參數(shù)化·建筑空間

摘 要：參數(shù)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代新技術(shù)與新設(shè)計(jì)藝術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，反過(guò)來(lái)參數(shù)化設(shè)計(jì)又把跨學(xué)科的技術(shù)引入建筑領(lǐng)域，形成了新的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)不僅能讓建筑師控制以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形式而且能高效地創(chuàng)造多種備選方案。參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)符合當(dāng)前社會(huì)背景下快速、復(fù)雜且多變的設(shè)計(jì)行業(yè)環(huán)境，極大地推動(dòng)了現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)的體系的發(fā)展。參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)是我們信息時(shí)代的需要，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)科技的需求并進(jìn)一步優(yōu)化了社會(huì)資源，推動(dòng)了社會(huì)資源的合理分配與利用。

關(guān)鍵詞：信息時(shí)代 參數(shù)化設(shè)計(jì) 建筑空間形態(tài) 空間轉(zhuǎn)化

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，藝術(shù)與科學(xué)技術(shù)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。參數(shù)化設(shè)計(jì)便是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)給建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的生機(jī)與活力。計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用改變了建筑設(shè)計(jì)外部環(huán)境的同時(shí)也深深影響著建筑創(chuàng)作的知識(shí)體系，建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)內(nèi)容的變化最終導(dǎo)致了創(chuàng)作觀念的改變。

一、 建筑空間形式的轉(zhuǎn)化

伴隨交流的深化，文化、技術(shù)的不斷演進(jìn)，建筑空間形式日趨多樣。新技術(shù)和新材料開(kāi)始不斷出現(xiàn)，現(xiàn)代建筑的外形逐漸具有了大跨度、輕盈、通透的特征。在解決了垂直交通問(wèn)題之后，摩天大樓的盛行深刻地改變了城市的空間形態(tài)。密斯曾經(jīng)問(wèn)道：“假如沒(méi)有玻璃，混凝土將會(huì)是什么樣子的？鋼鐵又將是什么樣子？”從他的提問(wèn)中我們不難看出，20世紀(jì)主要的建筑材料——玻璃幕墻的使用大大增強(qiáng)了空間形式美的感受，繼貝倫斯的網(wǎng)格幕墻之后，格羅皮烏斯最終確立了多層框架結(jié)構(gòu)懸挑玻璃幕墻這一基本原則，而密斯則進(jìn)一步把它發(fā)展為“玻璃+鋼”的結(jié)構(gòu)。

由于當(dāng)代社會(huì)的技術(shù)進(jìn)步，建筑空間形式及涵義發(fā)生了戲劇性的變化。一方面保持了傳統(tǒng)的建筑方式，另一方面，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形世界的復(fù)雜幾何形式也被創(chuàng)造出來(lái)。現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)如果僅僅使用傳統(tǒng)的直尺、三角板那樣的繪圖工具呈現(xiàn)和修正是十分困難的。然而由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)用特別是參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，使建筑空間形式更加豐富和復(fù)雜 ，而在生成和操作上卻更加簡(jiǎn)便了。

畢爾巴鄂的古根海姆博物館是由弗蘭克·蓋里設(shè)計(jì)的，該建筑的形式更像一座巨型的雕塑。（圖1）通過(guò)對(duì)彼得·艾森曼和格雷格·林恩等人的作品觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)建筑空間具備傳統(tǒng)空間所不具有的特征。這些特性往往不只是建筑形態(tài)上的不規(guī)則，更多情況下，是因?yàn)樗鼈兙哂心撤N非線性的空間組織架構(gòu)。

二、空間形態(tài)的復(fù)雜化

現(xiàn)代建筑空間的復(fù)雜形式主要受到復(fù)雜文脈的影響，主要表現(xiàn)為交織共生的功能、四通八達(dá)的流線、環(huán)境能量的有機(jī)響應(yīng)等等。建筑空間形式的復(fù)雜對(duì)于建筑師來(lái)說(shuō)，既是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)也是一個(gè)創(chuàng)造新的建筑形式的機(jī)遇，其主要的環(huán)節(jié)是如何精確調(diào)控形式，并使其從經(jīng)濟(jì)角度、技術(shù)角度可行。

