概述目录TOC\o"1-3"\h\u6677集群式实验建筑的设计原则和设计策略概述 168121.1集群式实验建筑的设计原则 110861.2集群式实验建筑设计策略 31.1集群式实验建筑的设计原则1.1.1.功能复合化功能复合化是学科交叉融合发展、空间的高效利用、科研人员对空间舒适性要求提高等多方面因素影响下从而对科研实验空间设计提出的新要求，也是高校自身发展的必然结果。功能复合化是指将把不同种类的、不同用途的空间单元进行组合，形成兼具多项功能的建筑空间。建筑的复合化设计不仅可以做到让建筑使用功能相互借用，大幅度提高空间的使用效率，从而达到资源的有效利用。建筑空间功能复合化设计并非简单地将各种功能的空间叠加，而是通过设计手法将各种空间进行整合，优化设计结构，平衡空间之间的联系，使得空间出现“1+1＞2”的效果。这种通过空间复合，克服传统实验建筑的封闭性和内向性，让空间更加丰富，更具创造性，使得空间整体高效运作又充满活力。以下是功能复合化设计的几点原则：适宜性原则在集群式实验建筑中，功能复合化是其特征之一，但功能的复合也绝不是简单的功能或学科单元之间的堆砌，在进行建筑设计时必须遵守适宜性原则。所谓适宜性原则是指在满足功能共享融合发展的基础上，有保证具体一类活动单元自身的功能特性和结构独立性，使之建筑整体出于一个和谐、融洽的趋势。通过建筑功能复合化设计，空间之间呈现相互渗透，相互交流，和谐共生的状态。例如休息空间的共享。高校实验类建筑由于受到各种客观因素的限制和影响，交流互动空间往往不能满足科研人员和学生使用的需求，这时就需要更加灵活丰富的空间来解决。休息空间的共享可以让空间选择更加灵活的大跨结构，赋予多种功能，例如：汇展、沙龙、会议等多种活动，不仅使空间有了丰富的变化，也大大提高了空间的使用效率。2.整体性原则除了需要从一种或一类单元模块的角度去，还需要整体来把握。整体性原则是指从设计对象整体出发，将设计对象至于整体环境中，并把每一个相互联系的空间也看做整体，建立空间之间的整体性。整体性设计原则从两方面考虑，一方面，实验建筑属于校园建筑中的一种，校园建筑有属于自己城市特性与独特的人文属性。在校园建筑复合化设计中，我们还要立足于校园整体规划，还要充分挖掘特色校园文化，使之与周围环境组成有机整体。另一方面从集约化的角度出发，在功能复合上要考虑空间单元组合的效益，共享空间的设计不仅创造丰富空间，同时也在节约建筑成本。1.人性化原则 在如今越来越重视环境舒适度的社会中“以人为本”的设计理念大为倡导。人性化设计是指将使用人员的使用感受和行为模式成为设计者优先考虑的影响因素，从心理学的角度出发充分关心使用者的心理需求，营造出安全舒适的空间环境。在功能复合化设计时，要考虑到科研人员、学生、老师等主体的行为模式和心理需求，在集群式实验建筑中设计出满足实验、学习、研究、交流等多种功能需求，创造出多层次的复合化空间。1.1.2空间组织空间组成科研实验空间根据不同使用功能可以分为：教学实验空间、科研实验空间、公共活动空间和行政办公。教学实验空间是具备理论教学、实验实践、实验指导功能的空间，不仅具有基本教室的教学功能，同时兼具一定的基础实验功能。科研实验空间是校内学校及相关科研人员使用场所，包括实验室、科研研究室、资料室等。公共活动空间是创造各种交流活动场所，包括实验室门厅、共享空间、展厅、咖啡厅、阅览室等。行政办公主要是教职工及学生的办公，用于展开日常事务处理工作，并且为学生的课题研究提供交流研究的场所。空间组织原则功能空间的布局灵活、模块化设计在学科交叉融合发展的今天，建筑空间的复合和灵活多变成为设计者要考虑的因素之一。实验建筑也由于它资金投入多，设备管道空间复杂，让建筑物保有较高的使用价值就很重要，同一个建筑空间可以满足不同学科不同时间段的使用、扩建加建、空间可适应不同功能的兼容性等都是灵活设计可考虑到的问题。模块化设计是指以标准单元容纳不同空间，内部根据需要再进行组合以形成一个建筑整体。模块化设计体现为：实验室单元模块化、设备空间模块化、建筑尺度模块化、场地模块化。实验室单元模块化设计时考虑到实验室仪器尺寸和人体行为模式的尺度，按照一定模数进行设计。建筑尺度模块化：建筑轴网、实验室空间大小、长宽尺度都是模数化设计的体现。常见的柱网尺寸为6.0m*9.0m、6.6m*9.9m、9.0m*9.0m等，层高一般为4.0m、4.2m。场地模块化是指在场地规划、管道铺设都按照一定模数进行设计。通过灵活性设计和模数化设计可以在满足空间适用前提下使得空间具有兼具性和灵活性。