參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)的邏輯簡析

趙亮宇

【摘要】參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)的邏輯和普適性的設(shè)計(jì)方法有很大的差別，參數(shù)化設(shè)計(jì)更智能、快捷，同時對技術(shù)要求也特別高，本文就是對參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)的工作方法進(jìn)行一個簡單的梳理和介紹。

【關(guān)鍵詞】參數(shù)化；思維模式；工作模式

一、設(shè)計(jì)方法

不論是否應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，建筑師都要解決兩個方面的問題，一是認(rèn)識現(xiàn)狀，二是提出設(shè)計(jì)方案。

在認(rèn)識現(xiàn)狀的這個方面，倫敦大學(xué)的比爾·西里爾教授提出了“空間句法”的理論。個人理解，空間句法就是把建筑、城市空間的現(xiàn)狀，用數(shù)學(xué)語言描述出來，然后繼續(xù)推導(dǎo)，得到某種數(shù)據(jù)化的結(jié)果。這些結(jié)果是可以被理解的，建筑師可以把這些結(jié)果直接轉(zhuǎn)換成建筑空間。對建筑師來說，空間句法就是“參數(shù)化認(rèn)知”。

參數(shù)化設(shè)計(jì)經(jīng)常會通過細(xì)分和重組的方法完成。通過細(xì)分可以得到足夠多的建筑物的基本單元。比如一塊磚頭、一塊鋪地的石材；也或許是某些構(gòu)件的模塊，比如一段天花、一個窗戶；還可以是若干個房間組成的一組空間單元。除了這些具體基本單元，還應(yīng)該包括一些更為抽象的要素，如某個復(fù)雜的曲面實(shí)際上是由兩個方向的多條復(fù)雜曲線控制的，每條復(fù)雜的曲線可以細(xì)分為更多段的可以用數(shù)學(xué)公式精確描述的曲線。

參數(shù)化設(shè)計(jì)過程中最重要的環(huán)節(jié)是制定規(guī)則。規(guī)則既包括生成系統(tǒng)和評估的規(guī)則?；竟ぷ鞣椒ㄊ钦页鰧δ硞€項(xiàng)目有影響的因素，然后制定符合該項(xiàng)目特點(diǎn)的生成規(guī)則，在項(xiàng)目比較復(fù)雜時，需要針對不同的問題制定多套規(guī)則，同時還要制定一套控制或協(xié)調(diào)各規(guī)則之間關(guān)系的規(guī)則。應(yīng)用這種設(shè)計(jì)方法生成的是一系列類似但各不相同的方案，因此需要制定一套評估規(guī)則幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行選擇。在規(guī)則下生成的方案，即便經(jīng)過評估規(guī)則的篩選，也不能保證達(dá)到最理想的效果，這時就涉及到修改。修改生成一樣，需要在生成規(guī)則中，調(diào)整參數(shù)，以擴(kuò)大或縮小終端形象的數(shù)量，以及強(qiáng)化或弱化特定的幾何形式。如果仍然不能達(dá)到理想效果，進(jìn)一步的修改則是對生成規(guī)則本身進(jìn)行調(diào)整，從而得到另一類可能性。

二、思維模式

參數(shù)化設(shè)計(jì)的建筑具有一定的相似性，其有兩類不同的思維模式。第一種思維模式強(qiáng)調(diào)直覺的作用，具有發(fā)散性。設(shè)計(jì)師通過草圖和模型不斷調(diào)整自己腦中直覺的形態(tài)特征，來達(dá)到靈感和設(shè)計(jì)方案的統(tǒng)一，最后讓功能和技術(shù)達(dá)到融合的同時保持清晰的想法意圖。第二種思維模式強(qiáng)調(diào)邏輯和系統(tǒng)，通過研究和推理得出設(shè)計(jì)的結(jié)果，從而為設(shè)計(jì)帶來無限的可能性?？梢詺w類第一類為藝術(shù)家的思維，第二類為科學(xué)式的思維。

