模塊化建筑設(shè)計與施工及模塊4-平面向量的數(shù)量積

模塊化建筑設(shè)計與施工專業(yè)：工程管理學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：摘要：建筑業(yè)作為與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的重要行業(yè)，其建筑形式隨著時代與科技的發(fā)展呈現(xiàn)出一種多樣化的趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和土地資源匾乏等問題的加劇，模塊化建筑系統(tǒng)作為建筑多樣化的一種，成為建筑領(lǐng)域重要的研究課題。模塊化建筑更注重的是系統(tǒng)、構(gòu)件、材料這三者之間的關(guān)系，是建筑行業(yè)創(chuàng)新的重要途徑和方式。本文通過對模塊化建筑設(shè)計與施工的研究，總結(jié)出當代建筑設(shè)計與施工的動態(tài)性趨勢，有助于對建筑空間模塊的認識，從而對建筑創(chuàng)作現(xiàn)狀的反思及對建筑創(chuàng)作的展望。關(guān)鍵詞：建筑空間；模塊化；設(shè)計理念；施工理念ModulararchitecturedesignandconstructionAbstract:ConstructionandPeople'sDailylifeasanimportantindustry,itsarchitecturalformalongwiththetimeandthedevelopmentofscienceandtechnologypresentsatrendofdiversification.Withthedevelopmentofscienceandtechnologyandlandresourceslackplaqueproblemssuchasintensifying,modulararchitecturesystemasbuildingadiversified,becomeanimportantresearchfieldofarchitecture.Modulararchitecturepaymoreattentiontothesystem,components,materials,thispaper,therelationshipbetweenthebuildingindustryistheimportantinnovationofwaysandtheway.Thisarticlethroughtomodulararchitecturedesignandconstructionofresearch,summarizesthecontemporaryarchitecturaldesignandconstructionofthedynamictrend,ishelpfultotheunderstandingofthearchitecturalspacemodule,thustoarchitecturalcreationpresentsituationreconsideringandtheprospectofarchitecturalcreation.KeyWord:Buildingspace;Modular;Designidea;Constructionidea一、引言20世紀90年代以來，隨著社會競爭日益劇烈，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本成為企業(yè)發(fā)展的必然道路。從而導(dǎo)致社會分工的不斷細化，模塊化的方法和理論也被引入到建筑領(lǐng)域。經(jīng)濟環(huán)境的變化對模塊化的發(fā)展起到了巨大地推動作用，全球化的經(jīng)濟格局正在逐漸形成，為確保資金價值不變?nèi)绾慰s短投資周期已經(jīng)成為投資者首先要考慮的問題。較快的建造和竣工速度以及訂單式的生產(chǎn)和購買方式能有效的縮短工期和資金占用時間，從而避免資金過早積壓，節(jié)省投資成本和機會成本。