建筑空间模型设计制作的教学方法探究

摘要：建筑空间模型课程主要表现为建筑室内外空间的组合关系，是建筑和室内设计过程中不可缺少的流程。课程旨在培养学生对建筑空间的理解能力，掌握建筑空间设计作品的创作方式和手段。建筑空间模型作为空间设计的程序和方法，主张纯手工制作，引导学生了解建筑内在的空间用途和空间品质。学生通过分析解读精品建筑，创作出自己的建筑空间模型设计作品，对学生将来从事建筑及相关设计工作具有积极作用。

关键词：建筑空间模型;建筑设计;概念模型;教学方法

中图分类号：TU205 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）24-0-03

模型就是按照一定比例，通常是缩小物体实际尺寸，通过技术手段，以三维的方式呈现实体或展望未来实体，是培养设计师的必修课。模型源自法语术语“maquette”（初步设计模型），建筑模型称为“Architectural model”。建筑空间模型课程在建筑及环境设计领域起着至关重要的作用，可以引领设计发展和展望未来，也可以研究过去，是建筑专业必不可少的一门课程。

目前，建筑模型课程教学研究大多数是实践教学研究，如构建实验课程多元化评价模式[1]对课程评价的研究，通过设备开展数字化建筑模型教学改革等[2]。文章通过细分建筑空间模型，增强学生动手能力，拓展学生建筑空间设计思维。学生分组讨论和制作建筑空间模型，通过PPT汇报设计成果。

1 模型的分类及用途

模型的分类是多重的，大体可分为三大类别：设计模型、纪念模型、展览模型。由于模型类别比较烦琐，学生学起来眼花缭乱，常常分不清学习的方向，因此，文章把一切以设计工作为目的的模型统一称为设计模型。设计模型又包括各种元素的模型，如概念模型、结构模型、表面模型、体块模型、山地模型、工业模型、景观模型、室内模型等，这些都属于设计模型的具体表现形式。

模型的具体用途则根据其功能类型来确定。设计模型主要用途是在建筑设计过程中通过模型设计研究室内外空间组合，协助建筑设计师从三维角度分析建筑空间，更直观地展现建筑空间的设计方案。

纪念模型主要是通过历史建筑的考古和文化研究，对一种已经消失的古建筑或者现存著名古建筑进行模型复原，为后人研究风土民俗、建筑风貌、历史文化等提供帮助。

展览模型主要指地产商业项目模型和城市发展规划模型。展览模型如城市发展规划模型是向人们展示未来城市发展的空间模型，这种模型通常是综合性模型，包含建筑、交通、水系、地形、绿化等元素，用科技手段展现未来城市发展目标。

展览模型是适用于展览的模型。展览模型常用具象形式表现模型，模拟真实的场景。这类模型的制作通常由模型公司按照设计院建筑平面图、立面图纸，借助机器雕刻。毕竟机器的雕刻精度远超手工切割，人工只负责将切割好的模型拼接起来，如商业楼盘的规划沙盘、展会的规划模型展览等。商业模型的特点是商业性，能激发人的购买欲，模型借助声光电技术（还有VR技术）模拟更真实的建筑项目。由于这些模型的制作缺乏思维的设计感和创意性，一般不作为建筑空间模型设计制作的课程作业。

2 课程中空间思维的培养

2.1 图形思维与空间思维并用

图形思维和空间思维是在创作建筑时常用的两种基本思维模式，即在实践设计构思的过程中，通过手绘草图和徒手模型两种常用的方法和表现形式呈现出初步设计。从创意草图到草模，继续修改草图，反复修改模型并记录建筑设计的完整过程。“图形思维的基本方法来源于工程图学中的形体分析法。”[3]

学生首先要在大脑中建立起虚拟的模型空间，以动脑带动动手，草圖作为一种传递设计信息的媒介，通过会议、讨论明确建筑设计方案。随着方案的不断深化、草图的不断修改，通过二维草图制作出三维概念模型，可以通过模型直观感受三维空间样式，包括材质的使用等，在草图和模型的不断推敲下最终确定令人激动的建筑设计作品。

对空间虚拟维度的深度研究一直是建筑师的追求，建筑师试图从建筑空间形式表现多维空间，而建筑本身的局限性决定了物质之外的空间无法表现出来。从物理学上讲，维度包括零维、一维、二维、三维，爱因斯坦相对论[4]提出的四维时空概念，甚至作为科普知识的“弦理论超空间”[5]理解，都可以用这些来扩展学生的思维，实现从物质维度到精神维度的跨越和对物质和精神二者切合点的新探索。

