设计模数化探微

摘要：人类长期以来借助模数简化了设计的构件制作，加强了产品的模数协调和标准化，提高了施工效率。模数化的理论不仅是一种技术手段，而且也是一种控制设计比例的艺术手段。随着技术的发展和模数化理论实践的深入，还应从设计手段、构造形式等方面进行多角度、全方位的分析与归纳，并重新审视隐含在其中的价值取向和时代精神。

关键词：设计，模数，创新

1. 模数化设计的意义

模数是人类长久以来的一种建造技术手段，无论对传统手工生产还是工业化机器生产，模数的应用都减少了构件的种类，具有简化制作的意义，达到了一定程度的标准化和通用性，从而有利于批量生产预制构件，减化设计程序，提高施工效率；模数同时更是一种控制空间比例的美学手段，在西方古典建筑中，模数以一个柱径为基本度量单位，其余部分均参照这个基本单位按比例取值建造，从而获得的柱式整体与细部的比例和谐。因而模数不仅是空间建造的基本度量单位，而且也上升到美学的高度。维特鲁威的著作《建筑十书》中认为希腊神庙的布置由均衡来决定，均衡则是由比例得来的。而比例是在一切建筑中细部和整体服从一定的模数，从而产生均衡的方式。工业革命后，随着生产力的进步，建筑工业化的发展，标准化与模数化更成为一种潮流。设计师柯布西耶更是以《走向新建筑》为宣言，把现代主义设计运动推向了极至。柯布西耶认为数学比例产生的秩序是现代建筑精神的本源，通过对数学、建筑和人体比例的研究，在20世纪40年代创立了一套模数制系统，从人体尺度出发，把模数同数学规则联系起来。这种模数继承和发扬了空间建造中的一种精神：数字与人文的结合。简单的数字和比例背后反映了人的理性与自然的和谐统一，可以说，模数应用是度量建造技术的重要标识，也是技术和艺术结合的产物。

2. 模数化设计的发展

二次世界大战使得世界大多数地区房屋毁坏严重，建筑的工业化、产业化是大多数国家解决住房问题的关键。工业化发展的事实表明，没有标准化就不可能实现真正的工业化，而没有系统的尺寸协调，就不可能实现标准化，大规模推动模数协调的因素成为建筑进一步工业化的工具。建筑模数制为建筑大规模的生产提供了有利的保障，经过十余年的建设，各国房荒的情况已日趋缓和。同时，建筑模数中的技术因素也在这些建设中得到较大的发展，但模数的运用仅仅局限于建筑的单一结构体系，这一阶段模数概念的技术应用主要有两方面：一方面是从建筑造型和定位需要出发，另一方面是从建筑材料与建筑构配件的定型和组合需要出发。

随着建筑设计造型的复杂化和结构的多样化，建筑模数亦得到了相应的发展。模数协调应用的发展由最初的单一结构体系走向综合体系，由单一部门走向多个行业，由小范围走向大范围。每向前跨进一步，就会使建筑整体的工业化提高到一个新水平。

2.1建筑结构与室内空间的模数化协调

公共建筑因其功能的需要对柱网尺寸有一定的限制。如展览建筑，因单个展位为边长3000mm的正方形，展位间走道也是3000mm宽，所以建筑的柱网都是3000mm的倍数；图书馆建筑为满足阅览和书架排列的要求，对模数的要求也很严格，常采用尺度为6000mm或7500mm的柱网。尽管这些模数与使用功能相关，但是建筑设计留下的一些非模数化的内部空间，使得室内装修材料很难与建筑的整体模数协调，室内设计与建筑设计脱节的现象也没有改变，也使得室内设计只是建筑结构完工后附加上的一层表皮。

