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关键词:建筑结构;课程模块;项目化教学;教学目标
中图分类号:TU;G6423 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0076-04
在高职建筑工程技术专业人才培养课程体系中,建筑结构课程是进行职业能力培养的一门职业核心课程,集理论与实践于一体,培养学生从事房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计等岗位工作中所必需的结构分析能力,掌握房屋结构构件的基本计算原理和初步设计方法,同时为后续专业课程准备必要的结构概念及结构知识。针对职业岗位职业能力培养需要,为提高课程的针对性和实效性,课题组成员对建筑结构课程进行了模块及项目化教学改革研究,并在教学中进行了具体实施,收到了很好的教学效果。
一、课程教学目标设计
(一)总体目标(职业综合能力目标)
通过建筑结构课程的学习,要求学生:能胜任一般建筑工程的结构计算及设计能力;能运用电子计算机和结构设计软件从事较为复杂的结构分析和计算能力;具备从事房屋建造、工程管理、工程监理、建筑设计等岗位工作中所必需的结构分析能力。
(二)具体目标
1.专业能力目标
以结构分析与设计能力为目标,培养具有基本构件的设计计算能力及一般结构的设计能力、较强的利用计算机解决复杂问题的设计与计算能力、正确识读及绘制结构施工图的能力、正确查阅和利用设计参考资料的能力,以及分析和处理技术岗位的一般技术问题的能力。
2.核心能力目标
通过结构设计计算训练,培养学生:理论联系实际、结构严谨细密的思维方式;一丝不苟
的工作作风和工作方法,以及严谨的科学态度;
遵循设计规范和创新的能力,能用发展的观点来灵活运用设计规范,处理遵守与创新的矛盾;对多种因素进行综合分析和综合应用的能力。无论工程设计还是工程施工都是一个综合性的问题,同一问题,往往有多种可能的解决办法。
二、模块及项目化教学改革方案设计
(一)教学改革思路
根据土建工程技术领域和二级建造师、施工员、质量员、安全员、标准员、材料员、机械员、劳务员、资料员等岗位职业资格标准,以岗位分析和具体工作过程为导向改革课程教学内容。会同企业技术人员设计教学实训项目和职业情境,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。图1为职业综合能力形成进程示意图。
建筑结构课程由混凝土结构、砌体结构、钢结构和建筑结构抗震等结构模块内容组成,讲授结构用材料的基本力学性质,结构设计标准,钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构基本构件的受力特点。通过该课程的学习,学生能掌握钢筋混凝土梁、板、柱、楼(屋)盖,砌体结构的墙、柱及钢结构的连接,梁、柱的设计计算方法和一般结构的构造知识;同时掌握与施工和工程质量控制有关的结构基本知识;能进行一般民用房屋和单层工业厂房结构选型与结构计算,熟练识读结构施工图,并能绘制结构施工图。
(二)课程内容设计
将教学内容按职业能力培养的需要规划为13个模块,设计70个单项训练项目,2个综合训练项目模块(含4个综合训练项目),加强工学结合教学,开设职业体验训练项目并进行考核。教学内容围绕训练项目组织,理论知识作为能力培养的补充,注重态度养成;将岗位资格考证的内容同教学内容融为一体,优化教学与培训进程,增强学生上岗就业的竞争能力;学完该课程和相关课程后考取施工员岗位证书。课程整体教学内容设计如表1所示,相对独立的综合训练内容设计如表2所示。
三、模块及项目化教学改革实施
根据模块及项目化教学改革方案,进行了为期四年的教学实践。
(一)课程教学条件建设
1.实训场地建设
针对课程培养的岗位能力要求,校内建设制图中心、建筑设计工作室、建筑设计院和结构实验室、建筑模型制作实训室和建筑公司,打造真实的教学情景。为培养学生职业素质,使学生有机会进行岗位体验,学校与企业建立了深度融合的校企合作关系,聘请兼职教师指导学生综合技能,并参与对学生学习的评价。
2.立体化教材建设
(1)结合2008年国家精品课程建筑结构教学经验,项目组编写模块及项目化教材《建筑结构》和配套助学教材《建筑结构学习指导与技能训练》,由北京大学出版社出版并在全国发行使用。教材编写中突出能力训练,以能力训练为切入点,体现内容围绕训练项目组织、理论知识作为能力培养的补充的思想;突出用现行的结构软件进行结构设计能力训练,与实际职业工作岗位接轨。