2.2 诠释建筑模型空间的步骤

构建模型空间的过程充满实验性，学生面对的每一个步骤都具有挑战意义。

第一阶段是草模的制作。草模是建筑空间设计作品前期的三维草稿模型，也可称为快速模型或者创意模型，它可以使用身边的各种材料来表现。草模的作用是研究空间的创意性和合理性，是建筑设计初期研究空间必不可少的程序和手段。设计师可以通过草模直观分析建筑空间内外组合关系、交通关系、艺术形式、比例尺度、材质表现、颜色设计等。草模设计可以锻炼学生的空间发散思维，如利用一张揉搓的纸、树叶、几何体、身边的旧物品等，而这些东西都可以作为草模的素材。草模的初始阶段往往以雕塑的形式呈现，但这种外形仍然由内部空间决定，它处于建筑空间前期的创意阶段，甚至不需要图纸设计。

进入第二阶段，开始依据手绘草图利用CAD绘制平、立、剖面图，结合草模推敲建筑空间组合关系和主体比例关系。对于草模而言，不需要过于精确的尺寸比例，草模模型的大小比例需要根据建筑面积来定，一般比例尺度为1∶200～1∶500。

扩展模型是在草模的基础上进行深化设计，也是常说的扩初设计。扩初设计是施工图设计前的必要设计，其深度基本达到建筑施工图程度的80%。扩展模型随着设计的深化而深化，由最初的体块概念设计逐渐深化，如出入口、开窗、通风、建筑立面细节等方面的具体方案。扩初模型是建筑形体美塑造的重要环节，借助常规美学基础如点（Point）、线（Line）、面（Plane）、韵律（Rhythm）、对比（Comparison）等美学构成手法逐步呈现完美的设计作品，如此可使学生在掌握技术的基础上进一步探索相关理论知识。

设计不只是为了解决问题，人们常常使用各种科技手段阐释建筑的完美性，更重要的是要在课程中培养学生的建筑设计的价值观。设计是为了平衡问题，如环境的问题、人与自然关系的问题等，而不是视觉上的锦上添花。但又不能过分注重功能，功能突出的作品会让空间更加理性和呆板，所以建筑模型设计课程是多学科交汇的，是有很大学习难度的。人是空间的使用者，也是空间的制造者，建筑的空间设计也可以转换自如，如日本的藤幼儿园就是采用全开放式的空间，可以随时转换空间功能，这就需要更具体的建筑空间模型，以诠释建筑空间的真实性。

3 课程引入研究性设计模型

设计模型的呈现一般要经过以下步骤：场地考察—场地设计—草图设计—草模模型—方案图纸—拓展模型—成品模型。建筑空间模型设计作为建筑设计中的一个重要环节，也是建筑设计师应该掌握的一项基本技能。设计模型往往采用纯手工的制作方法，一来可以体验建筑空间，二来可以锻炼动手能力，提高综合设计制作水平。一些复杂的建筑造型也可以使用车床等机械工具制作，做出来的模型更加精细。

3.1 设计模型的表达形式

设计模型的表达类型一般有两种：一种是概念表达，一种是具象表达。学生对设计模型的训练能够引入深层次的学术框架，使作品具备研究性，而不是技术性。

3.1.1 概念表达

通过模型培养学生的概念表达能力和空间思维能力。概念表达模型也可以称为设计草模，它是设计前期建筑形体的空间研究，这类模型不需要精细的开窗等细节处理，主要用于推敲建筑空间内外形体的美观创意，使模型具有一定的研究意义。概念的特性是其形体可变性强，类似儿童的积木游戏搭建空间，以传达建筑师对空间设计的空间精神表达。概念表达能给人更多的想象空间，而不是限定空间，因此概念表达备受广大建筑设计师喜爱。

概念空间模型可以通过体块空间、结构空间、表皮空间、抽象空间等空间形式表达建筑空间。概念体块模型往往表示未完成的作品，它是空间研究的过程。结构模型也有很多种方式，一种是抽象空间的结构模型，一种是应用型的结构模型。表皮空间是在建筑的外围包裹一层优美华丽的外衣，这种外衣很多时候华而不实，其负面作用也不容小觑。抽象空间模型属于设计师对抽象空间思维的表达。

3.1.2 具象表达

具象表达模型是未来建筑空间的微型呈现，日常所见的建筑模型大多是具象表达模型。建筑模型最终目的是建成实际建筑，如商业沙盘、规划展览模型、设计院建筑作品等。这些模型较客观地还原或表现建筑原本应有的颜色、材质、灯光以及配套的景观、交通、设施等，给人真实的感觉。在模型设计制作课程中，往往从图纸、概念草模直接拓展成品模型，把拓展模型和成品模型结合在一起，即拓展模型不需要单独制作，学生可以节省更多的工作时间，直接完成建筑空间模型成品。