理想的竣工速度使項目能比傳統(tǒng)建筑方式更早的交付使用，產(chǎn)生效益。預(yù)制混凝土、鋼構(gòu)件的加工等由于這些技術(shù)的不斷應(yīng)用和構(gòu)件性能逐漸完善為模塊化建筑提供了基礎(chǔ)。形成了“集成設(shè)計+工廠制造+現(xiàn)場安裝”全新建筑方式，適應(yīng)新形勢下建筑的發(fā)展方向。同時模塊化可以對每一個構(gòu)件、每道工序進行信息收集形成信息模型，可以在各個階段添加各自專業(yè)的資訊、更新、追蹤變更和維護。期望可以很大程度地減少當工程在參與方之間提供與接收時，所發(fā)生的資訊漏失。而其提交的資訊內(nèi)容遠超過現(xiàn)行工程實務(wù)上的量,為建筑信息化管理提供堅實的基礎(chǔ)。二、模塊化建筑的界定模塊化建筑，又稱為空間體系的模塊式裝配建筑，是由模塊化構(gòu)建組成的一種建筑形式。所有的模塊均應(yīng)在工廠預(yù)制，所有的模塊構(gòu)件應(yīng)該既是一個單元結(jié)構(gòu)又是一個單元空間。單元結(jié)構(gòu)就是每一個模塊都有其自身的結(jié)構(gòu)，不依賴于外部而獨立支撐存在，同時可以呈現(xiàn)不同的形體構(gòu)造；單元空間意味著根據(jù)不同的功能需求，模塊內(nèi)部被劃分成不同的空間，并根據(jù)要求裝配上不同的生活設(shè)施。模塊在工廠完成預(yù)制后，通過運輸設(shè)備運到工地，利用吊裝設(shè)備吊裝完成。三、模塊化設(shè)計理念適用、堅固、經(jīng)濟、美觀是建筑設(shè)計的一般理念，也是模塊化建筑的理念。畢竟模塊化建筑在功能和結(jié)構(gòu)方面，要滿足人們的使用要求。同時，要具有大膽創(chuàng)新的思想，因為建筑本身在人們的意識里已經(jīng)固化成了非移動的物體，而人們要使用的是建筑的內(nèi)部空間，如何在模塊化建筑中體現(xiàn)這個空間，這就要求建筑師要將其他領(lǐng)域知識與建筑知識相互融合，尋找恰當?shù)慕Y(jié)合點。重要的是形式的設(shè)計要體現(xiàn)美觀的理念。建筑師可以從組合方式等方面去拓展和挖掘使建筑具有美感，建筑師應(yīng)像汽車制造商那樣能創(chuàng)造美的車輛一樣創(chuàng)造優(yōu)美的可移動的建筑物?？梢员M可能與模塊化建筑所應(yīng)用的城市或地域文化背景相融合。從模塊化建筑的概念中可以清楚看到，預(yù)制生產(chǎn)、交通運輸、吊裝安裝、拆裝等一系列方便的功能，是模塊建筑必須具備可移動性的特點?？梢苿訕?gòu)件本身就充分的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的思想。節(jié)省資源和材料，可以重復(fù)多次使用。在最近幾年的發(fā)展過程中。越來越多的業(yè)主了解了這種新型住宅建筑模式。越來越多的新穎設(shè)計方案涌現(xiàn)出來并給人們的生活提供了多樣化的方式，個性化的設(shè)計和選擇較好的體現(xiàn)了設(shè)計的人性理念。模塊化建筑的設(shè)計可以符合人們對任何一個時代的想象與追求，任何的風(fēng)格，甚至大小很多設(shè)計還成為了符合大眾喜歡的樣式而被廣泛的借鑒和使用。模塊化住宅越來越受歡迎，人們對它的建筑風(fēng)格上的要求也越來越復(fù)雜，建筑設(shè)計師們正在不斷改進自己的設(shè)計風(fēng)格以迎合業(yè)主的個性化需求。比如：工廠可以制造的各種模塊的尺寸、房屋的走向、各個模塊的銜接細節(jié)。此外，建筑的地理位置也是需要考慮的，如果要經(jīng)過狹窄或者崎嶇不平的道路，必須設(shè)計使用小型模塊以便于運輸，這都是要在設(shè)計初期都將考慮到。模塊化建筑作為有特色、有內(nèi)容、引人注目而又精確有效的空間環(huán)境，在設(shè)計時應(yīng)當考慮消除它對人們心理產(chǎn)生的臨時性和移動性影響，注重增加其舒適性和穩(wěn)定性。