在模数化设计方面，有些设计远远的走在时代的前面。由贝聿铭担任设计顾问，吴佐之建筑事物所负责完成的北京中国银行总行的内部空间，是对空间模数化应用的一次精彩演绎。在此工程的空间设计中用非常精妙的模数制贯彻始终，一直到节点大样之中。575mm×575mm的方格是该设计最基础的模数，内部空间中的石材基本尺寸为1150mm x 575mm，这一尺寸来源于575mm的基础模数，比例关系为2:1，这与建筑6900mm的基本柱网尺寸以及3450mm的建筑层高产生了联系，石材长宽分别为柱网和层高的六分之一。内部空间的一般门高为2300mm，是层高的三分之二，为基本模数石材四块砖的高度。建筑各处的尺寸都以该模数为基准，同时在施工的过程中，一整块标准尺寸的石材不必进行切削，均可以使用，大大方便了施工。这种模数化的设计手法不仅证明了设计中对数理的控制可以使美学效果、结构、施工等方面同时受益，而且使得室内空间与建筑的结构紧密联系起来，对室内设计成为建筑设计的深化具有借鉴意义。

2.2空间组合的模数化拓展

家具设计中引入模数化理念，使得家具设计更加系统化和严谨，同时有利于提高其性能和满足不同空间、不同层次的需求。由丹麦设计师Ronan和Erwan Bouroullec设计的“clouds”（云朵）是一个可以自由组合的模数化设计，每一个云朵通过附带的橡皮筋链相互链接，使用者可以根据具体的功能空间和自己的喜好构成不同的装饰物，或悬挂于房顶或悬挂于墙壁上。

芬兰现代家具设计大师约里奥・库卡波罗，运用灵活多变的设计理念设计了“视觉2000”系列办公家具，这套办公家具桌面组合多变，桌腿可以根据需要自由升降。这套办公家具的桌面有十几块不同形状的板件可供选择，这些板件有不同的贴面和色彩可以自由选择，这样一来，使得桌面在色彩、形态和材质上丰富了起来，家具也走上了“时装化”。这种组合的模数拓展性可以使家具的功能适合不同使用者个性化的选择和不同空间的需求。

2.3室内设施及陈设的模数化推广

模数化的标准可以将制造业与建筑业连接起来，从而使多个行业形成一个完整、系统的产业链。

勒・柯布西耶不仅致力于建筑的模数化研究，在家具的模数化方面也是较早的推行者，他与皮埃尔・吉恩内特一起在1925年巴黎发明展上推出了15英寸的模数，设计出纳用的储藏柜。美国设计师乔治・尼尔森在家具设计中致力于对模数制储藏家具及模数制办公家具的研究，这两种系统都在世界范围内产生了很大的影响。1947年，尼尔森设计的贮藏墙，即把家具建筑化。1942年，工业设计师及商业市场的体验者吉尔伯特・罗德设计了15个标准构件可以组合成400多个品种的办公家具。

设计模数化在各个行业中的推广为整个空间环境提供了标准组合化、装配系列化的前提条件，可以使产品及其配件生产和安装纳入工业化，集约化和组装化的道路。由于不同国家体制方面的原因，模数化发展也不尽相同，在同一国家，与建筑部门相关的制造部门、生产部门执行不同的标准，难以形成完整的产业链。具体表现在模数不协调和接口不规范上面，产品的成套化、标准化、系列化问题没有解决，由此限制了行业之间的相互发展。因此，各个行业应不断进行模数制协调的完善和创新，将模数协调标准深化和细化，以此来适应不断发展的技术和人们的审美。

3. 结语

在以信息技术为主的生产逻辑中，小批量多品种生产代替了大批量少品种生产，刚性流水线生产被柔性制造代替。对于柔性化生产来说，复杂的工序变得简单、高效。计算机技术的发展将使设计领域达到技术上的自由期，设计形态也向自由的趋势发展，流动、弯曲等新特征也随即出现，设计样式的界限也变得越来越模糊。当传统样式的概念被突破之时，被设计奉为经典的比例系统终将被打破，作为技术系统的模数必须进行相应的调整，其人文内涵也必须建立新的时代精神。

参考文献：

[1]维特鲁维.建筑十书[M].北京：知识产权出版社，2001.

[2]柯布西埃.走向新建筑[M].西安：陕西师范大学出版社，2004.

[3]沈福煦.人与建筑.北京：中国建筑工业出版社，2001.