參數(shù)化設(shè)計(jì)把原型單元按照設(shè)計(jì)幾何排布，再通過(guò)參數(shù)關(guān)系，來(lái)控制參數(shù)原型單元根據(jù)曲面劃分的每一個(gè)格子的不同尺度，自動(dòng)調(diào)整形態(tài)到充滿(mǎn)所有格子。參數(shù)化通過(guò)自己的設(shè)計(jì)形式來(lái)處理復(fù)雜的形態(tài)，使設(shè)計(jì)從視覺(jué)直觀走向量化理性且經(jīng)濟(jì)可行。 例如；在充氣概念設(shè)計(jì)中，首先要設(shè)計(jì)出一個(gè)可以通過(guò)氣壓差控制單元“細(xì)胞”變形，從而引起整體變形的原型系統(tǒng)，再把不同的文脈條件配置到基地中，使基地由于環(huán)境和使用等變化而變形。（圖2）

三、空間形態(tài)智能化

通過(guò)利用參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，建筑師可以設(shè)計(jì)一個(gè)參數(shù)化調(diào)控模型，以保持項(xiàng)目設(shè)計(jì)生產(chǎn)流線的暢通。例如，卡塔爾石油綜合體在設(shè)計(jì)中就采用了有機(jī)的設(shè)計(jì)理念并以此來(lái)懷念古代露天市場(chǎng)的空間特點(diǎn)，即如迷宮一般，具有豐富多樣的串聯(lián)空間。其高度靈敏的光線控制，使藝術(shù)氛圍油然而生。為了提高對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，其采用了被動(dòng)式手段來(lái)改善熱舒適度。通過(guò)對(duì)園區(qū)整體形式進(jìn)行定義，并通過(guò)基地轉(zhuǎn)化和發(fā)散，最終確定了園區(qū)的整體形態(tài)。

園區(qū)單體建筑的建造使用混凝土結(jié)構(gòu)，并以“葉片”作為建筑形象。建筑師設(shè)計(jì)了一個(gè)參數(shù)化鏈接來(lái)控制葉片的幾何形狀與其結(jié)構(gòu)性能和建筑核心功能的關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)上具有高性能雙曲面的表皮來(lái)自于從底部凹曲面到頂部凸曲面的幾何交換。通過(guò)控制功能和環(huán)境參數(shù)來(lái)生產(chǎn)葉片。葉片在南北方向進(jìn)行延伸并以此來(lái)遮擋沙漠地區(qū)炙熱的東西向陽(yáng)光，有組織地穿插布置以保證在四個(gè)方向上都具有空間的流動(dòng)性、連貫性和功能的靈活性。建筑的核心功能區(qū)被包裹在混凝土葉片的巨大體塊當(dāng)中，因?yàn)楣δ懿恍枰O(shè)計(jì)任何形式的開(kāi)窗。園區(qū)空間結(jié)構(gòu)的調(diào)整為室外空間設(shè)計(jì)通風(fēng)走廊提供了條件。這些室外空間利用通風(fēng)走廊避免濕熱空氣的停滯，以達(dá)到降溫的效果。

四、移動(dòng)的空間形態(tài)

參數(shù)化設(shè)計(jì)無(wú)疑給設(shè)計(jì)師解決了結(jié)構(gòu)與技術(shù)的難題，它也讓設(shè)計(jì)師的靈感有了實(shí)現(xiàn)的可能。作為一個(gè)杰出的移動(dòng)空間形態(tài)，香奈兒展館以其精致細(xì)部展現(xiàn)出了一個(gè)優(yōu)雅而凝聚的空間形態(tài)。在參數(shù)化設(shè)計(jì)的輔助下，其設(shè)計(jì)的最終結(jié)構(gòu)與最初的靈感無(wú)比契合，并且使之成為一個(gè)可以移動(dòng)的空間。

