核心動力單元的應用與實踐
——以北京臺上村項目為例

李澤瑞，郭涵斐

中南大學，湖南 長沙 410014

裝配式木結構建筑由于和傳統的鋼筋混凝土建筑相比具有較強的環保性能、良好的安全性能以及可持續性，并且方便建造改建，近年來發展迅速。不可忽略的是小型的木結構裝配式建筑仍存在內部管線難以集成設計、內外部空間組合單一、無法在具有特色的同時很好地融合當地的社會文化環境等問題。現試用核心動力單元的有機組合解決上述問題，并以北京臺上村項目為例進行闡述。

1 臺上村項目背景

1.1 基地情況概述

臺上村位于北京市門頭溝區清水鎮，轄區面積為5km2，周圍景區組團眾多，來往交通便利，村內已有較為成熟的民宿文化。現擬在此應用木結構裝配式技術建設獨立式民宿8棟，服務對象主要為大學生團建群體、公司團建群體以及親子游等個人出游群體。為了在周邊眾多民宿中擁有競爭優勢，項目嘗試針對不同的受眾群體營造不同風格的功能空間，結合場地特點進行設計，同時與當地傳統文化謀求最大程度上的契合。基地大致呈方形，西北側有一條公路通過，為前往基地車輛的唯一來向，周邊建筑布局稀疏。東側、南側均為陡坡，其上綠色植被覆蓋率較高，為基地較好的自然景觀面?；貎炔繕烁哂晌鞅毕驏|南逐漸下降。在建筑布局及空間形體設計時應爭取更大的容積率、房間良好朝向和更多的景觀面，并注意空間組合的多樣性。

1.2 北京傳統四合院文化

北京四合院不僅是北京主要的建筑類型，也是中國傳統民居的優秀代表，其內部空間中軸對稱，體現了中國傳統的人文思想。院落空間被包圍，給居住者以安全感和領域感，從院落到游廊再到室內呈現出過渡性和空間滲透性[1]。在院落景觀設計上則會通過樹木的引入來增強院落空間的觀賞性，同時也增加了與自然界的聯系，院落中還會放置魚缸等擺件來活躍環境。

1.3 北京胡同文化

胡同是傳統民居的代表形式，具有私密性、封閉性等特點，現北京等地都積極對現有胡同進行改造，將原先封閉的胡同公開化，將一些閑置的空間公共化，打造成為大眾服務的公共空間。已有學者提出胡同微改造的改建思路，胡同微改造是將現代城市的文化與活力融入傳統胡同中，激活和修復胡同這一遍布城市各個角落的微小細胞，以低程度的介入方式巧妙地平衡舊建筑與環境，賦予胡同時尚和現代感，使其成為公眾休閑、娛樂、社交的場所[2]。

2 核心動力單元的特性

裝配式建筑在組裝和使用過程中面臨著現場組裝復雜、動力管線等鋪設與建筑結構部分無法準確協調的問題，如需預留孔道但無法精確銜接會留有縫隙，另外動力管線在使用過程中的震動也會對結構造成一定的損害，而核心動力單元的引入可在很大程度上解決這一問題。核心動力單元是指運用木結構作為主體支撐結構的長方體集成空間模塊單元，長6.6m、寬2.75m、高2.8m[3]，其內部集成了建筑使用所需的所有水暖電及管線。

2.1 模數設計標準化

核心動力單元的尺寸參照了國家運輸超限尺寸以及裝配車整體運輸尺寸限制，并結合建材尺寸以及建筑使用要求進行模數化設計。由此在進行產品批量生產以及現場組裝搭接時，在確保產品質量的同時可節省大量的時間與人力物力。一組建筑中核心動力單元的尺寸與規格需相同，以此確保可以根據空間需要將其任意進行不同數量、不同維度的搭接。

2.2 空間組合多樣化

當今建筑的要求越來越強調個性化和藝術性，強調內外部空間的復雜多變性，而核心動力單元作為一個可以自由組合的模數單元可以較好地迎合當前的發展要求。首先可以根據使用面積的大小對不同數量的核心動力單元進行組合，然后可采用核心動力單元與其他木結構單元的縱向搭接、橫向搭接、錯位搭接、架空搭接等手段進行模塊組合，形成多樣而豐富的空間。

2.3 具備環保可持續性能

一方面，與鋼筋水泥相比，木材在生產及建造階段碳的排放量少，不會對生態環境造成嚴重的污染。木材也是現今唯一可再生的建筑材料，只要在實際建設中科學地對木材進行管理，合理砍伐，就可以源源不斷地為建設工程提供建材。另一方面，裝配式木結構建筑在建設和拆除環節都不會對環境造成污染，在其拆除之后，木材容易處理，還可以實現循環利用?？偟膩碚f，以木結構為骨架的核心動力單元具備較好的環?？沙掷m性能。

