从模块设计到标准应用

二、从模块设计到标准应用

我国古人在建筑施工等造物实践活动中,对各种具体的构件材料的使用有着各种奇巧的、高效率的使用,比较典型的有模数与构件。

1.模数应用

在《考工记》中,有这样的记述:车人为车,柯长三尺,薄三寸,厚一寸有半,五分其长,以其一为之首。毂长半柯,其围一柯有半。辐长一柯有半,其薄三寸,厚三之―。渠三柯者三,行泽者欲短毂,行山者欲长毂。短毂则利,长毂则安。行泽者反輮,行山者仄輮,反輮则易,仄揉则完。这段话说:车人制车。柯长三尺,宽三寸,厚一寸半,把柯长分为五等分,用一等分的长度作为斧刃的长度。这就是以“柯”这个计量单位作为标准,毂长、辐长、渠(即轮牙、轮圈)依柯长标准推算定长,由此严格地规定每个部件、部位的规格。像这样细致地、标准地制定造物长短、高低尺寸,整部《考工记》里比比皆是。

宋代李诫所编的《营造法式》,提到的所有木构件的尺寸均为“分”的整倍数。这个分就是一个标准单元,相当于后来包豪斯20世纪20年代发展出来的模数概念。另外,《营造法式》中分、材和足材都是相对而不是绝对的尺度,可以根据建筑的级别而变化。

同样,清《清代匠作则例汇编·营津全书·垛塑作则例》也记载:“凡垛塑神像,文武法身,按站九、坐七、涅槃五定规,分发开后:凡站像以九分之。如法身稿五尺六寸,每分得高六寸三分二厘。内下身得四分,高二尺四寸八分。神面连冠得二分,高一尺二寸四分。中身得三分,高一尺八寸六分。”这就是用口诀般的模数,概括地说明了塑像三种不同姿势各部位大小所占的比例。例如,假设站像身高为5.6尺,以9去除:5.6尺÷9=0.622尺(头高),内下身高:0.622尺×4=2.48尺,神面连冠髙:0.622尺×2=1.24尺,中身高:0.622尺×3=1.86尺。

在建筑设计中,为了实现大规模生产,使不同材料、不同形式和不同制造方法的建筑构配件、组合件具有一定的通用性和互换性,统一选定的协调建筑尺度的增值单位。这样的建筑模数既是指选定的尺寸单位,作为尺度协调中的增值单位,也是建筑设计、建筑施工、建筑材料与制品、建筑设备、建筑组合件等各部门进行尺度协调的基础。这样的目的是使构配件安装吻合,并有互换性。比如《梓人传》中的建筑工程使用模数,从图上模型到建筑事物,都可以系统地把握。

模数在建筑设计上表现是模数化网格,这对平面设计特别是连续出版物的设计有着明显的借鉴作用。由于网格的尺寸单位是基本模数或扩大模数,建筑设计中每个建筑构件都应与网格线建立一定的关系,一般常以建筑构件的中心线、偏中线或边线位于网格线上。建筑设计中的主要建筑构件如承重墙、柱、梁、门窗洞口都应符合模数化的要求,严格遵守模数协调规则,这样的模数运用也可在幅面较多的出版物中施行,以利于每个页面构配件的批量化、协作化生产和装配化施工。可以说,平面设计的网格化设计,特别是连续出版物的设计,就是利用模数的最明显的例子之一。

2.模块设计

模块,又称构件,是能够单独命名并独立地完成一定功能的设计工程的集合(即结构形态和数据结构的集合体)。中国传统建筑设计实际上是框架设计,只是定义了框架,而没有定义各个空间的功能属性,各个空间是在框架的基础上再分隔定义的。所以,框架是整个或部分建筑系统的可重用设计,表现为一组抽象构件及构件实例间交互的模块设计方法。可以说,一个框架是一个可复用的设计构件,它规定了应用的体系结构,阐明了整个设计、协作构件之间的依赖关系、责任分配和控制流程,表现为一组抽象类以及其实例之间协作的方法,它为构件复用提供了三维的对接关系,即提供了框架内对象间的交互模式和控制流程的模式。

在某些方面使用别人成熟的框架(模块),就相当于让别人帮你完成一些基础工作,你只需要集中精力完成更加有创造性的部分。而且框架一般是成熟、稳健的,它可以处理系统中很多细节问题,从而减去不必要重复的环节。传统建筑设计能将大系统分解成更小的构件,而且能描述构件间的内部接口。这些标准接口使在已有的构件基础上,通过组装建立各种各样的系统成为可能。只要符合接口定义,新的构件就能插入框架中,这种设计思路在《梓人传》中得到了体现。

在理想情况下,空间营造所需的任何功能都可通过组装已有的构件得到。事实上,可获得的构件远远不能满足需求,有时通过继承而获得新的构件比利用已有构件组装新构件更容易。模块作为在传统建筑设计中的一种局部组织形式,主要是将使用频率较高的单元组织到一起,也可组合后形成更大的模块文件,其他构件也可以导入并且调用现成模块中的各级系统。这样的设计方法可以节约开发时间,减少重复工作,便于各个环节的协作,从而最大限度地提供工程效率和质量。这对优化平面设计的思维方式有所帮助。