概念強度耦合設計深度在優(yōu)化建筑設計教學流程中的應用

【摘要】本文以本科四年級高層建筑設計教學為例，通過梳理此次教學流程，將主觀性的方案概念強度與客觀性的設計成果深度進行理性耦合，從而達到優(yōu)化教學設計程序的目的，整理并提出優(yōu)化設計流程的三點建議。

【關鍵詞】設計程序? 概念強度? 設計深度? 耦合優(yōu)化

【課題項目】本文系濱州學院青年人才創(chuàng)新計劃2018年度課題“基于可持續(xù)雨水管理系統(tǒng)的北方城市設計研究”（課題批準號：BZXYQNLG201805）研究成果之一。

【中圖分類號】G64 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）19-0019-03

1.設計教學流程中的問題

當前，我國建筑學本科階段建筑設計教學流程中普遍面臨以下三個問題：其一，單一線性流程有待更新，教學中沿用的設計流程多為“集中授課（布置設計任務書）—調研分析并匯報—一草、二草、三草—評圖答辯”這一模式。由于缺乏反饋環(huán)節(jié)，導致設計過程中學生隨意更換方案概念的情況屢見不鮮。而且教師1對N的評圖指導模式周期長、效率低，對教師課時量要求重;其次，流程中對階段性設計成果缺乏節(jié)點式把控，因而造成最終圖紙?zhí)峤徊患皶r，拖圖現(xiàn)象嚴重。再者，最終評圖環(huán)節(jié)評判依據(jù)主觀化，無法定量化權衡方案概念強度與設計深度在成績中的比重。

2.概念強度與設計深度耦合

分析以上問題可知，如何將方案概念強度理性耦合至建筑設計程序中，成為優(yōu)化設計流程的關鍵因素。在教學過程中，教師與學生同時面對一條悖論式難題，即概念強度與設計深度難以兼顧，有的學生用大量時間追求概念新穎，反復推翻方案，導致后期時間不足，設計深度大打折扣。有的學生概念強度較弱，但最終設計圖紙豐富且完成度較高。在權衡二者矛盾時，張斌指出：“第一，一定不能在前期只是單方面地追求所謂的概念強大，在建立概念的過程中打轉，而浪費了后期的時間保證;其二，一個在開始不一定顯得強大的概念，在設計的深入過程中是完全有可能變得越來越強大的;其三，對于前期順利確定設計概念的同學而言，必須對自己的設計有自覺的反省能力，在后期隨著各種設計因素的加入而去主動修正設計概念，以求得概念強度與設計深度的平衡?！?/p>

3.概念設計在建筑結構優(yōu)化設計中的意義

3.1拓寬了建筑結構設計思路

概念設計本身就具有一定的創(chuàng)新性，同時概念設計并不僅限于其中某一方面，它是一個很宏觀的設計概念。同時這一設計方案還具有很強的指導性，它不用通過計算出具體的數(shù)值，只是根據(jù)實際情況來對建筑的結構設計進行指導。例如，在進行抗震建筑的設計中，傳統(tǒng)的結構設計模式更加側重于鋼筋的使用配比，重點關注建筑的抗震力，再通過利用更精準的設備算出抗震配比率。但是，眾所周知，建筑剛性越強地震效應就越大，嚴密的鋼筋配比率反而會使震感更強烈。而采用科學合理的概念設計就會優(yōu)化建筑內部的結構設計，從而提高高層建筑的抗震性，使高層建筑在地震來臨時更具有安全性，比如，隔震消能，隔震消能主要是建筑物主體與基礎之間有柔性隔震層，這樣就降低了建筑剛性，提升了其自身的安全性。

