哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江省哈尔滨市 150006
摘要：现阶段，我国经济的快速发展以及城市现代化建设的加速使得城市高层建筑越来越多，高层建筑的外部形态空间结构也非常混乱和复杂，经常会出现设计效果不佳、评价结果信度低等问题。本文基于此，提出了基于模块化的高层建筑外部空间形态系统设计方法。根据高层建筑外部空间功能区域的不同，将其分为几个模块，并且获取每个模块的核心因素。根据模块核心因素的特点将其分解为同类同级阵列类、同类梯级递进类以及异级同类变换类三种类型，进而进行高层建筑我不空间形态模块的组合，最终实现高层建筑外部空间形态的设计，以期为相关工作人员提供指导和帮助。
关键词：模块化；高层建筑外部空间形态；系统设计
建筑外部空间是人们在对建筑施工时产生的一种限定衍生物，它和自然环境存在一定的差异性，高层建筑的外部空间是人为操作建立的环境。我国当前很多城市通过建筑的外部环境吸引了很多人的目光。对高层建筑外部空间的形态设计可以简单的理解为高层建筑和周围城市节点之间的共同区域，因此它具有人为干预下的秩序性和规范性等特征。高层建筑外部空间不仅能够将建筑的主体形象呈现出来，同时也能够对城市生态环境进行优化。但是由于当前城市的中间区域被高楼大厦覆盖，导致城市生态环境遇到了严峻的挑战。通过对高层建筑外部空间环境进行设计则是解决这一问题的有效措施。然而传统的建筑外部空间设计存在着细节处理不佳等问题，导致后期再对其进行改进和优化极为复杂。本文另辟蹊径，采用模块化的理念来对高层建筑外部空间形态系统进行设计，以期为相关工作人员提供指导和帮助。
一、基于模块化高层建筑外部空间形态系统设计方法
1.1高层建筑外部空间形态系统设计
高层建筑整体结构加大，因此外部空间的形态也较为复杂，在外部空间的组合上也呈现出多样性的特点，因此，有必要将外部空间形态进行分解，采用多层级模块处理的方法予以处理，同时也需要借助VRML语言来对不同层级的模块进行模拟组合以及效果评价，最大程度的提升高层建筑空间形态的整体视觉效果。
1.2高层建筑外部空间形态结构的分解
对于高层建筑来说，其外部空间形态系统的功能较为固定，而各模块之间也存在一定的相关性，这种相关性来源于高层建筑外部空间形态的立体连接。立体连接意味着外部空间形态是通过不同层级模块来完成构建的。同时，一级模块当中包含了多个二级模块，下层的模块当中又包含了多个基本因素。由于系统的组成模块之间的关联性是通过立体连接的方式来实现的，因此高层建筑外部空间形态结构的分解也是通过立体分解来实现的。
当前，在对一个复杂问题进行处理时，模块化是有效的解决办法，它能够将复杂的问题进行分解，根据分解后模板的不同属性来将其内部特征显示出来。模块存在于具有特定功能的独立单元中，而不同功能则是建立模块的基础，也是实施外部空间形态结构分解的基础。高层建筑的外部空间形态结构较为多样化，因此含有较多种模块。
1.3高层建筑外部空间形态模块核心因素提取
根据高层建筑外部空间形态特征，有必要对高层建筑外部空间形态的模块核心因素进行提取。因高层建筑外部形态具有复杂、庞大的特点，将其可以根据核心因素影响分为三个层级。
二、高层建筑外部空间形态模块组合设计
2.1对硬件系统进行设计
在对高层建筑外部空间形态进行设计时，需要借助计算机软件来进行数据的提取以及各种设计的分解和组合，这样便实现了真正意义上虚拟建筑外部空间形态的实现。为了确保组合效果显示逼真，需要对物理计算机的硬件进行相应的调节。
2.2模块组合设计使用基础
虚拟现实建模语言具有优化的数据结构，通过借助该种语言的使用，能够以虚拟景观的模式来将设计思路呈现出来。虚拟现实建模语言的编程过程是由文件头、节点语言、脚本构成，各个节点对物体的组成属性进行了详细的描述和定义。在应用虚拟现实建模语言来对高层建筑外部空间结构及性能组合，将其范围同类同级阵列类、同类梯级递进类以及异级同类变换类三种组合模式。
上文提到，高层建筑的外部空间形态系统可以被划分为核心模块以及专用模块两种。核心模块主要由一、二、三这三个不同层级的模块构成。一级模块包括休闲娱乐场所、体育场所以及室外停车处等；二级模块包括景观照明、警示标志牌等；三级模块包含建筑植被、地基等。另外，还有包含商业街在内的专有模块。这些对高层建筑外部空间模块进行详细划分后能够更加方便的进行不同模块的组合。通过将核心模块和基础模块在差异允许的范围内进行组合，能够将其分为同类同级阵列类、同类梯级递进类以及异级同类变换类三种组合模式。
同类同级阵列类，是当前高层建筑外部空间形态结构中最为常见的一种类型，它是将大类型相同的模块在同一个空间范围内通过单一排列形成的阵列，该阵列的轨迹会随着高层建筑的外部形态结构发生相应的变化，通常情况下会呈现出弯曲的弧线。由于外部空间的形态差异性不大，因此部分外部空间的形态会出现视觉空间的通透性。
同类梯级递进类，是一种在线性组合当中常见的类型，其具有明显的弧度特征。根据每个连接节点间外部空间的不同，可以将模块和节点进行相应的变换，这样便能够对先沟通形态模块中的层面进行差异性渐进式排列，避免空间变化过于迅速导致的视觉差异感。
异级同类变换类是隶属于中庭类和三角形组织类布局方式的一种。使用该类显著的空间转折能够实施以转折点为结点的差异模块下相同模块的布局，从而在同一个层级空间内对其进行适当的划分和调整。
三、结果分析
本次研究选择天津市和北辰区一工业园区内的高层建筑为例，通过上文提到的方法来对该建筑的外部空间形态结构进行设计，该建筑共29层，外部空间形态结构以植被和绿化为主。
在该建筑中，有的层级当中采用了同类同级阵列类模式，使得绿化带常呈现出弧线阵列以及清晰的景观模块，使得该层建筑艺术感十足。同时，在该建筑周围的广场道路中使用了同类梯级递进类模式，在绿化带和道路之间使用过渡线条来进行铺砖模式，有效规避了空间变换过快造成的视觉差异，因此也具有较强的艺术感。另外，该建筑周围的绿化非常广泛，交通布局也十分合理，因此可以将其看做是异级同类变换类设计，能够非常合理的在相同层次当中布局多种空间。在对该高层建筑的外部空间形态进行研究时，有必要将高层建筑外部空间形态中不同模块所使用的同类同级阵列类、同类梯级递进类以及异级同类变换类三种模式有效组合在一起，从而实现该建筑外部空间形态结构利用率的最大化。
四、结语
高层建筑的外部空间形态设计是当前建筑行业的研究热点，其包含了土地退化、生态保护以及建筑审美等多方面的内容。因此在对其进行设计时，需要切实考虑绿色环保以及可持续发展等诸多问题。为了切实改善现代化城市建设高层建筑和生态保护之间的关系，可以采用基于模块化的高层建筑外部空间形态系统设计的方法，该放啊的应用不仅能够优化建筑的视觉效果，同时也能够提升视觉廊道通透性，可以进行推广使用。
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