積木在土木工程領域可顯身手

昆明理工大學橋梁工程師 肖詠健

近年來，原本在低齡市場競爭激烈的拼塑型積木不斷向“大童”群體拓展，其中土木工程專業設計工作者對拼塑型積木就有獨特的需求，國內外不少積木企業也看到了專業領域市場的悄然崛起并開始涉足。如樂高21050 Architecture Studio 建筑工作室拼塑積木就是面向以建筑設計行業為主的成年人。該系列市場定價偏高，但購買該系列的客戶多是20 歲以上收人較高的建筑行業工作者。因為剛需，故該系列獲得眾多建筑設計者青睞。

拼塑積木的土木工程應用潛力

拼塑積木與土木工程在建筑原理上有相通之處。拼塑積木本身的優勢可對土木工程某些固有缺陷進行彌補。土木工程是專業性強，學科交流性較差的學科領域。對于缺乏理論力學、材料力學、結構力學等專業知識背景的初學者或非建筑專業人員，想一目了然理解某項工程建設原理、進度或宏觀感知把握整個項目是非常困難的。而對于專業土木工程設計工作者而言，其設計重心主要集中在結構安全性、外觀藝術性和經濟適用性。但是專業人員使用的設計程序重點在結構驗算上（如下圖所示），一般施工人員很難看懂驗算過程，模型外觀在建模過程中往往非常粗糙。而再結合上外觀藝術性的施工圖設計方案，其設計內容都在平面紙張上，直觀性較差，非專業人員同樣難以理解，這樣加劇了土木工程學科的閉塞性和學習難度。拼塑積木在土木工程外觀模擬上具有極大優勢，可以將外觀粗糙、晦澀難懂的力學計算模型改成精細直觀的拼塑模型。

因此，在國內外高等院校土木工程專業教學中，積極采用拼塑積木將對大學生群體學習掌握專業知識，培養學習興趣，理解房屋建筑與其他鋼筋混凝土結構有很大幫助。

拼塑積木潛在廣告效益很大。以嗶哩嗶哩動畫為例，很多視頻工作者以拼塑積木專欄為噱頭，創造了很多震撼人心的優秀視頻。這些視頻播放量高達百萬以上，大部分都是18 歲以上的成年觀眾。某視頻以拼塑積木為基礎還原哈爾的移動城堡這一經典動漫建筑并獲得189.4萬的播放量，這也證明了大童群體對拼塑積木的潛在熱愛與拼塑積木本身巨大的廣告效益。

大齡工作者群體獨立消費能力高，以企業為代表的群體消費能力更高。在土木工程領域中，項目部、銷售部等部門往往對施工項目展覽有一定剛需。項目部需要對非專業領域上級領導進行成果匯報，銷售部門可能需要對客戶進行建筑模型展覽。傳統建筑模型的廣告宣傳效益遠不及拼塑積木帶來震撼。

以具體工程項目為藍本，定制拼塑積木設計方案，是一個潛在的未來市場。通常而言，施工單位或業主單位具備大量資金，在有展示宣傳需求的部門，制造某個工程項目的拼塑模型可能是比較誘人的展覽方案。根據工程項目難度和規模不同，定制模型的設計方案本身價格就比較高，而拼塑積木零件原材料購入價格可能更高。這樣的價格普通消費者較難承受，但對于企業而言是可承受的。對于積木生產商或項目投標單位而言，與有需求的工程企業進行貿易帶來的單筆利潤是非常可觀的，同時工程企業也能獲得其想要的廣告效應和宣傳效果。

拼塑積木在橋梁工程中的應用

Midas Civil 土木工程軟件建立的橋梁模型

在橋梁工程領域中，技術成熟的配套零件種類大概有20萬種。五花八門的零件在功能上與拼塑積木很類似。很多積木零件或組裝結構完全契合結構力學知識與橋梁工作原理。例如鉸鏈、傳力構件、受壓構件等等。橋梁知識初學者完全可以揣摩實體構件模型的工作原理，而不是枯燥的在演草紙上苦澀的學習。因此，在土木工程教育上，很多看似深澀難懂的抽象知識，在實體模型幫助下更便于理解。

以云南省“十四五”規劃在建橋控制性橋梁工程的真實案例，介紹拼塑積木的應用實例。該橋梁由云南省交通規劃設計研究院出圖設計，橋梁結構非常復雜，為五跨一聯連續剛構橋，主橋跨徑達660m，最大墩高164m。為達到良好的展示效果，樂高公司提供了該橋梁拼塑設計方案。

以邊跨橋梁模型為例，主要難點在保持原設計外觀、保持比例尺、模擬真實橋梁的受力狀態、保留原設計細節、盡量考慮拼塑積木零件受力特點等。科學的模型近似是保持原設計外觀的重要步驟。在模型中加入冷卻管細節變得更加真實和便于展覽（如上圖）。

大量的積木構件懸空于高空，依靠上部結構內部強大的咬合力滿足結構安全。最終該邊跨橋梁結構全長166.92cm，高度59.52cm。整體橋梁將達到667.68cm 長，最大高度為177.60cm，橋面寬度為18.72cm。最終拼塑設計方案定價8000元左右，零件采購費用由業主方提供。

土木工程推廣積木的難點與建議

目前，拼塑積木在土木工程中的應用比重極低。應用相對稍多的場合，一是高校教育中充當教具；二是熱愛工作，具備一定經濟實力的少數愛好群體有收藏需求。造成拼塑積木在土木工程中推廣受限的最主要原因是大齡群體對拼塑積木產生了根深蒂固的玩具形象認知，大部分成年人在觀念上認為積木是給孩子玩的玩具，沒有正確認識到積木是一種工具而不僅是玩具的特殊性質。優秀的拼塑建筑是藝術品，對個人的文化意義非常巨大。另一個原因是，拼塑積木在土木工程領域看來是缺乏科學嚴謹性的。雖然拼塑土木工程作品的研究重點是外觀近似與功能近似，但還是很難被主流學術認可。

基于本文分析，筆者提出一些在土木工程領域推廣拼塑積木設計的建議：

1.向各方強調拼塑土木工程作品具備藝術品的性質，而不僅僅是孩子的玩具。

2.若面向市場銷售，可盡量提高產品的適齡年齡，甚至暗示其適宜人群為土木工程在校學生或工作者并做好宣傳。

3.強化土木工程拼塑積木的教育意義與科學性，突出產品的外觀真實性，弱化拼塑積木固件結構薄弱的缺陷。

4.積木生產商經銷商積極聯系專業視頻博主或積木愛好群體，宣傳或參與創作高品質震撼力強的拼塑工程作品。

結語

拼塑積木應用價值遠遠超出玩具的范疇。在土木工程領域，其強大的土木工程學科教學意義、項目展覽意義、廣告效益意義都超過了原本小小積木塊本身的意義。拼塑積木在土木工程項目中具有傳統工程設計欠缺的藝術性，是一件藝術品，也是工程企業對外宣傳展覽的一張名片。潛在的附加價值將給拼塑積木供應商與土木工程相關企業帶來雙贏。未來拼塑積木相關企業可注意積木針對私人、針對特殊需求群體的定制設計市場發展變化情況。其中的利潤彈性空間很大，其附加價值更大。

在土木工程行業中，每一幢高樓、每一座橋梁、每一個商鋪，其背后的企業團隊或者私人老板都有可能是具備巨大消費潛力的買家。對于積木設計師而言，用心做好每一個客戶心目中所想的拼塑藝術，則是設計師最大的追求。