3.2概念設計建筑結構優(yōu)化設計中具有實踐意義

傳統(tǒng)的結構設計中往往要結合所在地的實際情況。因為在過程進行中往往會出現(xiàn)許多的實際問題是需要通過強化概念設計的方法來進行解決的。同時，概念設計可以在很大程度上彌補建筑結構理論性設計和計算機設計中的缺點及不可計算性。在目前的建筑設計中大部分的設計方案是設計人員拿著相關的設計手冊、圖紙等各方面資料拼湊出來的方案，其實他們并沒有參考實際的布局情況，也沒有考慮使用者的實際需求，從而使設計方案不切實可行，而概念設計又是完全宏觀的，它既要考慮實際的周邊環(huán)境的布局情況，又要懂得在實際操作中不斷進行變更，打破傳統(tǒng)理論性的設計方法，從而更靈活地去進行相關的設計方案的實行?，F(xiàn)在的設計人員大多都有一個錯誤的理念，那就是靠計算機算出的數(shù)據(jù)就都是非常精準、無可挑剔的。但是在實際的結構設計中，計算機計算出來的數(shù)據(jù)還是具有一定的誤差性，甚至有的數(shù)據(jù)計算機都不能計算出來，所以相關技術人員不能過度依賴計算機去計算數(shù)據(jù)。所以概念設計采用的是根據(jù)概念性近似運算方法，此種運算方法不但能在建筑設計方案階段迅速有效地對結構體系進行有效調整，而且還通過采用比較與選擇方式，使方案的概念更加清晰、方向的定性更加準確，同時還可以避免后期繁瑣的運算過程。在這里還要必須著重說明的是它同時還是判斷計算機分析輸出結果可靠性的主要依據(jù)。

同時通過概念設計可以制定科學合理的設計方案。前文我們已經(jīng)提到，在實際的高層建筑設計中許多問題靠計算機是解決不了的，這就需要設計人員對相關的概念設計方法的運用更加熟練，從而使設計師按照概念設計方法選擇出最佳的設計方案，進而彌補計算機計算數(shù)據(jù)有誤差等缺陷。而且概念設計還可以幫助設計師更好地了解與此項設計有關的設計資料和設計理論，并且將理論應用到實際工作狀況中，實現(xiàn)更為科學合理地設計高層建筑工程。 概念設計的過程中還要求參與設計人員加強彼此間的交流與協(xié)作，從而使設計出來的方案更加具有可行性。進而提高高層建筑設計的實用性和安全性。例如，相關設計人員不要只參考圖紙、圖樣等資料樣板，將設計方案拼湊出來，因為這樣往往會導致設計方案與實際情況嚴重不符，方案根本無法采用，并且使部分與整體不協(xié)調。所以設計人員應該通過強化設計概念，利用更為科學的計算方法，從整體建筑環(huán)境來考慮優(yōu)化設計方案，以此來使概念強度耦合設計深度在優(yōu)化建筑設計教學流程中更加靈活地被應用，通過以上的方案可以使設計人員設計出最優(yōu)的設計方案，從而提高層建筑設計的質量與水平。

4.優(yōu)化建筑設計教學程序

4.1學生自主深化任務書

當前建筑設計教學中，教師在集中授課環(huán)節(jié)向學生下發(fā)此次設計的任務書，所含內容大致為建筑類型、功能業(yè)態(tài)、房間面積以及基地位置等。該模式從教師主觀出發(fā)，延續(xù)往屆教學經(jīng)驗成果，與實際情況可能存在較大出入。同時，在傳統(tǒng)任務書中，房間面積已明確標出，而學生缺乏最基本的建筑尺度感知，對于功能房間面積的認識僅停留在數(shù)字層面，導致平面設計中空、白，且空間利用低的情況。

此次設計改變以往傳統(tǒng)思維，根據(jù)高層建筑常見的三種功能業(yè)態(tài)，即酒店、公寓以及辦公，將2016級建筑學27人分為3組，以小組為單位通過調研分析，在規(guī)定的經(jīng)濟技術指標下深化任務書，確定個性化功能空間排布，培養(yǎng)學生自主學習與團隊合作能力，了解建筑策劃階段應準備的工作，針對當?shù)馗黝愋透邔咏ㄖ氖袌稣加新始笆褂们闆r，預想建成后運作利用模式，從實際出發(fā)深化并完成任務書。

4.2多方案比對評估及優(yōu)選

由表1可知，學生在集中授課與前期調研（包括網(wǎng)絡設計案例調研、當?shù)卦摻ㄖ愋驼{研、基地現(xiàn)狀及周邊調研）的基礎上，進行多方案比對評估及優(yōu)選。每人至少提出2～3種方案，表現(xiàn)方式可以是手工草模、電腦體塊模型、手繪草圖等。在多方案生成時，應充分考慮在設計過程中會遇到的問題，從而降低因方案概念較弱導致反復的機率，避免后期方案因遇到瓶頸難以深化導致推翻的情況。在課上與教師進行多方案評估與優(yōu)選，確定深化方向。

