单林梦 渤海大学
辽宁锦州 121000
摘要：公理设计是设计领域内的科学准则，能指导设计者在设计过程中做出正确的决策，为创新设计或改善已有的设计提供良好的思维方法。本文通过公理设计的方法探讨其在建筑模块化设计中的应用，通过将公理设计的设计结构矩阵促进建筑模块化设计在设计功能性的发展。
关键词：公理设计，建筑模块化，设计矩阵
模块化的设计最早起源于20世纪德国的机床生产，随着模块化设计理论和方法逐渐完善和设计实践不断的丰富，辅助化的设计工具和多元化的设计领域不断的呈现，模块化的设计策略则开始被应用到建筑设计等相关的计算机软件上，AUTOCAD是最具有代表性的模块化设计软件，也是在建筑和相关设计领域中最常用的软件。模块化的设计通常情况下被应用在系统工程上，通过模块单元自身具有的统一性和简化性特点，使多学科知识汇集的理论体系构成的设计方法能够系统的恶应用在工程和建筑领域，每一个设计步骤伴随着模块的子系统而衍生，只有当模块组合的排列顺序正确，模块化中构建的统一性和简化性的优势才能够被显现出来。建筑模块化的发展使在标准化原理的应用基础上发展出来的，它具有尺寸模数化、结构典型化、部件通用化、参数系列化、组装积木化的综合题，它是多种标准行事在工程项目中的子系统中依据自身特点并以多种标准化形式而组合形成的。
建筑的模块化最早是在1910年由德国建筑师格罗皮乌斯在霍恩街标准住宅实验中提出的，当时由于第一次世界大战对于城市的破坏，急需解决城市住宅短缺的问题，因此开始尝试使用新材料、新技术把新的形式、新的空间和新的功能引入到建筑设计中来，也为模块化建筑在住宅建筑领域的发展奠定了基础。另外由于模块化与工程标准化的密切关联，也大大的促进了住宅的工业化生产，出现了构建工厂化生产、预制装配式住宅等形式的工业化住宅形式。另外，模块化建筑在复杂性空间的优化上也有比较突出的优势，由于信息技术、能源技术、生态技术、符合技术等多学科的发展和当今创新模式的转变，复杂性空间与传统建筑的空间功能相比有很多不同，复杂性空间更加强调交互、融合、多元、复合；同时更注重建筑内部空间的自发性功能的互动。在解决复杂性空间优化的问题上建立功能性空间模块、枢纽型空间模块、辅助性空间模块的定位通过对模块的拆分、包容和序列的设计完成空间的优化。
公理设计是美国麻省理工学院Nam Psuh（1990）教授提出。公理设计是设计领域内的科学准则，能指导设计者在设计过程中做出正确的决策，为创新设计或改善已有的设计提供良好的思维方法。公理设计在设计领域主要被应用在工程设计领域和工业产品设计中。麻省理工学院公里设计小组应用公理设计方式开发了公理设计软件ACCLARO-DFSS。公理设计的框架最重要的特点是设计矩阵，它提供了功能域和设计参数间的互动关系。随着公理设计研究的深入，公理设计理论正在逐步被应用到各个设计领域。公理设计将设计的过程划分成4个域：用户域、功能域、结构域、工艺域，域与域之间保持着相互的联动关系，相邻的两个域中，左边的表示“要达到什么目标”。
右边的是“选择什 么方法来实现左边域的要求”。公理设计利用设计矩阵的表现形式将设计过程中各域之间的联系进行数学建模，以数字运算的方式为整体设计所预估的设计目的的表达进行数学分析，从而帮助设计者找出在整体设计中所要改进和创新的内容，另外，从公理设计的角度也能够使设计者更加突出设计重点，也方便设计者从不同的用户和使用需求出发对空间进行合理的规划与分析。在设计的过程中，能够及时有效的、分层次的获得用户的需求对于创新和发展有着非常重要的作用。此外，从BIM和建筑工业化设计的角度出发，空间设计也正在向预制装配和模块化方向发展，运用公理设计的方法构建模块库和基本模型管理方式也可以有效的达到对空间使用功能和构成上的快速满足。另外，公理设计对设计方案的评价决策提供了科学的根据，公理设计描述的各种类型的设计问题以及设计的各个过程提供了一个科学的支持框架，能够帮助设计者迅速了解系统内部可层之间的关系和解决问题的方法，而设计公理又提供给了引导设计者详细考虑各层之间相互关系的设计系统，使设计者能在众多复杂问题中做出快速而明确的选择。将公理设计的方法应用到设计的评价系统中时，公理设计的四个域转化为用户域、目标域、策略域和评价域，结合多个设计流程共同进程的并行设计理论其评价决策系统结构（图1），其中用户域的主要参数是设计者的设计目的和要求即建筑使用者的基本需求。目标域是根据用户设计要求确定决策系统应该实现的设计目标，也就是将用户需求进行最优化表达解决用户域需求的映射关系。策略域是根据要实现的设计目标而采取的相应措施，得到评价决策的指标系统。评价域是根据评价指标制定相应的评价规则和评价模型，通过评价决策确定出最优设计方案。评价决策的过程是从用户域到目标域，从目标域到策略域到评价域之间的映射过程。随着设计的深入，决策过程域产品设计过程相适应，通过“之”字型分解和映射，从设计的整体逐步分解到更详细的设计部分，使评价指标从抽象的难以评价的形式逐步变成具体的易于评价的形式，以便评价决策能够实现。
建筑模块化的意义在于将隐藏在模块中的建造信息进行可视化表现，建造过程则需要将隐藏的细节还原，而公理设计则是在隐藏信息中建立信息间的逻辑关系，从而使建筑的模块化发展更加符合工业化的建筑发展趋势。
参考文献
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