基于本體邏輯的建筑設計生成探討

郭彭濤

（廣東德晟建筑設計研究院，廣東 珠海 519000）

1 概述

珠海市技工學校是國家級重點技工學校，隨著職業(yè)教育的發(fā)展以及社會對技工人才需求的增加，原有校區(qū)已不能滿足日益增長的教學科研要求。經(jīng)市政府批準，同意珠海市技工學校在原有校區(qū)改擴建基礎上于金灣區(qū)建設新校址工程。新校址用地面積146666.7平方米，總建筑面積95882.4 平方米。項目本體具有規(guī)模大、專業(yè)化、高標準的設計特點，其豐富且專業(yè)化的功能空間需求引發(fā)了設計者對于建筑生成與本體邏輯關系的思考。

2 建筑本體邏輯

建筑的本體邏輯是為了服務于人的使用，而人的使用需求又分為以下兩個方面：（1）物質(zhì)層面的功能需求：人們蓋房子總是有他具體的目的和使用要求的，這在建筑中叫做功能。自古以來建筑的形式多樣，其成因復雜但是無可爭辯的是功能在其中起著相當重要的作用；（2）精神層面的心理需求：人類具有豐富的精神感知和心理活動，供人居住和使用的建筑應考慮其對于人類精神層面的影響。

3 基于本體邏輯的建筑設計生成

建筑為了滿足人物質(zhì)層面的功能需求，便需要在適應環(huán)境的前提下通過建構(gòu)技術將各種材料圍合成滿足一定功能的使用空間，這一過程是建筑生成的基本路徑；在滿足物質(zhì)和精神這兩種需求的過程中所使用的功能組織方法、環(huán)境適應策略、形式生成法則、建構(gòu)技術等就構(gòu)成了建筑本體邏輯的基本內(nèi)涵。[1]

3.1 功能組織方法

（1）功能分區(qū)層面：功能分區(qū)是指將空間按不同功能要求進行分類，并根據(jù)它們之間聯(lián)系的密切程度加以組合、劃分；功能分區(qū)的原則是：分區(qū)明確、聯(lián)系方便，并按主、次，內(nèi)、外，鬧、靜關系合理安排，使其各得其所；（2）空間構(gòu)成層面：建筑的使用性質(zhì)和類型盡管不同，但都可以分成主要使用、次要使用和交通聯(lián)系三大組成空間。設計中應首先抓住這三大空間的關系進展排列和組合，逐一解決各種矛盾問題以求得功能關系的合理與完善；（3）人流疏散層面：人流疏散分正常與緊急兩種情況；正常疏散又可分為連續(xù)的（如商店）、集中的（如劇場）和兼有的（如展覽館），而緊急疏散都是集中的。

3.2 環(huán)境適應策略

（1）地形地貌適應策略：建筑布局應盡量沿基地邊界布置，使建筑地形關系更為有機。地形三維形狀并非都是平坦，如遇山地，建筑應順應地勢的起伏變化來考慮布局和形式；（2）光環(huán)境適應策略：建筑需要利用日照為使用者獲取光明和能量，同時又要規(guī)避過強的日照輻射以及因建筑遮擋導致的陰影影響。因此建筑應讓主要使用房間選擇有利的日照朝向并保持合理間距；（3）風環(huán)境適應策略：建筑需要保持良好的通風從而達到換氣和降溫除濕等的作用，所以建筑及群體應順應地區(qū)主導風向布局。同時對于建筑群體，還應根據(jù)主導風向合理規(guī)劃污染區(qū)的位置使其對周圍建筑影響最小。

3.3 形式生成法則

建筑形式的含義是內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部輪廓結(jié)合在一起的原則，通常指三維體量和容積。建筑形式的生成主要基于以下因素：（1）建筑的功能要求：根據(jù)辯證法內(nèi)容與形式的對立統(tǒng)一角度來分析，功能要求勢必影響到建筑形式。具體而言，功能主要是通過空間來影響形式的；（2）形式美的規(guī)律：形式美的規(guī)律是為了追求一種多樣和統(tǒng)一，一般我們從以下層面著手：采用原始幾何形體強化統(tǒng)一效果，強調(diào)建筑中的主從關系，追求各組成部分的均衡與穩(wěn)定，體現(xiàn)建筑要素間的對比效果，創(chuàng)造有韻律感的變化，利用比例和尺度約束建筑形體；（3）基地的文化條件：建筑基地的文化條件包含歷史與當下兩個維度。從歷史維度出發(fā)，建筑創(chuàng)作應回應歷史文脈強調(diào)文化沿襲的差異性。從當下角度出發(fā)，建筑又處在科學技術不斷對地域文化進行改造沖擊的環(huán)境中，建筑對使用者精神需求的回應也需在內(nèi)容和方式上有適當?shù)陌l(fā)展。[2]