(2)开发建筑结构课程实验实训仿真教学系统进行教学;制作多媒体教学课件辅助教学;购买PKPM结构网络版设计软件进行实际工作训练。
(3)网络资源建设。搭建师生共享的网络环境,拓宽教学的时间和空间,将课程理论基础知识和技能训练任务以及考核资源上传,供学生随时查阅和自我检测;开通专业资料网站,教师备课时可以及时查阅,利用网络优势快捷获取有价值的学习和研究资料,提高教学水平;将现行的建筑工程相关规范上传,将其作为教学标准的重要组成部分,保障学生毕业后就能上岗。
(二)课程教学实施方法
(1)教学内容注重基本概念、基本理论和基本方法的教学,将职业岗位证书考试要求与教学内容融合。
(2)探索以岗位所需能力为培养目标的教学方法,加强计算技能的训练,每一个单元的实施要采取实际案例教学,其中单项能力训练采用能力训练任务引入、操练、深化、训练巩固、总结归纳、课业布置与要求等为主要教学环节。
(3)职业体验训练采取集中讲解训练要求、下发职业体验指导书、职业体验完成后撰写职业体验报告的方式进行,培养学生的自学能力、创新精神和团队协作能力。
(4)课程设计、结构软件应用训练主要采取任务驱动方式,以真实的工作任务为载体,要求学生在规定的时间内完成实训任务。学生自已查找资料,并灵活应用所学知识,自主进行训练,教师跟踪指导,并根据学生完成任务的情况和所提交的实训报告进行考核。
(5)教学实施过程充分体现能力训练、支撑知识学习、技能形成、态度养成能力整合;以每次上课两课时为一个教学单元进行教案编写。课程教学模式采取案例引入、任务驱动、实际项目训练、行业软件训练的“行动导向”教学模式。
(6)教学中增加案例教学中分析与提问的比例,增加课堂练习和课业训练;注意职业标准(涉及到的规范)的理解与运用。
(7)教学中注重现代化结构设计和施工手段的应用,多介绍当前的主流技术和发展趋势。
(8)重视学习方法的指导。重视课业的设计与布置,督促学生及时、独立完成课外作业;强化计算机软件计算训练,严格遵守国家规范,培养严谨、认真、一丝不苟的敬业精神。
四、模块及项目化教学改革效果
该课程自2008年被确定为国家精品课程建设项目以来,课程组采用模块化、项目化教学改革方案,经过四年的教学实践,培养学生严谨的工作态度和结构分析能力,增强了学生职业岗位能力培养的实效性,有效提高了建筑工程技术专业人才培养质量工作。学生毕业后普遍反映适应岗位能力强,上手快;用人单位普遍认为毕业生工作作风严谨,实际分析结构安全能力高,可持续发展能力强。“十二五”期间,随着国家精品资源共享课建设工作的推进,课程组成员正在努力将该课程建设成为国家精品资源共享课程,进一步引领该课程教学内容和教学方法改革,以期在同类课程中形成一定的影响力和较强的示范性。
参考文献:
[1]全国高职高专教育土建类专业教学指导委员会.高等职业教育建筑工程技术专业教育标准和培养方案及主干课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[2]陈翔.高职《建筑结构》模块化课程体系的有效构建[J].中国科教创新导刊,2010(22):187.
Teaching reform and practice of building structure course based on module and project
XU Xiquan, SHEN Shurong
(School of Architectural engineering, Rizhao Polytechnic Architectural Engineering Institute, Rizhao 276826, P. R. China)
【关键词】设计基础教学 模块化 教学改革
【基金项目】本项目为华北水利水电学院教学改革项目。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)01-0025-01
设计初步课程是建筑学专业本科一年级的基础课,课程的设置旨在使一年级学生对建筑进行初步的了解,掌握基本的表现技法,并建立起初步的建筑空间感,在整个建筑学教育中起到启蒙作用。我校的设计初步课程分为《设计初步(上)》和《设计初步(下)》两部分,分别在上下两个学期完成。《设计初步(上)》内容重在指导学生认知建筑及进行基本的建筑表现技法训练,《设计初步(下)》则是指导学生进行简单的小型建筑设计实践。设计初步课程对于后期建筑设计理论和方法的学习起着奠基作用,而网络的兴起使当代的知识传播方式发生了重大改变,教师或教材已不再是学生们获取知识的唯一来源,甚至也并非重要的来源,尤其是在建筑学基础教育这一课程特点鲜明的领域;而在当代大文化背景下成长起来的学生们,综合知识结构和汲取知识的能力与方式也发生了较大变化;更重要的是,技术发展的日新月异也使建筑设计的思考与实施过程都呈现出与以往完全不同的状态。建筑基础教育需要承载的任务也必然随之变化。为了改善这一现状,我们进行了一些探索。