整體空間的光源主要由兩部分組成，即由從天花上七個(gè)建筑構(gòu)件射入的自然光和由從墻體和升起的地面之間的豁口處射出的人工照明。二者相互交織，共同強(qiáng)調(diào)“弧形”結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為室內(nèi)空間提供輔助照明。整個(gè)室內(nèi)透視的韻律感主要來(lái)自由構(gòu)件的接縫產(chǎn)生的空間韻律。為了適應(yīng)各個(gè)城市不同的展覽項(xiàng)目，具有反光作用的建筑外表皮可以被不同顏色的燈光照亮以獲得迥異的視覺(jué)感受。

香奈兒展館產(chǎn)生大膽而神秘的元素來(lái)自于其結(jié)構(gòu)所具有的強(qiáng)烈雕塑質(zhì)感與其表皮的輕盈之間的落差。展館外表皮一直延伸到室內(nèi)空間中，并由于其平面的可塑性將再利用和反思使空間的潛力達(dá)到最大化。

五、走向仿生形態(tài)空間設(shè)計(jì)

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展大大提高了我們的認(rèn)識(shí)、描述和關(guān)照現(xiàn)實(shí)復(fù)雜性的能力。計(jì)算機(jī)的運(yùn)用和參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用，使我們得以建造“生態(tài)機(jī)器”，探索大量廣泛的、與材料和生態(tài)互動(dòng)的建筑原型。

纖維結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究過(guò)程探討了數(shù)字化和材料領(lǐng)域之間、復(fù)雜纖維束的參數(shù)化與由此構(gòu)造出的大尺度實(shí)物原型之間的相互作用。纖維結(jié)構(gòu)是關(guān)于復(fù)合混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有屬性和潛能的研究，它將這種結(jié)構(gòu)定為由參數(shù)幾何規(guī)則和構(gòu)造技術(shù)裝配好的三維空間絲束。虛擬和現(xiàn)實(shí)在邏輯上是相互聯(lián)系的，在倫敦雙年展和威尼斯雙年展中，“活態(tài)”篩光系統(tǒng)的運(yùn)用形成了一種新的創(chuàng)意活動(dòng)。STEM的生長(zhǎng)變化與陽(yáng)光密切相關(guān)：陽(yáng)光越多，產(chǎn)氧量越大，阻光性能發(fā)揮得越好；陽(yáng)光越少，光合作用越弱，它的透光性就越好。整體的系統(tǒng)配置、液態(tài)透光度和呼吸潛能的空間輻射梯度，通過(guò)參數(shù)化的設(shè)計(jì)和原型整合交互顯示系統(tǒng)，更好地反饋已使用的氧量級(jí)別，進(jìn)行空間反映與交互作用。

六、結(jié) 語(yǔ)

參數(shù)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代新技術(shù)與新設(shè)計(jì)藝術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，反過(guò)來(lái)參數(shù)化設(shè)計(jì)又把跨學(xué)科的技術(shù)引入建筑領(lǐng)域，形成了新的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)不僅能讓建筑師控制以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形式而且能高效地創(chuàng)造多種備選方案。參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)符合當(dāng)前社會(huì)背景下快速、復(fù)雜且多變的設(shè)計(jì)行業(yè)環(huán)境，極大地推動(dòng)了現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)的體系的發(fā)展。參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)是我們信息時(shí)代的需要，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)科技的需求并進(jìn)一步優(yōu)化了社會(huì)資源，推動(dòng)了社會(huì)資源的合理分配與利用。

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作者簡(jiǎn)介：

許英英，南陽(yáng)師范學(xué)院美術(shù)與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院助教。研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)。