3.4 建構(gòu)技術

建構(gòu)包含結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、施工技術等多方面的涵義。建筑應本著實用、安全、經(jīng)濟、美觀等原則，選用適合自身規(guī)模和使用性質(zhì)的建構(gòu)技術手段（因本文重點在于闡述建筑方案生成邏輯和過程，故建構(gòu)技術方面更詳細的內(nèi)容便不在此贅述）。

4 基于本體邏輯設計生成的一個案例

4.1 珠海市技工學校新校址二期工程（金灣校區(qū)）建設要求

珠海市技工學校的辦學定位是全力打造具有國際水平的現(xiàn)代技工教育示范學校。設計應體現(xiàn)職業(yè)技術教育和技工學校的辦學特色，能夠傳遞珠海市技工學校的校園文化和傳統(tǒng)文脈以及建筑的性質(zhì)。

4.2 基于本體邏輯的校園規(guī)劃布局

4.2.1 通過功能組織分析確立基本分區(qū)

（1）功能分區(qū)：學校由教學實訓行政綜合區(qū)、體育運動區(qū)、生活服務區(qū)三大功能區(qū)組成。首先分析三大功能區(qū)使用特點可知：教學實訓行政綜合區(qū)作為核心組團應位于校園主入口處，生活服務區(qū)應選擇較安靜區(qū)域且食堂應位于下風向，體育運動區(qū)比較鬧可鄰主干道一側(cè)布置，同時三個區(qū)應聯(lián)系緊密。然后分析周邊道路等級和用地形狀可知：西側(cè)和北側(cè)道路為支路車流量小，東側(cè)和南側(cè)道路為主干道車流量大，同時南側(cè)用地邊為長邊昭示性強。最后結(jié)合前述分析，生活服務區(qū)應位于用地西北側(cè)（環(huán)境安靜且處在下風向），體育運動區(qū)應位于用地東側(cè)（靠主干道一側(cè)布置鬧區(qū)），教學實訓行政綜合區(qū)應位于南側(cè)（南側(cè)臨主干道可開設主出入口，且用地邊較長核心組團功能空間易于展開）；（2）空間構(gòu)成：規(guī)劃層面初步分析空間構(gòu)成主要是確定圖底關系。本項目中“底”主要由教學區(qū)廣場、生活區(qū)內(nèi)院和體育運動區(qū)室外場地組成。為便于人流組織，考慮將教學區(qū)廣場靠近南側(cè)主出入口處、生活區(qū)內(nèi)院位于生活區(qū)組團中間。同時因體育館昭示性將其布置在東南角，進而體育活動室外場地就應布置在東北側(cè)區(qū)域。

4.2.2 從環(huán)境適應策略出發(fā)細化規(guī)劃布局

（1）地形地貌：基地被四周城市道路圍合而呈現(xiàn)近似于矩形的用地邊界，內(nèi)部地勢平坦高差較小。在前述確定功能分區(qū)后，結(jié)合地形形狀，可進一步確定建筑群體走勢應基本平行于用地邊界，這樣會使圖底關系趨于和諧，土地利用率也得到提高；（2）光環(huán)境：項目屬高等院校，根據(jù)相關規(guī)范要求，學校宿舍應有半數(shù)以上房間滿足冬至日1H 的日照標準，教學樓應擁有較好朝向，運動場長軸宜沿南北向布局?；厮诘闹楹Ｊ凶罴讶照粘驗槟舷?、東南向、西南向，因此考慮將日照要求最高的宿舍區(qū)按照正南向布局，運動場長軸也沿南北向布置，教學區(qū)則為了兼顧地形適應關系選擇主朝向為東南；（3）風環(huán)境：前述分析已初步確定建筑朝向，此處應納入風環(huán)境因子深入判斷。因珠海當?shù)叵募臼⑿袞|南季風，所以建筑主朝向為南向或者東南向均是對通風有利的。