1.重视技法训练的传统教学思路
我校的设计初步课程目前采取的教学方式是以建筑表现技法的基础训练为核心,配合一些建筑理论介绍的传统教学思路。这种教学思路深受源自法国巴黎美术学院的“布扎”建筑教育体系的影响。“布扎”教育体系对中国现代建筑学的形成和发展产生过重大影响,已在中国建筑学教育体系中成功实践了几十年,为我国培养出一了大批优秀的建筑设计师。这种传统教学思路也是我国应用最为广泛的教学方法,它注重培养学生基本的建筑素养,通过大量的技法练习帮助学生掌握扎实的建筑基本功。
然而,随着建筑领域对专业人才需求的变化。在教学实践的过程中,我们发现了这种教学思路的一些弊端。低年级学生的对建筑的认知较为感性,思维主要受具体形象支配,缺乏抽象化的建筑思维和建筑空间想象,而这正是设计初步课程的培养重点。但传统的教学思路过分侧重于技法训练,对于建筑思维和空间意识的培养着力不足,也缺少系统的建筑理论讲解,导致了许多学生在后期的设计课程中不会运用建筑的形态构成规律,甚至所设计的建筑形式是对一些具体形象的模仿,有些学生则片面追求建筑形象的新奇,对建筑空间及功能上的组织理解不深。另一方面,当今的建筑行业蓬勃发展,建筑理论和表现方法与以往相比都产生了新的变化,尤其是计算机辅助设计技术日益完善,打破了徒手绘图的垄断地位,在绘制施工图和效果图方面已经成为一个主要手段。
2.注重建筑设计基础的模块化教学思路
2.1模块化教学思路的整合与生成
为了顺应建筑领域新的发展和变化,并弥补传统教学体系的漏洞,我们结合教学过程中的教学经验,在分析研究国内外一些重点院校的教学模式的基础上,提出一种新的教学尝试——模块化教学方法。所谓模块化就是将有一定关联性的教学内容整合成独立的多个模块,针对各个模块的多个教学内容展开训练。传统的设计初步课程安排较为散乱,条理不够明晰,不利于学生接受和理解。而对于培养学生建筑观有着极为重要作用的形态构成和建筑空间认知,在原有教学体系中涉及较少。
2.2模块化教学思路的可行性
模块化教学思路课程的安排分为两学期,每学期8周,每周8学时,符合我校现有的教学安排。模块化教学思路并非摒弃了传统的教学内容,而是在涵盖了现有教学体系的重点授课内容的前提下,加入空间限定、小品建造等新内容,并将这些课程安排得更具条理性和类型性,突出强调了对建筑空间的理解和认知。重新整编的课程内容更适合当今建筑学的新发展,旨在培养出基本技法与建筑思维全面发展的学生,为其后的设计阶段打下坚实的基础。清晰的脉络也更易于使学生逐步的学习、理解。
2.3模块化教学思路的逻辑性
模块化教学思路中各模块并不是单一、孤立的。它们相互间环环相扣,具有紧密的逻辑关系。模块设置按照“认知——技法——空间——实践”的线索进行六大模块的设置,每个模块都要有各自重点强调的内容,它们是经过基础知识要点归纳整合而成,模块内涵盖多个教学要点,一个教学要点有时会在多个模块中被反复强调,因而它们之间由于建筑入门教学的综合性而具有了逻辑性和连续性。模块与模块之间的关系是逐层递进、密不可分的,前一个模块是后一个模块的铺垫和基础,后一个模块是前一个模块的深入和发展。
3.评价方法及效果预期
为了平衡结果和过程的评分比重,在近几年的课程改革尝试中,我们引入了新的评价体系(表格1)。由单一的任课老师在期末依据作业质量给出成绩,改为在不同的设计阶段分别由学生之间互评,任课老师评价,督导教师审定的多重评价体系。评价内容也从单一的模型成果,转变为分析报告、制作过程、答辩等阶段性成果,丰富成果展示内容,加强师生间的交流。
结语
设计初步课程模块化教学目的是在教学过程中,使学生按照类型掌握各个模块的知识要点,在练习基本技法的基础上,结合形态构成和空间限定的重点训练,奠定坚实全面的建筑设计基础。当然,模块化教学思路也尚有许多不足之处,比如对形态构成内容的设置深度不够,建造实践也因缺乏相关的木工车间、模型车间、数字模型等教学基地而无法快速全面完成。模块化教学方法的完善还需更多的时间和努力,也许一个完美的设计基础训练模式根本就不存在。真正有意义的应该是教学研究改革的过程,教师通过这个过程提高,学生通过这个过程成长。
参考文献:
[1]赵魏岩.必要的转变——建筑学基础知识的结构不良性及其教学活动研究[M].建筑设计及基础[M].南京:江苏科学技术出版社,2004
[2]高.建筑模型制作课程教学模式改革讨论[J].华北水利水电学报(社科版),2012,(4)
