參數(shù)化技術(shù)與手工制作模型對(duì)于曲面建筑設(shè)計(jì)的作用探究

安娜

摘要：本文主要介紹了在數(shù)字化的時(shí)代背景下，建筑設(shè)計(jì)離不開(kāi)參數(shù)化建模技術(shù)和手工實(shí)體模型制作的相互協(xié)作關(guān)系，闡述了兩者將如何聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，并且以銀河SOHO為例展開(kāi)了敘述和討論，最終得出曲面建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中二者的牽制關(guān)系十分緊密和其相輔相成的重要性。

關(guān)鍵詞：建筑模型;參數(shù)化建模;曲面模型搭建

中圖分類(lèi)號(hào)：TU201

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-5312（2020）08-0024-01

一、引言

現(xiàn)如今，異形建筑接踵而至致使利用參數(shù)化和BIM手段進(jìn)行設(shè)計(jì)的這一方式得到了空前的發(fā)展，通常編輯好“建模程序”后只需要調(diào)整相應(yīng)參數(shù)就能得到目標(biāo)模型。但是建筑師在受惠于這種“福利”的同時(shí)，也失去了做手工模型直接感受尺度、空間的機(jī)會(huì)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮?shù)化建模的確能完美的制作出手工模型難以達(dá)到的曲面與弧度，但在空間的把握上卻缺失了一份“人情味兒”。電腦模型中有些空間處理之間打架，但二維畫(huà)面很難感受到諸如此類(lèi)的問(wèn)題，但這在手工模型制作的時(shí)候卻一下子就能發(fā)現(xiàn)。所以手工模型對(duì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤這一點(diǎn)很有用，雖然BIM（Building Information Modeling）能夠看出電腦模型中的類(lèi)似錯(cuò)誤，但BIM工作量導(dǎo)致的時(shí)間成本遠(yuǎn)高于制作實(shí)體模型，所以設(shè)計(jì)前期BIM建模并不適用。

本文探索如何將參數(shù)化建模邏輯運(yùn)用到手工建模當(dāng)中，讓不可分離的兩種推敲設(shè)計(jì)手法相輔相成。

二、手工模型的制作前提

手工模型在按照適宜比例制作的基礎(chǔ)上更多的是考慮體量的搭接問(wèn)題，非曲面模型不易出現(xiàn)受力或者搭接角度錯(cuò)位而致使模型坍塌，但是由于時(shí)代的發(fā)展曲面建筑紛紛拔地而起，我們不得不面對(duì)與解決手工搭接曲面模型的難題。按比例縮小很多的模型制作起來(lái)可操作性并不高，這導(dǎo)致我們對(duì)于非垂直搭接的部分難以把控其彎曲程度，角度的精確變化對(duì)于手工制作可謂是難上加難。為了準(zhǔn)確制作出曲面模型，可先參數(shù)化建模將其細(xì)分，再根據(jù)建筑信息模型的數(shù)據(jù)，更加準(zhǔn)確、高效的制作出曲面模型。

三、以銀河SOHO為例說(shuō)明兩者的輔助關(guān)系

參數(shù)化曲面模型的建構(gòu)，主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)而生成體量的一種設(shè)計(jì)表達(dá)手法，設(shè)計(jì)從“結(jié)構(gòu)”深入到“體量”的過(guò)程可以有各式各樣的路徑可探索。在具體搭建過(guò)程中，基本單元可以通過(guò)有縫拼接的建模方式形成曲面的結(jié)構(gòu)骨架，讓觀察者由于視覺(jué)的微差看到“光滑”的曲面。

例如多邊形單元鑲嵌模型利用三角形、四邊形、六邊形或多邊形單元將順滑的曲面模擬出來(lái)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)的幾何演算過(guò)程再進(jìn)行拓?fù)涫降脑O(shè)計(jì)調(diào)整和優(yōu)化整個(gè)曲面網(wǎng)格，從而使其達(dá)到合格的受力標(biāo)準(zhǔn)并且勻質(zhì)美觀。

我國(guó)銀河SOHO就是曲面建筑實(shí)際案例的優(yōu)秀代表。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)前期利用參數(shù)化技術(shù)不斷調(diào)整出最舒適、合理的曲面造型，但無(wú)可爭(zhēng)議的是參數(shù)化設(shè)計(jì)出的每個(gè)構(gòu)建都具有為唯一性，這就需要實(shí)體模型去推敲建筑的后期建造等一系列問(wèn)題。

銀河SOHO主體塔樓為曲線形體，參數(shù)化的調(diào)整致使原本不適宜的建筑有效面積迎刃而解。實(shí)體模型的推敲解決了最終曲面板材的選用以及幕墻的拼接方式等切實(shí)問(wèn)題。銀河SOHO方案的形成過(guò)程可以說(shuō)是離不開(kāi)參數(shù)化建模和實(shí)體模型的制作，依次可見(jiàn)二者相輔相成才能得出最優(yōu)解。

四、結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)逐漸數(shù)字化的時(shí)代背景下，對(duì)于建模技術(shù)的要求愈來(lái)愈高，多樣化的建模方式也打開(kāi)了設(shè)計(jì)者的新視野。但在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，方案的生成可以用計(jì)算機(jī)先去模擬實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)手工模型進(jìn)行空間與形態(tài)的考究，對(duì)于一個(gè)相對(duì)理想的設(shè)計(jì)二者是不可分離的。但在建材曲面拼接方法上，無(wú)論是參數(shù)化建模還是實(shí)體模型目前都無(wú)法更好的表達(dá)出實(shí)際效果，只能憑借實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)得出，這對(duì)于曲面建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)依舊是個(gè)棘手的問(wèn)題，希望今后能有所研究，讓計(jì)算機(jī)生成的曲面建筑所出現(xiàn)的問(wèn)題都處理的游刃有余！

★基金項(xiàng)目：遼寧科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助，項(xiàng)目編號(hào)：101462019411。

參考文獻(xiàn)：

[1]高明.參數(shù)化建模在空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2013（17）

[2]繆立波.建筑三維曲面建構(gòu)方法研究[D].天津：天津大學(xué)研究生院，2017.

[3]黃曙亮.北京銀河SOHO中心工程測(cè)量技術(shù)研究與實(shí)施[J].測(cè)繪通報(bào)，2013.