4.2.3 結(jié)合形式生成法則優(yōu)化群體組合

（1）結(jié)合功能空間特點：因教學區(qū)需設置首層實訓工廠，單體樓棟基底面積較大。體育館因其使用要求也具有超出普通建筑的尺度，所以教學樓和體育館由其功能空間要求而形成的較大體量天然具有強烈昭示性，適合放置于主要城市界面。這與前述功能分區(qū)中的分析結(jié)果也是相互印證的；（2）運用形式美規(guī)律闡釋文化訴求：技工教育強調(diào)技術和實踐，具有務實、嚴謹?shù)奶攸c，這應該作為方案設計中文化表達的重要組成部分。因此在規(guī)劃層面我們強調(diào)簡潔的軸線，莊重的空間。教學區(qū)以主入口廣場為核心形成U 字型布局，禮儀軸居中引領簡潔明確，簡約大氣的主教學樓布置在中央，廣場東西側(cè)分別布置教學行政綜合服務中心與實訓樓，如此便形成了莊重的空間格局。建筑群體組合通過教學實訓樓的“長”與教學行政綜合服務中心的“高”形成對比，在自由秩序中求得均衡與穩(wěn)定，使莊重的廣場空間不至于呆板。

4.3 基于本體邏輯的校園建筑設計

因單體樓棟較多，此處以教學行政綜合服務中心為例來闡釋基于本體邏輯的建筑設計生成過程。

4.3.1 通過功能組織分析確立基本分區(qū)

圖1 教學行政綜合服務中心低點透視圖

（1）功能分區(qū)：教學行政綜合服務中心共9 層，需設置實訓車間，報告廳，閱覽室，教學行政綜合區(qū)、辦公區(qū)等。因本棟樓為高層，所以需重點考慮其豎向分區(qū)。根據(jù)各功能區(qū)使用特點我們作出如下分析：實訓車間因地面荷載要求高應將其放在首層，報告廳和閱覽室因人流量較大，為保證疏散也應放在較低樓層，教學行政綜合區(qū)和辦公區(qū)因面積占比較大宜集中布置在塔樓，其中辦公區(qū)屬于內(nèi)區(qū)，為避免干擾應將其置于頂層，教學辦公綜合區(qū)置于中間樓層；（2）空間構(gòu)成：對于教學行政綜合服務中心，教學行政綜合區(qū)和辦公區(qū)構(gòu)成為主要使用空間，實訓車間、報告廳、閱覽室為次要使用空間。所以設計要優(yōu)先布置主要使用空間，將其置于塔樓區(qū)既能保證相對集中聯(lián)系緊密，也便于利用標準層布置同類重復性空間，次要使用空間作為服務性質(zhì)集中在裙房樓層，可提高服務空間使用效率，也便于對外使用；（3）人流疏散：對于教學行政綜合服務中心，報告廳和閱覽室人流量較大，應考慮好緊急疏散，適當位置設置專用樓梯，其他區(qū)域采用正常疏散即可。[3]

4.3.2 從環(huán)境適應策略出發(fā)細化建筑方案

建筑為改善主要使用房間采光通風效果，摒棄傳統(tǒng)的“回”字型內(nèi)廊式塔樓平面，轉(zhuǎn)而采用“U”字型布局。這種布局形狀是板樓的變異，樓電梯等服務空間置于內(nèi)側(cè)，主要房間置于外側(cè)并朝向東南西三面，既充分利用日照又縮小了進深使通風更好，同時建筑外墻在滿足規(guī)范情況下結(jié)合造型設置外凸壁柱，形成對外窗的遮陽效果，避免了過強的陽光輻射。

4.3.3 運用形式生成法則塑造建筑性格

（1）承載功能的基本體塊：功能對于空間形式具有規(guī)定性，首先根據(jù)不同功能要求將建筑平面演化為三維的空間體量，這便是形式操作的基本體塊；（2）遵循形式美的規(guī)律表達建筑個性：怎樣的形式能夠傳達本項目的文化背景？根據(jù)業(yè)主要求以及技工教育本身文化特點，我們提煉了兩個語匯——簡潔、科技。為了詮釋科技中較有代表性的循環(huán)規(guī)律，我們首先以方形為母體，在基本體塊基礎上通過控制比例尺度對其進行處理，形成了方形莫比烏斯環(huán)和簡潔方體的組合。然后為了增強對比，賦予兩個體塊不同的外墻材質(zhì)和開窗方式，形成強烈的虛實關系與立面肌理。最后通過水平飄窗和局部樓層內(nèi)凹使體塊變化更為明顯豐富，總體上實現(xiàn)了簡潔與科技的設計初衷。

5 結(jié)語

建筑作為一門文理兼?zhèn)涞墓爬蠈W科，初學者很容易沉醉于表現(xiàn)主義抑或是虛幻的概念表達。作者從業(yè)近十載，在多年的實踐和總結(jié)中逐漸意識到建筑創(chuàng)作首先應該從實際出發(fā)，以使用需求作為建筑存在的根本，在滿足使用需求過程中所形成的一系列方法構(gòu)成了建筑的本體邏輯，這理應是建筑設計生成的源頭。