关键词:信息化;顶层设计
引言
随着信息化技术在建筑施工企业应用层次和水平的不断提高,企业对信息化建设的顶层设计或总体规划的重要性有了更加清醒的认识。越来越多的建筑施工企业决心以顶层设计推动信息化建设的科学开展,以破解系统集成性差、扩展性不足和信息孤岛等难题,促进企业的跨越式发展。
1.建筑施工企业信息化顶层设计的总体思路
1.1信息化建设对建筑施工企业的重要性
随着新技术的飞速发展,以互联网和信息技术为代表的技术因素,将成为对所有组织和行业影响最关键的因素。建筑施工企业项目的过程管理,将广泛采用基于移动互联网、物联网的智能终端工具与技术来控制;项目的施工过程,将通过机械化自动施工技术来完成;管理经营所需的决策信息,将通过大数据与云计算技术来产生。信息化已成为企业经营生产不可或缺的工具和手段。
1.2建筑施工企业信息化存在的问题
目前,建筑施工企业的信息化建设仍存在一些亟待解决的问题:系统建设缺乏统一的基础编码、统计口径与计算标准,“信息孤岛”与“烟囱式”的建设现状普遍存在,信息化应用“两张皮”与重复性工作的情况尚未得到有效解决,使得信息化在变革管理体制、创新业务模式、引领战略转型的驱动力得不到充分发挥。
1.3建筑施工企业信息化顶层设计的思路
基于对发展战略、业务特点、运营模式等方面的理解,建筑施工企业应树立以“管理信息化、施工自动化、建筑智能化”为核心的信息化建设思路,将信息化应用到房屋建筑、基础设施、海外总承包、投资、地产、设计等各业务板块中,为推动企业战略目标提供有效的信息技术支撑。
2.建筑施工企业信息化顶层设计的目标
2.1管理信息化
以“满足员工业务需求、支撑企业管理决策”为核心,以标准化、信息化深度融合为目标,围绕工程项目管理,统一业务标准、规范业务模式、简化业务流程,通过“管理标准化、标准表单化、表单信息化、信息集约化”的方式,推动企业标准化与信息化融合的落地,实现系统间的集成整合,业务间的互联互通,数据间的分析共享,企业管控的精细集约。
2.2施工自动化
以“工厂化标准生产,机械化自动施工”为目标,设计标准化、模块化的建筑产品,为工厂标准化流水施工打下基础;开展自动化、无人化施工机械的研究,减少劳动数量与劳动强度,降低人为因素对建筑质量的影响,保证施工安全与产品质量。
2.3建筑智能化
以实现建筑智能化管理为目标,通过综合布线、楼宇自控、网络通信、物联网、多媒体应用、安全防范等相关技术,建立建筑智能化管控系统。根据用户的需求,对建筑物的结构、系统、服务与管理进行最优化组合,为用户提供高效、舒适、环保、便利的人性化建筑环境。
3.建筑施工企业信息化顶层设计的技术线路
构建以“平台、移动物联、大数据、云计算”为核心的企业信息化技术框架,采用“平台+模块化”的技术结构,支持移动互联网、物联网等应用扩展;并以信息数据从产生到利用的过程周期为对象,通过随需应变的个性化配置,推动企业的战略转型与跨越式发展。
3.1基础平台
通过统一基础编码,统一数据标准,统一计算口径,将企业基础的信息编码、组织机构、人员关系、岗位角色、权限分配等初始化参数进行配置,打破系统与数据交互的壁垒,为各类业务管理信息应用提供基础数据支撑与统一化的服务。基于标准化要求,搭建企业适用的模块化系统,将整个业务链管理划分成若干可组合、分解和更换的模块化单元。在模块化系统深化应用的基础上,通过灵活、易操作的二次开发工具,自主对个性化、自定义的功能进行变更与优化调整,提高系统“柔性”开发能力,实现业务应用的模块化建设与平台化管理。
3.2移动物联
将移动互联网与物联网有机结合,实时采集项目施工现场的过程信息,进行场景还原与业务梳理,构建基于PC端与移动APP端的业务应用。通过二维码、RFID与蓝牙近场传感等技术,将项目管理要素的静态属性与施工过程的动态属性进行电子标识,并通过移动APP端,对检查信息进行定点、定位与巡检轨迹留痕,对施工过程进行动态实时记录;通过物联网,对设备、材料、温度、湿度、用电等信息进行数据收集、跟踪查询、运行托管与信息记录。最终,在PC端生成工作记录单据列表,并自动进行数据积累与多维度分析,形成核心数据,以满足对工作轨迹的实时记录和对施工过程的远程监控。
3.3大数据
基于互联网开放平台,在各业务模块化系统建设与应用的基础上,强化各类信息数据的收集与管理,实时从各业务数据库中抽取管理决策所需的信息数据,并通过对各类信息数据的全面化收集、主题化存储、专业化分析、统一化服务,建立企业数据共享中心;同时,通过对共享中心数据的挖掘、筛选、收集、整理,使企业由“大量数据”到“大数据”的方向转变;通过数据仓库搭建BI分析模型,支持企业管理与战略决策。