建筑師在拿到設(shè)計(jì)要求后往往能直接想到一個較為理想的形體，并借助參數(shù)化設(shè)計(jì)工具進(jìn)行深化，比如一個曲面通過不斷調(diào)整控制曲線的數(shù)量和曲線的控制參數(shù)來達(dá)到想要的形式，這些曲線和參數(shù)之間沒有什么關(guān)系，只是為了達(dá)到設(shè)計(jì)師腦中的完美形式。由于采用了參數(shù)化設(shè)計(jì)工具，當(dāng)然也就存在著一些參數(shù)化的關(guān)系，但是過程是不可控的一些特定的因素。

第二種思維模式要求建筑師研究一些影響項(xiàng)目的數(shù)據(jù)和信息，經(jīng)過篩選和分類得到可用的參數(shù)，通過設(shè)置的規(guī)則，讓這些規(guī)則得到特定的一些關(guān)系。規(guī)則可以是一段可以執(zhí)行的腳本，最終得到一組具有類似特征的結(jié)果，也可以是無限循環(huán)演化的過程，結(jié)果是一個固化的瞬間。這種結(jié)果的設(shè)計(jì)過程是由建筑師主動建立和控制的。

不能簡單的定義哪一種思維在設(shè)計(jì)過程中的好壞。但是可以明確的是第二種模式提供了一種新的可能，它可以得到人腦不能直覺把握的形象，同時修改是在更為理性的平臺上進(jìn)行的，更適合團(tuán)隊(duì)合作。它為更多具有傳統(tǒng)思維的人為設(shè)計(jì)過程和結(jié)果提供可能。

三、工作組織模式

設(shè)計(jì)的整套過程是在方案確定以后，需要通過初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)將方案中確定的設(shè)計(jì)意圖深入發(fā)展，為建造奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此過程中經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和規(guī)范等有較為清晰的評判標(biāo)準(zhǔn)，因此便于選擇和溝通。在組織生產(chǎn)的過程中，將項(xiàng)目整體分成建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電和經(jīng)濟(jì)等幾個專業(yè)分別完成。同時，設(shè)定一些時間點(diǎn)，使各專業(yè)可以互相校核工作結(jié)果，最終完成整套設(shè)計(jì)。

參數(shù)化設(shè)計(jì)本身就具有著高度的復(fù)雜性，不論是后期使用參數(shù)化工具還是一開始就用算法進(jìn)行生成，所能形成的結(jié)果都有非常復(fù)雜的秩序，依靠傳統(tǒng)的工作模式無法精確高效地完成最終的設(shè)計(jì)文件，隨著社會對高完成度設(shè)計(jì)的要求逐步提高，與此相配的二維或者三維協(xié)同工作模式是必然選擇。

交換和輸出都跟原來的方式不一樣，特別是強(qiáng)調(diào)建筑物理性能、生態(tài)節(jié)能角度出發(fā)的建筑師，即便在早期的階段，也需要大量的計(jì)算。各專業(yè)運(yùn)用參數(shù)化工具介入的方式和時間也有所不同：創(chuàng)意早期就要整合各領(lǐng)域的相關(guān)因素，最后建立整合度極高的參數(shù)化模型的工作模式將得到采納。在深化過程中，不斷調(diào)整和修改以達(dá)到最優(yōu)效果成為工作的常態(tài)。以參數(shù)化模型為工作平臺進(jìn)行復(fù)雜的信息提取將更為準(zhǔn)確、直觀和有效。這種模式對設(shè)計(jì)師的知識結(jié)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)的組織都提出了更高的要求，也能更好地順應(yīng)社會要求，幫助業(yè)主精確控制設(shè)計(jì)建造的整個環(huán)節(jié)，減少浪費(fèi)，對推動整個建筑行業(yè)升級起到重要的作用。

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