3 核心動力單元的實踐應用

3.1 內部空間營造

（1）串聯式錯位組合。此次設計中核心動力單元采用單元串聯的形式，多個單元呈線性并置連接，該連接方式使得每棟建筑擁有較高的容積率。每個建筑單體由4個核心動力單元組成，每2個豎向連接，再將2個連接體通過中間模數化木構架橫向串聯。通過調整中部木構架數量、單元體兩側出挑的尺寸，以及局部取消圍合結構、將單元體木構架進行錯位放置等手段塑造不同形式的內部空間。

（2）內部功能空間劃分。核心動力單元以及并置框架形成建筑主體結構，接下來便可用板材對其進行內部劃分，形成建筑亞結構。由核心動力單元挑出的1.25m高的空間以及核心動力單元自身組成建筑內的休息空間，方便用戶的起居使用。局部由錯位搭接內凹放置圍護結構形成陽臺，保證空間通透。中部連接體量則不進行亞結構劃分，形成大空間來供用戶進行公共活動。這僅為其中一種簡單的劃分方式，后期仍可根據使用前的需求對內部空間進行重新塑造。

（3）室內設計思考。內部空間的組合不免有所重復，但仍可通過室內設計來營造不同的空間感受。當前城市的生活節奏快，讓身處其中的人們倍感壓力，寧靜安逸的環境能夠使人們的身心得到放松，因此室內設計上可著重表達出純凈樸素的藝術感覺，與建筑主體外部設計達到協調。室內顏色可采用白色、木色、米黃色、綠色等，屋頂、墻、地面和家具顏色應自然過渡、和諧統一。如需營造特殊感受的空間，則可利用軟裝配合燈光以及擺件的形式進行塑造。由于內部空間較為開敞且約束性較小，有核心動力單元組成的內部空間可塑性較高。

3.2 建筑立面塑造

由于核心動力單元僅為木質結構框架單元，整體建筑的立面造型以及材料應用都有較大的選擇空間。此次建筑整體風格承接北京四合院建筑古樸典雅之風，建筑立面材料采用玻璃幕墻以及較深的紅棕色木材，局部體量采用不等坡雙坡屋面設計，在材質和形式上同傳統的木結構建筑形成對話。為解決采光問題在破屋頂上開洞，也可形成夜晚星光由窗口瀉下，安謐寧靜的獨特空間感受。立面主要采取雙層立面形式，首層玻幕結構保證建筑室內的采光通風，并解決保溫問題，外部的木格柵疏密有致地排列形成較強的韻律感，并形成較好的光影效果。

3.3 外部空間營造

建筑外部將利用體量錯動形成的不同空間，結合場地高差現狀以及結合北京傳統的胡同文化和新型改造思想進行塑造，如圖1、圖2所示。

圖1 內街設計效果圖

圖2 建筑設計效果圖

（1）庭院空間劃分利用。結合地形因素，整個場地建筑進行退臺式處理，以確保每棟建筑都獲得良好的景觀面。南部3棟建筑擁有自己的較大的庭院，由低矮欄桿圍合，保證私密性且不阻擋觀景視線。院落之間有較弱的分割，進行空間劃分，并仍可進行彼此的溝通和交流。由于核心動力單元為方形框架，較易形成平屋頂，通過玻璃廊道搭接，南側建筑屋面便可成為北側建筑的私有花園，其上活動范圍較大且景觀良好，此種處理手法在一定程度上解決了室外用地緊張的問題。

（2）巷道景觀設計。中國傳統的造園構思中常利用植物、山石與景觀小品等物質，通過不同的造景手法，千變萬化地搭配出不同的意境效果，這常常成為院落設計的點睛之筆。在此次設計中，建筑本身體量的錯動已使巷道空間組合多樣化，同時應用造園手法，在其中置入植物、木框等形成景觀節點，形成借景、框景等效果，然后利用高差制造不同標高的建筑入口，使巷道空間富有一定的趣味性。此外，采用胡同微改造的改建思路，將封閉的巷道空間打開，將建筑架空，局部營造成公共活動以及人群聚集的空間，在巷道內置入休息座椅等，讓人流能夠在巷道內停留，提高巷道空間利用率。

4 結束語

核心動力單元的使用可以在解決內部管線鋪設問題的同時開拓多種多樣的室內外空間，并且可以較好地與基地形態和基地的社會文化結合，塑造出多樣化富有藝術性的建筑，但其在不同類型建筑、不同基地的建設中的使用還需要進一步探索與實踐。