基于數(shù)字設(shè)計(jì)時(shí)代背景下的建筑設(shè)計(jì)發(fā)展研究

何夢圓 陳圓憶

摘要：隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)字化技術(shù)不僅顛覆性地改變?nèi)藗兊膫鹘y(tǒng)上的生產(chǎn)生活方式，為人們的生活帶來極大的便利，甚至影響人們的生存和思維方式。數(shù)字化設(shè)計(jì)的核心在于通過計(jì)算規(guī)則與參數(shù)的設(shè)定來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的生成、發(fā)展與調(diào)控，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，大大地提高了設(shè)計(jì)的效率與精準(zhǔn)度以及后期落地可行性。其應(yīng)用十分廣泛，數(shù)字設(shè)計(jì)將現(xiàn)實(shí)和虛擬融合，為建筑設(shè)計(jì)拓寬了表現(xiàn)形式與表現(xiàn)空間，為建筑師提供了建筑新思路，對(duì)當(dāng)代建筑產(chǎn)生了巨大的影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)字設(shè)計(jì)時(shí)代;建筑設(shè)計(jì);發(fā)展

一、數(shù)字時(shí)代下建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（一）從二維空間到多維空間的升級(jí)演化

二維空間可以追溯18世紀(jì)到19世紀(jì)，這時(shí)空間的概念只是停留在建筑表面的發(fā)展。其次，三大力學(xué)和歐式幾何空間觀中提出的建筑是圍合的空間概念，再發(fā)展到密斯凡德羅提出的流動(dòng)空間概念并賦予建筑立體連續(xù)的空間，建筑不再是單純地只停留在立面的設(shè)計(jì)。直到計(jì)算機(jī)的發(fā)明，其運(yùn)用數(shù)字化的技術(shù)建立了一個(gè)虛擬空間，豐富了空間的概念，實(shí)現(xiàn)了建筑從三維向四維空間的轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)的空間造型設(shè)計(jì)——平立剖，設(shè)計(jì)師往往通過二維手繪的方式進(jìn)行表現(xiàn)。但當(dāng)遇到多元而又變化復(fù)雜的建筑時(shí)，三維模型相對(duì)于二維圖形就能夠更全面地表達(dá)設(shè)計(jì)內(nèi)容以及拓寬設(shè)計(jì)思維。

（二）空間設(shè)計(jì)的參數(shù)化和智能化

參數(shù)化設(shè)計(jì)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力，其使用參數(shù)作為模型基數(shù)，為建筑設(shè)計(jì)帶來了更多的便捷性與靈活性。它優(yōu)化了這傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的弊端，設(shè)計(jì)可根據(jù)模型的演示，完成方案的深化與整體把控，也避免了以往在方案中改變某一設(shè)計(jì)條件而外形受之限制的弊端?，F(xiàn)在只需修改模型，就可以改變?cè)O(shè)計(jì)結(jié)果，提高了方案設(shè)計(jì)的可控性。并且為設(shè)計(jì)師提供了多種思路與邏輯，設(shè)計(jì)師可以在其基礎(chǔ)上進(jìn)行分析與研究，不斷深化想法，并運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)的可控作用，得到最終滿意的效果。智能化的特點(diǎn)則主要體現(xiàn)在利用參數(shù)解決現(xiàn)實(shí)建造工藝細(xì)節(jié)上的精確性和復(fù)雜性的問題，實(shí)現(xiàn)虛擬向現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)變。

二、數(shù)字設(shè)計(jì)對(duì)建筑設(shè)計(jì)影響

（一）建筑材料與形態(tài)結(jié)構(gòu)的多元化

隨著工業(yè)時(shí)代玻璃、鋼等材料在建筑材料的大量使用，以及20世紀(jì)70年代后現(xiàn)代主義建筑在建筑理論上的不斷發(fā)展，建筑的透明性也隨著建筑逐漸開始走向一種探索多元、模糊、復(fù)雜的形態(tài)。而數(shù)字時(shí)代下對(duì)于建筑的建造邏輯也帶來了新的變化，建筑師通過對(duì)傳統(tǒng)材質(zhì)的不斷拓展，增強(qiáng)了界面的透明性，使其內(nèi)外空間與周邊環(huán)境形成良性對(duì)話，弱化了建筑對(duì)周邊環(huán)境的侵略性。如王澍的寧波滕頭館，設(shè)計(jì)師運(yùn)用舊瓦爿、古磚與毛竹模板清水混凝土為材料，以穿透性的建筑墻體來表現(xiàn)空間層次的豐富，使建筑與周邊植物融為一體，達(dá)到一種透明的意向。

傳統(tǒng)的建筑形態(tài)是永恒不變的，它有著秩序性、穩(wěn)定性與規(guī)則性。數(shù)字參數(shù)化設(shè)計(jì)的興起，使建筑不再受制于功能所帶來的局限，它的形態(tài)是連續(xù)性和流動(dòng)性的。數(shù)字時(shí)代下的參數(shù)化設(shè)計(jì)觀念的興起首先為后現(xiàn)代主義建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形態(tài)提供了更多的發(fā)展空間和風(fēng)格，也使建筑的結(jié)構(gòu)趨向更加多元化的發(fā)展。建筑形態(tài)開始從水平垂直的建構(gòu)體系逐漸轉(zhuǎn)向折疊、交叉、組合、包裹與滲透等形態(tài)多元的趨勢發(fā)展。如扎哈哈迪德設(shè)計(jì)的廣州歌劇院，她的靈感來源于海珠石的傳說，其建筑的造型新穎奇特，就像是被兩塊被珠江水沖刷過的靈石一般。她以動(dòng)態(tài)的建筑空間和形式和模糊邊界的手法形成功能交織并有機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)空間變化連續(xù)和流動(dòng)。