公共活动空间灵活、丰富、多层次公共活动空间承载着互动、交流、休闲、娱乐等诸多功能，在整体建筑中就属于是一种开放、灵活、多层次的空间。公共活动空间要求满足高校师生对互动、交流的渴望，同时也要能够营造出朴素大方、轻松舒适、学术氛围浓厚的环境。这就要求公共活动空间要具有一定灵活性、丰富性、多层次性。公共活动空间在功能上与实验空间不同，公共活动空间在一定程度上是也联系着不同实验功能的空间，因此在空间划分上公共活动空间也要具有一定的可辨识性。公共活动空间要具有自己的独特性，在空间装饰和空间本身的塑造上要有自己的文化特色，这样才能体现出空间的多样性和丰富性，摆脱科研实验空间给人带来的固有刻板呆滞的印象。公共活动空间要具有多层次性。这里所说的多层次性是对空间区域的划分，通过设置高低、材质、大小等不同形态的空间来把公共活动的大空间进行环境设计，以此来达到划分的不同大小空间可以满足不同人的使用需求。例如：设置廊桥增加空间的趣味性、增加平台满足空间之间的联系、增设一些相对独立的空间满足使用人员对私密性的要求，还有通过不同材质和颜色的区分，也能增加空间的趣味性，丰富人们的视觉感受。美国科林学院应用技术科技楼的公共空间通过嵌入多种颜色——蓝色，黄色，绿色和橙色——成为了建筑中导向标识的一部分，同时强化不同区域之间的联系。齐鲁工业大学国家重点实验设计设计的空中沙龙采用不同材质和设置灰空间划分区域，增加空间趣味性。交通组织清晰、明确在集群式实验建筑中，由于涉及到不同人员使用流线、设备运输、特殊物质运输、不同学科交叉等因素影响，交通流线组织往往比较复杂，因此在设计中需要全面考虑这些不同因素造成的影响。交通组织分为外部交通组织与内部交通组织。外部交通划分清晰集群式实验建筑中由于建筑组合了多学科单元，同时建筑本身也包含了多种功能如：教学、科研、娱乐、行政等，因此在外部交通设计的时候尽量规划清晰每一条流线，避免流线之间的交叉。车流组织要尽量减少对建筑使用的影响，在建筑周围形成环路；停车场配置合理。高校人流具有复杂性、定时性、流动量大的特点，在外部交通组织时要注意对人流的分散。内部交通合理高效集群式实验建筑内部需要考虑到各个功能之间的联系还要满足防火疏散要求，虽然需要很多的交通空间来缓解不同人流造成的交通压力，但是过多的交通空间也只能造成空间浪费，不能有效缓解人群疏散压力。集群式实验建筑内部交通要合理高效，根据实际功能和人员流动方向合理分配交通核，组织各级交通，最大程度节约资源。1.1.3外部空间营造1.符合校园规划集群式实验建筑是属于校园整体规划中的子系统，应当与该所属系统相契合，与其他建筑相互呼应。2.考虑历史文脉和地域影响建筑并不是一个孤立的单体，而是与自然、人文环境相互融合的一个整体。我们在建筑设计时要扎根于所处地方的文化传承，符合当地地域特色。同时，集群式实验建筑属于校园建筑，每个大学在各自发展过程中逐渐形成自己的独特的校园文化，具有深厚文化底蕴和浓厚学术氛围才能更加具有吸引力，因此在对单体建筑进行设计时同样要考虑到如何呼应和表达历史文化所带来的影响。例如中国美术学院象山校区和香港理工大学1.注重外部空间的开放性校园外部空间注重人员流动和师生行为活动，开放性的空间才能容纳人们的活动与交流，增强校园活力。开放性体现在两个方面：一空间上的开放，例如采取柔和的空间边界降低空间的围合感，营造开放的自由空间，二是活动行为层面的开放性，包括参与的必要性和可达性。必要性指满足空间功能，可达性指交通的便捷性和高效性，以此激活空间动态。1.2集群式实验建筑设计策略1.2.1功能组织策略在集群式实验建筑中突出解决的问题就是多功能的组合的问题。进行集群式实验建筑设计在功能组织时，要按照各功能彼此之间的逻辑关系、空间构成秩序进行有机组合，使得空间发挥整体优势。从功能上将使用空间进行划分可以从两方面进行：一是按照不同的学科属性不同进行划分；二是按照使用人员的不同大致分为科研实验区和办公行政区。因此会有多种学科功能组织形式，以下列出笔者总结的四种功能组合的体块。模式1：将不同的学科分别放置于不同的单元体中，用交通空间、办公空间或者公共空间让各个单元体串联起来，形成一个链条型的建筑形式。这种空间下各学科分区明确，交通流线清晰，但是由于各个体块大小差异，从而建筑整体形态不易控制；其次明确的学科分区让学科之间互动性减弱，不利于学科交叉融合发展。模式2：在模式1的基础上，为增强学科间交流互动，还是按学科分成不同区块，将有学科交叉趋势的学科单元组成一个整体，不同整体之间在通过连廊或者公共活动空间进行连接。