3.4企业云
基于虚拟化技术,实现资源集约化管控及应用,动态分配计算、存储与网络资源,搭建企业云平台,使终端用户能够通过终端设备或终端软件,随时随地开展业务操作与应用。
3.5自动化施工
基于标准化和工业化,对建筑构件等进行模块化、模数化设计,在工厂进行流水批量生产,通过信息化的中央控制系统,实现数据间的互联互通、指令下达,驱动各类机械手,实现判断、抓取、调位等功能,通过标准化、工业化、信息化及机械化的深度融合,最终达到自动化。3.6智能建筑基于BIM与物联网等技术,开展智能建筑管控平台的研发。通过互联网和智能终端,对建筑信息进行采集与整合,实现质量监管、视频监控、能耗监测、智能家居、安全防护等统一管理与集中监控,保障建筑物的安全、绿色、高效运营,为用户提供节能、环保、安全、舒适、方便快捷的建筑环境。
4.建筑施工企业信息化顶层设计的实施路径
4.1管理信息化
搭建“平台+模块化”的系统。基于企业基础信息平台,开展平台业务模块的建设。模块化系统的建设需要统筹各业务板块的资源配置,重点放在工程项目管理信息数据产生、筛选、采集、存储、处理、传播、分享和利用的过程管理。以“三化演进”(项目管理标准化、标准管理表单化、表单管理信息化)为指引,实时把握对项目进度、质量、安全的管控,重点关注产值、成本、利润的实时生成,最终实现业务、商务、财务一体化。构建企业数据共享中心。在各业务模块化系统建设与应用的基础上,通过平台系统间的数据交互与资源共享,对数据资源进行抽取、存储,形成“共享资源池”。数据共享中心将从数据源头实现企业数据管理模式的变革,集中管理,为主营业务系统集中化部署与集约化运营奠定数据基础,为业务报表编制、数据统计分析、资金集中支付及业务、商务、财务一体化提供便利条件。建立综合业务管控平台。以成本管理为核心,进度管理为主线,实现材料、劳务、设备、合约、质量、安全、进度等各业务系统的协同应用与流程对接。通过数据共享中心对数据的抽取、筛选、转换与多维度分析,发现背后的“潜在规律”与“变化趋势”,为企业管理决策提供信息数据支撑。
4.2施工自动化
4.2.1施工过程自动化研究钢筋骨架自动绑扎、混凝土自动浇筑、钢结构自动焊接等,实现工厂从放样到构件堆放的自动化流水作业;研究钢筋自动放样加工、钢结构深化设计、砌体、饰面排版等,实现施工现场策划的信息化;建立远程会议、远程监控与预警系统,实现方案远程会审、超深基坑自动检测预警、群塔作业防碰撞预警;研究利用GPS、北斗等工程测量与定位的信息化技术,建立特殊工程测量处理数据库,解决大型复杂或超高建筑工程中传统测量方法难以解决的测量速度、精度、变形等技术难题,实现施工过程测量的信息化、自动化;研究扫描、成像、编码与信息化预拼装技术,解决实物预拼装带来的场地和费用问题,实现建筑施工模拟的信息化。全面推进BIM技术应用,建立BIM族库,对各类建筑的“DNA”信息进行解码、分类,提高建模效率,全面推动BIM技术在双优化(施工图优化、施工方案优化)中的应用,全面推广BIM技术在复杂工艺技术交底中的应用。4.2.2自动化集成应用研究应用包括变频控制技术、高精度高速度操作技术、液压比例技术、传感器技术(视觉、听觉、触觉传感器等)、高度判断机能技术(认识、判别学习、适应机能、人工智能等)、遥控技术、导向(定位)技术、可靠性技术(耐振、密封、抗干扰性能)、自动化和机器人化的相关技术,以及自动化相关的材料和元件的开发技术,打造适合工业化建筑施工的构件自动取放、吊运安全路径自动规划、构件空中自动调姿与寻位的技术与装备,实现装配式建筑施工自动化。深入开展BIM5D(建筑三维模型+时间+成本)技术应用,通过BIM模型集成进度、预算、资源、施工组织等关键信息,对施工过程进行模拟,及时为施工过程中的技术、生产、商务等环节提供准确的形象进度、物资消耗、过程计量、成本核算等核心数据,提升沟通和决策效率,对施工过程进行数字化管理,从而达到节约时间和成本,提升项目管理效率的目的。
4.3建筑智能化
基于平台+模块化的设计理念,研发视频监控系统、能耗监测系统、智能家居系统、安防系统。通过硬件组装开发、软件集成设计、安装调试等实现对建筑数据的有效采集,对汇集的各类信息进行分析、归类、处理和判断,采用最优化的控制手段,对建筑物进行监控与管理。搭建一套基于BIM与物联网的智能建筑管控平台,集成现有成熟的子系统,使各子系统和设备有条不紊、协调一致在同一平台高效、有序的运行。通过界面定制和应用支持,充分发挥各子系统的功能,打通数据交换共享途径,真正实现“两化融合”的物联理念。遵循“试点-反馈-改进-推广”的模式,选取试点项目,示范应用智能建筑管控平台,在实施过程中发现问题,持续改进,不断完善,待平台相对成熟后进行推广应用。