使人在使用時，對建筑的傳統(tǒng)概念不至于產(chǎn)生大的甚至是錯位的變化，從而產(chǎn)生消極的心理負擔(dān)。在設(shè)計的同時，也應(yīng)當注意新材料和技術(shù)的應(yīng)用。模塊化建筑在新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)后，有了較大的飛躍。所以，新材料的產(chǎn)生可能對模塊化建筑設(shè)計產(chǎn)生較大的影響。對于模塊化建筑，采用新技術(shù)新材料可使提高它的使用功能和壽命。四、模塊化施工理念近年來由于綠色設(shè)計和循環(huán)經(jīng)濟的興起，模塊化方法被廣泛采用。例如汽車的設(shè)計和制造也開始采用應(yīng)用模塊化方法。模塊建筑是一種組裝化技術(shù)，它用事先預(yù)制好的模塊構(gòu)件組裝成各種房屋，施工簡便、組裝靈活。簡單概括模塊化原理，就是解決一個復(fù)雜問題自上而下逐層把系統(tǒng)劃分成若干模塊的過程，每個模塊完成一個特定的子功能或者適合分項的單一結(jié)構(gòu)，而所有的模塊按某種方法組裝起來成為一個整體，完成整個系統(tǒng)所要求的功能。在建筑業(yè)中我們把實施模塊化這個過程稱為模塊化施工，模塊化施工是一種現(xiàn)代先進的施工理念，它的先進在于大量引入模塊作業(yè)，極大地縮短了工期；工業(yè)化生產(chǎn)程度高，因而可以在很大程度上減少用工；同時材料和設(shè)備的損耗降低，工人勞動條件大大改善，免受日曬雨淋之苦；施工過程可不受或少受氣候影響，利于組織常年施工；降低現(xiàn)場施工組織的難度，有助于安全管理，在施工安全上有一定的保證，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。不但沒有違背傳統(tǒng)的施工理念，而且把它們進行優(yōu)化，依靠當今的先進技術(shù)。進行剖析、分項，由局部小模塊到大模塊，逐步實現(xiàn)最大模塊化。模塊化的施工是有前提條件的，它很大程度上依賴于發(fā)達的制造技術(shù)、加工技術(shù)與信息技術(shù)。只有擁有了相當規(guī)模能力的運輸?shù)跹b設(shè)備，才能滿足大型模塊安全便捷的運輸與安裝；只有擁有了相當水平的加工本領(lǐng)與管理體系，才能實現(xiàn)大量模塊精密的對接；只有擁有了相當高的施工管理信息化水平，才能滿足各道平行作業(yè)有條不紊的同步管理。以我國首次建造的AP1000第三代先進壓水堆核電機組將大規(guī)模采用模塊化的設(shè)計、施工技術(shù)。從施工模塊角度看，AP1000的模塊分為鋼殼模塊、大型結(jié)構(gòu)模塊、小型結(jié)構(gòu)模塊和設(shè)備模塊。具體就施工過程，可簡化歸納如下流程：先由土建人員蓋好房子；然后移交給安裝人員引入設(shè)備管道等，期間可能需起重機、拖車等進行協(xié)助；待大設(shè)備基本引入到位后，再反移交給土建人員進行二次作業(yè)，如抹灰、二次地面等；當條件具備后，安裝人員在某些區(qū)域進行電氣儀表等精密設(shè)備的安裝；最后整個房間施工完成后移交給調(diào)試與運行。這種模塊化的施工方式類似于“搭積木”，即在車間或現(xiàn)場預(yù)制區(qū)域?qū)⒛K做好，然后利用超大型起重設(shè)備一個一個地進行搭接。目前我們通常的房屋建筑工程與市政工程等項目中還不至于如此復(fù)雜。比如住宅產(chǎn)業(yè)化中推廣預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)就是把房屋分解成小的單元模塊或施工模塊，在車間或現(xiàn)場預(yù)制區(qū)域?qū)⑦@些模塊做好，然后利用起重設(shè)備進行搭接。這些手段降低成本，提高了品質(zhì)，所以在城市建設(shè)中應(yīng)用并推廣。五、發(fā)展模塊化建筑的必要性與實際意義目前，我國正處在一個大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)的時期，建筑市場潛力巨大，全國居民住宅還處于一個供不應(yīng)求的局面中。