此种模式可以弥补模式1中学科分散造成的学科间互动减少的问题，也让不同学科拥有独立的入口空间。但是这种模式会造成流线冗长，实际交流空间也会减少。模式3：垂直划分建筑体量，不同学科置于不同的楼层，通过交通核把所属同一垂直方向的学科相互联系起来，学科分区明确。但与模式1有相同的缺点，虽有竖直交通作联系，增加互动的偶然性，但学科独立性仍未解决。模块4：总结模式1、2、3的优缺点将其整合，打破原有的传统按学科分区的布局，将学科科研实验区与行政管理区整体组合成为一个功能区块，每个区块都是不同的学科内容。这种功能布局不仅使得科研与行政高效集群，而且也极大程度上促进了学科交流互动，同时在对科研行政空间整体协调布置后，合理布置不同学科实验区以满足各学科之间不同的空间环境要求。竖直方向以学科分区为主，水平方向以使用人员不同而分区，通过实验区域集中布置也可以方便设备管道的集中布置。综上所述模块4的功能组织为最优解。1.2.2实验单元模块化设计模块化实验单元设计是以一定标准将所有功能分成几个单元，然后可以按照一定的规则或者按照模块之间的一定联系进行组合。在1.1中集群式实验建筑设计原则中阐述了在空间组织平面设计要分区明确，注重灵活性，满足不同空间的使用需求，而通过模块化设计手法则可将这一原则实现。通过标准的模块单元设计不仅可以适应一般和特殊实验室的组合，还可以确定建筑的空间尺寸大小、建筑轴网、层高。在确定标准的模块单元后按需进行不同方式组合，最大化的求同存异。模块化实验单元设计首先要适应不同的学科实验室的使用需要，常见的柱网尺寸为6.0m*9.0m、6.6m*9.9m、9.0m*9.0m等，层高一般为4.0m、4.2m。依据使用空间的基本尺寸确定柱网模数，简便了设计过程，方便了设备管道的铺设。例如清华大学东柳村科研实验建筑组团的柱网为9.0m*9.0m、中国矿业大学徐州校区实验楼设计柱网结构为7.0m*9.0m、南京理工大学材料实验楼柱网结构为6.6m*9.0m、6.6m*8.1m。南京农业大学江北校区生命科学综合大楼设计就以8.4m*8.4m的柱网结构，整体建筑分成四个区域，每个学科有自己独立的建筑体，每个建筑体以相同模块单元组成，再根据需要组成需要的形态。1.2.3交通组织分流组织校园建筑大多建筑体量不大，流线较为简单，但在实验建筑中交通空间会因为流线而分为人流、物流、车流的水平和将不同功能区块联系在一起的垂直方向。分析完流线后通过各条流线性质与使用情况进行整合，重组，形成整体的交通组织。在集群式实验建筑设计中为了使空间高效利用，常常会使用立体型交通组织。垂直交通整合分级集群式实验建筑则要求用有限的交通核既要满足防火疏散要求，又要对交通资源整合利用。根据人流和实际使用设置核心垂直交通，将不同承载能力和不同使用人员的垂直交通分级处理，分成主次垂直交通。主要垂直交通承载主要人流，满足疏散要求，又创造出公共交流空间。次要垂直交通帮助主要垂直交通减轻人流压力，满足疏散要求，给定向使用人员营造交流空间。出入口分流引导在处理建筑出入口与场地关系时，要考虑到不同使用人员流线合理配置，将人流和货流合理组织。设备运输的出入口设置与地下车库，不仅将人流和货流区分开，而且约为了设备运输提供便利。出入口人流引导有多种方式：标志引导、景观引导、构筑物引导和标志物的引导。集群式实验建筑的出入口设计应充分应用上述方法对人流进行疏导。例如西北工业大学太仓校区实验楼入口设计，借助水面景观设计将人流进行引导。哥本哈根大学Maersk实验楼的入口设计景观走廊，该走廊可以让学生和研究者骑车至工作学习地点并将自行车停入地下车库。停车空间设计由于高校校园占地面积大，自行车是高校师生普遍使用的交通工具，因此在设计时要考虑到自行车停放位置。集群式实验建筑常常采用底层架空、楼梯下方、利用高差等方式设置停车位。1.2.4空间互动性1.入口空间：入口空间的设计往往是整体空间给人的第一印象，无论是对于学生、老师还是其他使用人员对集群式实验建筑的入口空间设计都希望是足够宽敞，最大程度实现人员集散，避免发生高峰拥堵的情况，其次，入口空间还应进行人性化设计，可以适当设置咖啡厅、休闲区等给人们营造舒适放松的环境。丰富空间层次性：入口空间可以设置一些层次性的空间，例如设置有引导性的直跑楼梯或者摆放一些家具，这样不仅则增加了空间的引导性，有利于人群的分流，其次丰富了空间的层次性。布置适宜的休闲空间：以人为本是现代建筑设计的主流设计理念之一，入口空间也是公共空间，在条件允许的情况下可以增加交流休闲空