结语
关键词:医院建筑;新型设计;功能分工
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
随着人民生活水平的不断提高,人们对于医疗设施包括医院建筑的设计给予了更多的关注,提出了更高的要求。适应建设现代化医院的需求。应对医疗建筑的变化,模块化设计方法是一种值得尝试的设计思路。在某妇产儿童医院的方案设计中,我们根据医疗建筑系统分级理论,将整个医院作为一个系统,通过各个功能模块的横向与竖向的有机组合, 形成功能完整的医院。其中,相同体系的单元模块,有着统一的技术参数、结构体系和构造作法,可以灵活地拼接组合,有效地增强了建筑空间对医疗技术进步的适应性。
1 项目概况
某妇产儿童医院是投资兴建的一所新型现代化民营医院。该项目基地呈东西长、南北窄的长方形,总用地面积35 826㎡。建成后的某妇产儿童医院包含门急诊综合楼、住院部,总建筑面积约77 798㎡。其中门急诊综合楼为3层(局部4层),住院部为16层,设有病床500床。
2 总体规划
2.1 模块化的整体布局
某妇产儿童医院基地呈狭长的长方形状, 这决定了建筑空间布局呈东西向延展的特征。方案总体规划结合模块化设计的理念, 充分考虑了医疗流程的科学合理和服务效率的提升,采用“一轴三区”的布局模式。一轴为由东向西延展的医疗街主轴线,即交通模块,串联整个院区的主体医疗功能。三区指三个模块分区,分别为“门(急)诊模块区”、“医技模块区”、“住院模块区”。
2.2 外部空间与外部流线组织
医院建筑功能的公共属性决定了其外部空间与城市道路空间应直接衔接,以实现大人流量的集散。某妇产儿童医院地处桃源路与锦州中路交叉处的西北象限, 在近交叉路口地带设置了开敞的广场以及大片绿地, 以此为媒介实现医院空间与城市空间的有机衔接。富有韵律的模块化布局使门诊区、医技区等形成极具趣味性的庭院空间,既解决医院的通风、采光的要求,也为患者与医疗工作者创造更加舒适的医疗环境。
2.3 医院的功能分区
在建筑设计中,我们参照“三级甲等专科、二级甲等综合”医院的设计要求,将整个医疗区具体划分为门诊区、急诊区、医技区、病房区、管理区等。门诊区设置于基地东侧, 主要包括门诊大厅、中西药房、标准门诊单元等。入口门诊大厅设计为2 层的通高大厅,结合宽敞明亮的医疗街,为患者和医护人员提供舒适宽敞的分流和等候空间。门诊模块单元的设计结合了采光中庭,使诊室可享受直接的通风采光,实现了主动节能。根据医院建设的规模,每层设置了2 个门诊模块,并串联在医疗街主轴上,模块之间通过连廊相互联通。
急诊区紧邻南侧的锦州中路并设置独立出入口, 配置急诊、急救,急诊输液,急诊手术,急诊留观等功能。急诊模块的一层急诊、急救分区明确, 设置急救绿色通道方便快捷。医技区位于基地中部偏北, 与门急诊模块以及南侧的住院模块联系紧密。医技模块主要设置了放射科、检验中心、B超科、心肺功能检查中心、病理科、手术中心等功能。病房区设置在急诊区西侧,一层为出入院结算大厅、员工餐厅、儿童游憩等。
3 医疗模块设计
1) “回”字形门诊模块
(1)基本尺寸及柱网布置
本方案中标准的“回” 字形模块长宽分别为2.4 m×32.4 m,模块面积约1 000 m2,其特点是自带一个内庭院,解决了自身的通风采光问题。“回”字形模块的基本柱网尺寸为5.4 m(8.1 m)×8.1 m,“回”字形的面宽为32.4 m,一般分为5 开间,中间天井开间为6 m;两侧诊室尺寸为:5.4 m(诊室)+2.7 m(走廊)=8.1 m(柱距)。模块中的柱网可根据实际空间需求按模数灵活设计, 共可划分成一个候诊厅和诊室约40 间。
(2)基本特征
“回”字形模块平面形式,形态简单,柱网布置灵活,适应性强。模块之间形成半开放的庭院,以及模块本身的内庭,使得医院整体上形成了一个通风采光佳、趣味性强、环境优美的人性化氛围。模块之间相对独立又有联系,串联模块的医疗街增强模块间的联系和便捷性,模块的尽端设置了连廊,用于医患分流。
2)复廊式住院模块
(1)基本尺寸及柱网布置
方案中复廊式平面模块长宽分别为78m×28.6m,模块面积约2 250㎡; 模块平面的基本柱网尺寸为7.8m×8.1m,模块面宽为78m,共10 开间。柱网设计还需考虑地下车库的布置。南北两侧可各划分房间20间。
(2)基本特征
复廊式住院模块将护士工作站设置在两条走廊之间,这种设计被证明比单廊式平面工作效率大为提高。在平面设计中体现了集中的工作核心区与一些分散的辅助功能区域相结合的设计理念。按自然层划分护理单元,一个护理单元的病床规模控制在40~50 床。