隨著我國城市化步伐的加大，棚戶區(qū)危房舊房隨處可見，許多拆遷戶無房可居。然而傳統(tǒng)的建筑速度比較慢，房價居高不下，這種情況困擾著政府和居民?，F(xiàn)在，由于磚混結(jié)構(gòu)對耕地的破壞，國家已經(jīng)禁止使用粘土磚，限制高耗能材料。由此給新型施工技術(shù)和建筑材料提供了一個廣闊的天地。模塊化建筑以其獨特的優(yōu)越性得到越來越廣泛的使用，為了多快好省地進行建設(shè)，提高建筑裝配化的程度，使工廠按照標準設(shè)計圖紙，預(yù)制整套構(gòu)件，然后運到現(xiàn)場進行安裝，即采取設(shè)計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工機械化的途徑是我國建筑事業(yè)逐步發(fā)展的一個重要方向，相信這必將帶來建材業(yè)、物流業(yè)、施工行業(yè)一次新的產(chǎn)業(yè)升級與大變革。工業(yè)化住宅具有良好的發(fā)展?jié)摿?，?jīng)過實踐的磨礪就會具有強大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。目前我國大量推廣工業(yè)化住宅的條件暫時還未完全成熟，但隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高和生產(chǎn)的規(guī)?；９I(yè)化住宅將會很快進入中國百姓的生活。呈現(xiàn)大規(guī)模的發(fā)展態(tài)勢，住宅建設(shè)要符合可持續(xù)發(fā)展，成為居住生活中的新寵。因此現(xiàn)在加緊這方面的研究開發(fā)工作，是很有現(xiàn)實意義的。六、結(jié)語模塊化建筑為建筑賦予了新的可再生長特性，隨著信息化的發(fā)展，各行業(yè)的聯(lián)系更加方便快捷；國家正推行建筑部件系列化、標準化、通用化、配套化．使得建筑產(chǎn)品大力實行工廠化生產(chǎn)、模塊化施工。數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將改變未來城市住宅的面貌，并給社會生活帶來前所未有的影響。計算機仿真技術(shù)和虛擬施工技術(shù)的發(fā)展，使得設(shè)計院將來只要依據(jù)業(yè)主提出的設(shè)想?？衫媚K化設(shè)計將虛擬建筑產(chǎn)品直觀地展示給業(yè)主，業(yè)主滿意后簽訂合同。工單位根據(jù)模塊設(shè)計圖紙。向各建筑部件品加工中心下發(fā)訂單，最后在現(xiàn)場進行模塊化施工，將建筑產(chǎn)品迅速地交給業(yè)主使用。除此之外，通過對房屋建筑的模塊化，可以很好的把握房屋質(zhì)量，因為通過對房屋進行模塊構(gòu)建后，每一個模塊都經(jīng)過了生產(chǎn)過程的檢驗和測試，加大了房屋建筑構(gòu)筑材料質(zhì)量的控制力度。當前世界建筑的文化，在縱向上可持續(xù)發(fā)展于自然與生態(tài)的回歸。在橫向上全球化與地區(qū)化，同時又在技術(shù)上與理論上呈現(xiàn)多樣并存之勢。加上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和運用，與城市建設(shè)的需要，建筑的模式必將從單一的形式中跳躍出來。多樣化、規(guī)?；瞧浒l(fā)展出路，模塊化建筑作為建筑多樣化的一種形式，值得我們探索和研究，也將會是未來建筑發(fā)展的趨勢。參考文獻：[1]胡志斌,王彥峰.模塊化建筑的設(shè)計特點及其可操作性(J).知識經(jīng)濟，2010,（01）.[2]吳蕓,鄭強，宋煒卿.建筑鋼結(jié)構(gòu)加工配送與模塊化施工研究(J).建筑技術(shù)，2011,（07）.[3]于鑫,余龍.建筑空間模塊化設(shè)計理念淺析(J).