（二）對(duì)于傳統(tǒng)技藝的傳承

數(shù)字時(shí)代下的數(shù)字技術(shù)與媒體的運(yùn)用，成功地將傳統(tǒng)的建筑文物從現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)為數(shù)字虛擬空間中。且運(yùn)用數(shù)字技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為三維模型，為傳統(tǒng)技藝的匠人提供一種靈活又能使誤差最小化的方法，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的高效率和高質(zhì)量，甚至可以以此衍生出更新穎的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，也為設(shè)計(jì)提供了新思路。其次，運(yùn)用參數(shù)設(shè)計(jì)的平臺(tái)，可以為社會(huì)大眾提供一個(gè)學(xué)習(xí)優(yōu)秀傳統(tǒng)建筑文化的平臺(tái)，弘揚(yáng)傳承傳統(tǒng)非物質(zhì)文化，為實(shí)現(xiàn)建筑本土化設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)方法。

三、數(shù)字時(shí)代下建筑設(shè)計(jì)未來發(fā)展方向

（一）傳統(tǒng)材料的智能化建造

運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)的建筑形體非常復(fù)雜，傳統(tǒng)施工方式往往實(shí)施難度大。利用計(jì)算機(jī)來對(duì)材料的準(zhǔn)確加工，增加了材料的可塑性，也為建筑的多樣性的形態(tài)創(chuàng)造了條件。在此基礎(chǔ)上還為新材料新技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)造了條件和可能，使得新材料和新技術(shù)得以不斷地發(fā)展和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新與突破。

（二）朝著綠色可持續(xù)設(shè)計(jì)的方向發(fā)展

隨著全球變暖，能源短缺，環(huán)境的不斷惡化，可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)的重中之重。綠色建筑指的是在建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和使用過程中能夠合理利用能源和建筑廢物的循環(huán)可回收。同時(shí)，建筑還需圍繞當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特色、人文以及自然因素如氣候、降水、光照、水流、地勢等問題，為人居環(huán)境健康作考慮，使建筑成為生態(tài)的一部分。此外，想要實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展，還需從整體規(guī)劃來考慮其經(jīng)濟(jì)性、功能性、生態(tài)性等問題。

數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中運(yùn)用仿真模擬的手段分析建筑的周邊的環(huán)境因素，并且通過分析建筑材料構(gòu)建與環(huán)境的關(guān)系來解決建筑采光通風(fēng)等能耗問題，達(dá)到節(jié)能減排的效果，從而推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)朝著一種可持續(xù)的方向發(fā)展。而在前面一點(diǎn)中提到材料智能化，又可為可持續(xù)建筑而服務(wù)，一方面設(shè)計(jì)師致力于研發(fā)智能結(jié)構(gòu)或者使用新性能的材料來達(dá)到環(huán)保可循環(huán)的效果;另一方面，一些傳統(tǒng)的材料又通過參數(shù)化的過程中被賦予了一些新的性能與作用。

四、結(jié)語

數(shù)字時(shí)代下的參數(shù)化設(shè)計(jì)，為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)帶來了前所未有的變革與創(chuàng)新，改變了藝術(shù)創(chuàng)作的表現(xiàn)形式，為建筑的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和材料的發(fā)展帶來了無限的可能。然而，數(shù)字設(shè)計(jì)只是當(dāng)今時(shí)代的產(chǎn)物，其必然有局限性。一方面，計(jì)算機(jī)只是設(shè)計(jì)思維的輔助工具，并不能幫助設(shè)計(jì)師去解決和分析所有問題;另一方面，由于參數(shù)化設(shè)計(jì)功能的強(qiáng)大，造成許多設(shè)計(jì)師一味地去追求建筑造型表皮設(shè)計(jì)，使其過度夸張化，違背了可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)的核心，造成對(duì)環(huán)境資源的破壞與浪費(fèi)。技術(shù)只是一種手段，在未來的建筑設(shè)計(jì)中，還需設(shè)計(jì)師結(jié)合實(shí)際，深入思考。

參考文獻(xiàn)

[1]游獵.可持續(xù)策略下的參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)研究[D].天津大學(xué)，2012.

[2]鐘波濤.數(shù)字建構(gòu)：建筑設(shè)計(jì)手段的更新與變革[J].華中建筑，2012，30（04）：25-27.

[3]朱丹.“數(shù)字建構(gòu)”與視覺審美[J].建筑與文化，2011（01）：80-81.

作者簡介

何夢圓（1997—），女，漢族，浙江師范大學(xué)，研究方向：環(huán)境設(shè)計(jì)。

陳圓憶（1996—），女，漢族，浙江師范大學(xué)，研究方向：環(huán)境設(shè)計(jì)。