3)矩形医技模块
(1)基本尺寸及柱网布置
医技模块平面尺寸为43.2m×32.4m,模块面积约1 400㎡;医技模块的功能和设备的技术要求对空间灵活性的要求更高,大小空间的划分和组合依照医疗设备的技术要求进行。因此, 模块平面采用便于划分的8.1 m×8.1 m 柱网尺寸,南北进深长度与门诊模块一致。
(2)基本特征
矩形医技模块主要由影像部、检验中心和手术部等组成,均对空间有其各自的要求。影像部的设备不一,对房间尺寸也不尽相同,同时部分大型设备需要操控室和机房。方案中将需要操控室的大型设备用房集中布置, 并形成控制廊。检验中心内部为开放式的大空间,这样使用起来最为便利且具有较强的适应性。
3.2 模块的连接组合
由于各模块在医院系统中的功能不同, 模块之间的组合关系也各不相同。根据模块可连接的数量, 分为单向连接、双向连接和多向连接。门诊模块采用了多向连接组合方式,方便患者就诊及相关的检查等行为要求;急诊模块采用了双向连接,形成了急诊、医技、手术中心直接的“生命通道”;手术中心、医技模块因技术要求采用了单向连接,保证了该模块的管理和效率要求, 模块间的合理连接提高了整个医院的可达性、便捷性,较易实现医患分流、洁污分流。
4 结语
关键词:家具,模块化,多主体协同,体验式营销
1概述
瑞典宜家(IKEA)因其为顾客提供设计精良、功能齐全、适合大众、经济实惠的家居用品而广受关注。其产品设计始终围绕着生产与使用进行,将美观、优质、实用、可持续性和低价五大元素集于一身(见图1),具有两个核心竞争力:1)卓越的个性化研发———通过模块化设计和体验式营销,满足使用者个性化需要,提高产品的拥护满意度;2)高效的成本控制,多方协同设计优化生产过程以降低成本。工业化建造模式,建筑具备产品属性,宜家的生产策略对当代工业化建筑设计建造的紧密衔接有一定的启示作用。
2设计策略的启示
2.1基础产品与模块化设计
宜家主要为自组装家具,模块化是其最重要的设计方法。所谓模块化设计,就是将部分产品要素组合构成具有特定功能的子系统作为通用性模块,与其他产品要素或其他子系统进行多种组合,产生多种不同功能、不同性能的系列产品(模块化定义引自百度百科)。工业化建造已经成为世界发达国家普遍建筑的生产方式,我国也正在大力推行。现代建筑早期就对这一设计方法已有尝试,但相较而言,建筑模块的体量更庞大,功能目标更多元、模块体系更复杂,集成性能要求更高,当代就模块化设计成为了重要的工业化建筑设计方法。如MichaelJantzen设计的WindShapedPavilion是一个轻量型织物结构,可随风旋转的六个模块围绕一个中央开放的支持框架,并可产生电力为夜间照明(见图2)。坂茂在FurnitureHouse设计中运用自主研发的“家具住宅”模块作为主要结构体和建筑外墙,实现了家具和外墙的合二为一(见图3)。MichaleMaltzan设计的美国洛杉矶StarApartment在相关专业配合下,实现从结构、界面到家具及管网设备全部预装完成的居住模块单元,模块制作与现场装配同时进行,在提升基本品质的同时将工期缩短至计划周期的一半(见图4)。此外,模块是模块化设计和制造的基本单元,而成熟高品质的基础模块是产品品质的有力保障,在此基础上研发新产品,可大大提升整体生产效率。为大家所熟知的PO¨ANG椅、BILLY书柜、PAX衣柜等,因其市场反馈好、生产经验成熟,发展成为宜家品质象征的经典基础款产品(见图5)。同时宜家每年应用新的生产方式以及材料的新用法开发限量系列产品,搭配基础家具系列,增加产品多样性,这一策略对广泛提升工业化建筑总体品质,探寻标准化与可变性的协调具有借鉴意义。
2.2系列产品与可变参数设计
宜家系列化产品居多,将产品尺寸信息与基本几何信息的可变与不可变相结合进行设计。设计过程中,设计师和OEM在考虑产品几何信息标准不可变的基础上,通过可变参数的作用,适应个性化,提高生产效率。这一设计方法运用于建筑设计中,主要体现在通过构件尺度变化,实现形态和空间的灵活可变性。丹麦N55艺术事务所设计的哥本哈根住宅建筑,通过组成不同尺寸的单元模块满足就餐、如厕和睡眠的基本生活需要。而美国“生态穹顶之家”也是利用小杆件组成框架,通过对杆件长度参数的设计变化,形成大小各异的空间,并在其表面运用不同性能的材料,满足不同的气候条件下耐久、防雨和抗风的要求(见图6)。基兰•廷伯莱克事务所设计的LoblollyHouse,则将建筑拆分为四个相对独立的局部系统:构架、空腔板、单元模块及设备系统,确定各自基础构件的基本形状通过尺寸参数的变化满足多样性组合的需要(见图7)。参数设计方法可以在成熟构件及其组合方式中进行选择,简化了设计与建造流程,丰富了其使用可能与范围,提高了其可变性和适应性。