商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2011，（07）.[4]曲媛媛．模塊化建筑空間設(shè)計發(fā)展研究(J).碩士學(xué)位論文.蘇州大學(xué),2009,（03）.[5]余慶軍,潘思明,常亞楠.談工程建設(shè)模塊化施工(J).中國高新企業(yè),20lO,(12)：129—13l.[6]郭艷艷.模塊化房屋建筑結(jié)構(gòu)(J).城市建設(shè)理論研究，2011，（05）.[7]思銘.淺談AP1000的模塊化施工(核電)(J).中國建筑，2010,（07）.[8]童中時.模塊化原理設(shè)計方法及應(yīng)用(M).中國標準出版社，2000，（05）:156—158.[9]張賢友.建筑結(jié)構(gòu)體系的認識(J).當代建設(shè),2003,(03).[10]張偉.模塊化組織的形式、演進及運行機理研究(M).經(jīng)濟科學(xué)出版社，2011，（03）:1—2.[11]周杰.建筑結(jié)構(gòu)體系的再造和重構(gòu)——對高層建筑的設(shè)計嘗試(J).四川建筑,2004,(04).[12]岑偉紅.郭蕊蓮.當代建筑實踐中的“模塊化”傾向（J）.福建建筑，2010，（06）.[13]賈德昌.工業(yè)化住宅漸行漸遠（J）.中國工程咨詢.2010,（06）.[14]郭盛元.中國住宅可持續(xù)發(fā)展與集成化、模數(shù)化國際研討會（J）.住宅科技，2007，（07）.[15]張冰.工業(yè)化住宅的節(jié)能環(huán)保體系研究（J）.住宅科技.2010,（02）.[16]張琳.孫立紅.淺析住宅建筑空間設(shè)計與發(fā)展（J）.黑龍江科技信息，2010，（04）.[17]彭杰戰(zhàn)，王征.建筑空間的安全設(shè)計初探（J）,四川建筑.2007，（01）.[18]賀夢．從系統(tǒng)設(shè)計看可持續(xù)性建筑設(shè)計(J).東華大學(xué)．2005,(09)[19]朱文健。盒子建筑的建構(gòu)(J)．建筑師．2003,(06)．[20]張以寧．我國盒子建筑發(fā)展的現(xiàn)狀(J)．建筑技．2005．(01)模塊4同步訓(xùn)練——平面向量的數(shù)量積一、知識回顧1．向量的夾角：已知兩個非零向量與b，作=,=b,則∠AOB=（）叫做向量與b的夾角。2．兩個向量的數(shù)量積：已知兩個非零向量與b，它們的夾角為，則·b=︱︱·︱b︱cos．其中︱b︱cos稱為向量b在方向上的投影．3．向量的數(shù)量積的性質(zhì)：若=（）,b=（）則e·=·e=︱︱cos(e為單位向量);⊥b·b=0（，b為非零向量）;︱︱=;cos==．4．向量的數(shù)量積的運算律：·b=b·;()·b=(·b)=·(b);(＋b)·c=·c+b·c．二、基本訓(xùn)練A組1．已知向量，且，則的坐標是（）A.B.C.D.2．已知，與的夾角為，則等于（）A.1B.2C.D.－13．已知，則等于（）A.23B.35C.D.4.（05江西卷）已知向量 （） A．30° B．60° C．120° D．150°5.（04年重慶卷.文理6）若向量與的夾角為，，,則向量的模為（）.A．2B.4C.6D.126．等腰Rt△ABC中，= 7．若向量與垂直，與垂直，則非零向量與的夾角是______..8．已知，試求和的值.9．已知，根據(jù)下列情況求：（1）（2）10．已知是兩個非零向量，且的夾角.11．已知的夾角為銳角，求實數(shù)λ的取值范圍.12．已知與之間有關(guān)系式用表示；求的最小值，并求此時與的夾角的大小.B組1．，則與的夾角是（）A.B.C.D.2．已知下列各式：（1）；（2）；（3）；（4），其中正確的有（）A.1個B.2個C.3個D.4個3．設(shè)是任意的非零向量，且相互不共線，則（1）=0；（2）不與垂直；（3）；（4）中，是真命題的有（）A.（1）（2）B.（2）（3）C.（3）（4）D.（2）（4）4．已知與的夾角是，則等于()A.B.C.D.5.（05北京卷）若，且，則向量