学生也可以模仿设计，制作著名的建筑作品，这样可以直接学习建筑大师的建筑空间设计精髓。对于低年级的学生来讲，模型的复制模仿是学习建筑空间设计的有效途径。经典大师作品如莱特的流水别墅，柯布西耶的萨伏伊别墅，安藤忠雄的光之教堂、水之教堂、住吉长屋等这些小型建筑作品备受学生喜爱。

3.2 设计模型中的精细训练

精细训练指锻炼学生掌握课程细节的能力，培养学生全面分析理解空间的能力和手工能力。锻炼学生对建筑内部功能空间组合和细节处理能力，建筑构件制作的精细度可以直接反映学生理解建筑的程度。

3.2.1 平面分析

草模结合平面布置草图分析平面空间功能、交通流线，分析、计算建筑空间开间和进深的合理性，分析建筑内部空间与外部空间的关系等。分析开窗的位置、出入口的设置、停车场的位置以及停车位数量设计。分析建筑的朝向、日照、通风、照明、采暖等技术以及计算经济技术指标等。

3.2.2 竖向分析

结合地形竖向标高设计分析建筑与地形的关系，分析建筑模型与周边环境的关系，使建筑模型融于环境之中。分析处理地形对建筑的影响，如排水、风向等。分析如何利用建筑的错台、退台等手段营造景观空间效果，利用美学构成要素分析建筑各个立面的美观效果、处理手法等。

3.2.3 材料选择

学生要在大脑中有初步的規划、预想模型的最终效果，或者通过SU虚拟建模辅助选择建筑模型材料。每一种材料的建筑空间所产生的效果会大相径庭，如木质的模型给人亲近质朴的感觉，塑料ABS模型给人精美细致的感觉，纸板、PVC板给人简洁现代的感觉等。

根据建筑需求选择所使用的模型材料，训练学生的动手能力。不建议使用难操作的模型材料，应选择使用方便、快速、容易切割的材料。首先要选择承台面的材料，学生通常使用4开或者2开画板作为模型承台，面积适中。草模常常选择纸板、瓦楞纸、软木、泡沫、海绵、石膏、树脂等材料。体块式的表现是建筑师常用的草模制作手法，一是可节省时间，二是制作速度快，三是可以达到分析研究建筑空间的目的。

3.2.4 比例定制

培养学生熟练确定模型比例尺度的能力，比例尺度的正确与否往往会影响模型的精细程度。学生往往忽视细部的比例尺度，如精准制作楼梯、转角等建筑构件。通常2开画板模型比例在1∶200～1∶1000以内。

4 课程分组讨论汇报

课程设计组织学生自由分组，通常2～3人一组完成一件建筑模型作品，这样能够培养学生之间的团队合作能力、交流能力。把设计分析、设计草图、模型草模、设计理念文案融合成PPT，由组长汇报作品，讲出空间设计的优点和缺点，接触在模型空间制作过程中遇到的问题。

5 结语

文章从建筑空间模型的定义、模型用途、模型类别、模型的设计制作程序等方面系统分析建筑空间模型设计制作的意义和建筑空间模型的思维训练方法。探索建筑空间模型设计制作新形式，摒弃传统制作的无设计思维的实践课，变成以模型为载体，直观、全面地讲述建筑空间如何应用模型的设计课。学生分组讨论建筑空间和制作，在争论中学习建筑空间模型设计。因此，传统基础课程建筑空间模型设计与制作不仅是模型的制作课程，还是作为培养建筑设计师建筑空间设计能力的训练课程。

参考文献：

[1] 彭耀，王栋.基于建筑空间环境研究的建筑模型课程教学实践[J].装饰，2016（2）：92-93.

[2] 陈一.数字化趋势下的建筑模型课程改革研究[J].艺术科技，2017，30（9）：25，105.

[3] 戴立玲，卢章平，袁浩.基于图形思维的信息图形化基础课程体系的研究与实践[J].工程图学学报，2005（6）：151-155.

[4] 赵峥.爱因斯坦与广义相对论[J].物理，2015，44（10）：646-656.

[5] 赵丹，高策.在真相与后真相之间：量子引力理论蕴含的时空观[J].自然辩证法通讯，2020，42（1）：31-36.

作者简介：王明超（1977—），男，山东济南人，硕士，讲师，研究方向：生态建筑环境设计与理论。