2.3体验式营销与用户参与设计
体验式营销是宜家产品与顾客需求及时交互的重要渠道,藉由宜家卖场的现场体验,用户对产品提出个人需求,并及时反馈到设计中。而当代信息技术发展使用户更易直观参与设计中。虚拟现实技术的运用,使用户足不出户,即可进行远程体验,并与设计者进行有效沟通,有利于产品用户满意度的提高。当代建筑追求个性化和多样化,而建筑师往往从个人对功能和使用方式的理解出发进行建筑设计,建筑设计中的用户参与,可以更好地满足用户的个性需要。但用户参与设计,并不是简单让使用者自行决定一切,而是需要建立具有整体性、灵活性的协同设计平台和服务机制。利用信息技术,增强了建筑设计方案选择的可视化,提供参与体验。建筑设计公司的网站上有相应可供用户选择的互动界面,通过用户对参数设定,可以初步确定设计方案,预算建造价格,明确用户需求。用户参与设计成为建筑个性化设计,满足业主需求的重要设计方法。
2.4SDP与多主体协同设计
宜家贸易商众多,并和千余个OEM(材料产品供应商)(宜家对OEM的选择非常慎重,具有非常严格的KPI考核指标,涉及到价格、交货、质量以及社会责任等,促使供货商不断推出新品,同时宜家会将单个供应商的技术优势给其他供应商共享,提高整体技术水平)建立了长期的合作关系,在生产中实行SDP(供应商开发项目)制度,在新产品开发中,由宜家总部提出设计诉求,各贸易公司在辖区范围内根据低成本、高品质的原则选择最有针对性的OEM通过竞争获取订单。在这一过程中,设计师、材料专家、产品开发人员和供应商紧密协作,共同分享材料、技术、生产方面的创新,实现生产的优质、高效与低能耗和成本控制,保障了产品竞争力。如邦格杯,设计伊始设计师用单色的锥形结构来控制成本,之后在厂家建议下重新设计把手,以保证两个杯子相互镶嵌放到烘烤箱里,同时可在运输过程中有效叠放,进一步降低制作和物流成本。而奥格拉椅子的选材从木材到复合塑料,最后在材料专家的建议下,通过将气体注入复合塑料进一步节省材料并降低重量,提高生产效率。2014年后,宜家更是与世界闻名的设计师、艺术家、社会企业家等合作,多主体协同开发全新独特的限量系列产品。在当代工业化建造方式下,材料研发、制造业逐渐全方位向建筑业渗透,多主体协同有利于发挥各自技术优势,共同提升建筑设计建造水平,而宜家推行的SDP项目无疑提供了一个切实可行的操作思路(见图8)。
2.5自主组装与装配自主化设计
宜家家具均设计为可由客户自行动手组装完成的产品,减少安装成本。产品的自主组装需要设计师在产品设计过程中保证装配操作的可行性、安全性和便捷性。2014年,宜家技术人员引进了一种工业化生产古老木塞的工艺方法,使板材通过预先安装好的45°角栓塞连接,价格不变,但拥有更美观的边角,而需要移动时,也可以更轻易地拆解搁板单元并重新组装,目前这一工艺应用于REGISS¨OR瑞吉索系列中。而近年来兴起的3D打印技术和数控建造技术的发展也为产品的装配自主化设计提供更多样的可能性:由设计师提供相应的产品信息模型,用户通过家庭网络下载相关模型文件,自行通过3D打印制作构件进行组装。数控技术的发展,使每个用户可以演化成小规模的信息化工厂进行生产。对建筑设计而言,广泛实现建筑的业主自主组装为时尚远,但工业化建筑装配依靠制造业的组装技术发展和完善,应适当考虑小型建筑自主建造与构件维护家庭化的可能。此外,宜家产品将所有模块进行平板包装,以减少物流成本,提高包装运输效率。这一储运需求也投射到产品模块的设计中来。而工业化建造方式下,建筑构件和产、部品需要工厂预制,建筑设计需要考虑储运的可能性、经济性和合理性。以陆地运输为例,需要考虑道路条件和车辆的容量,同时考虑桥梁高度限制和转弯半径,储运条件对建筑的设计与建造实现有决定性作用。
3结语
虽然工业化建造的建筑业与以宜家为代表的家具制造业诸多方面相去甚远,但通过模块化设计,把界面、结构、设备及家具等进行模块化设计、生产和预制,做到制造与建造并行,有效缩短建筑从建造到投入使用的时间,提高空间的使用效率和品质,通过成熟技术体系中可变参数的作用,进一步增加建筑的适应性和多变性,通过用户参与设计可以提升建筑的个性化满足,而多主体协同和装配自主化以及储运增值的生产策略可以更有效引导建筑师探索适合工业化建造的设计,满足高效生产、成本控制、多样化使用需求对于设计的诉求。充分重视工业化建造方式下建筑所呈现的产品属性,用制造业的生产策略引导建筑设计,有利于推进建筑工业化的发展和跃迁。
参考文献:
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