同時為了縮短評圖周期，提高評圖效率，采用小組內學生互評加教師匯總問題后集中點評的模式，如在多方案生成及比對環(huán)節(jié)，三個小組內同學對彼此方案進行討論并提出修改意見，由組長進行匯總，在教師點評環(huán)節(jié)，針對共性問題予以集中解答。

4.3概念強度反饋貫穿設計

在此次高層建筑設計中，打破傳統(tǒng)教學流程中三次草圖的局限。針對學生方案概念生成及確定進度不同，予以區(qū)別指導。其中，對于反復推敲并推翻設計方案的同學，應將強其節(jié)點設計成果控制，規(guī)定其在指定時間內完成作業(yè)，以免過分壓縮后期制圖時間，影響設計深度表達。對于前期順利確定設計概念的同學，要求其必須對自己的設計有自覺的反省能力，在中后期課程中，隨著各種設計因素的加入而去主動地修正設計概念，以求得概念強度與設計深度的平衡。

在設計流程中充分考慮學生差異化的自主能動性，并將其納入綜合考查范圍。有的學生自主學習能力、索引并搜集信息的能力較強，同時專業(yè)熱情較高，而有些學生則較為欠缺，具體表現(xiàn)在最終成果體現(xiàn)上，大部分學生按照設計任務書成果要求進行出圖，而部分同學通過優(yōu)秀設計作業(yè)案例分析以及對設計成果的個人理解，繪制了一些額外的表達設計過程或分析成果的圖紙，增強表現(xiàn)。

5.總結

因材施教并對圖紙評判是建筑設計課程教學的基本原則，同時又有因其獨特的自主性區(qū)別于高等教育的其他課程，因此值得指導教師仔細推敲。設計概念較高且成果完善的作業(yè)固然可喜，但有的學生設計靈感天賦較弱，概念強度較低，然而最終設計的完成與表達較為豐富，這種情況同樣值得肯定。將概念強度與設計深度理性耦合，可激勵并督促不同能力的學生高質量完成設計。

參考文獻：

[1]王方戟，張斌，水雁飛著.小菜場上的家[M].同濟大學出版社，2014.3

[2]王方戟，袁燁.以常規(guī)建筑作為設計任務的建筑設計教學嘗試[J].建筑師，2014（3）：18-27

[3]張作興，吳玉臻.建筑工程設計中多學科設計優(yōu)化的應用[J].城市建設理論研究，2011

[4]邱玲.分析多學科設計優(yōu)化在建筑工程設計中的應用[J].建材與裝飾，2017（33）

[5]張曉寧.解析多學科設計優(yōu)化在建筑工程設計中的應用[J].城市建筑，2013（20）

[6]沈綱，石謙飛，張勇.耦合與互動——基于建筑設計規(guī)范應用課程教學研究[J].福建建筑，2019（2）

[8]吳愛華，楊秋波，郝杰.以“新工科”建設引領高等教育創(chuàng)新變革[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.

[9]王璐瑤，陳勁，曲冠楠.構建面向“一帶一路”的新工科人才培養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)[J].高校教育管理，2019（3）：67-75.

[10]劉天宋，耿淬，史玉立.高職院校創(chuàng)新教育模式的研究與實踐探索[J].職業(yè)教育研究，2020（2）：53-57.

[11]李志義.對我國工程教育專業(yè)認證十年的回顧與反思之一：我們應該堅持和強化什么[J].中國大學教學，2016（11）：10-16.

[12]江愛華，施大寧，易洋，等.新工科背景下的教師跨界發(fā)展：概念模型、工作機制和實施路徑[J].高等工程教育研究，2019（4）：46-51.

[13]王鍇，柳成.基于“卓越計劃”的雙創(chuàng)型人才培養(yǎng)實踐平臺構建[J].實驗技術與管理，2019（11）：22-25.

作者簡介：

劉明凱（1989年9月-），男，山東濱州人，助教，研究方向：建筑設計。