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数字建构与建筑参数化设计
摘要:
本文通过对比常见的诸如数字建筑、非线性、BIM系统等概念和参数化设计之间的关系,阐述了建筑建筑参数化设计组成和意义。
关键字:建筑参数化设计,函数,变量,数字建构,数字建筑,非线性,BIM系统
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
随着当代学科之间的互相穿插交叠,计算机程序和传统的建筑设计领域结合诞生了建筑的参数化设计。自此,参数化作为当今建筑设计界炙手可热的一个名词闪入了建筑师的眼帘。在其出现伊始,国内建筑师发现这些利用参数化生成的作品完全颠覆了传统建筑的“韵律感”,奉献给世人极富吸引眼球的“绚丽感”,从而不少建筑师对其趋之若鹜,生硬的把它理解成对建筑穿上一层绚丽的表皮,借以让作品能脱颖而出。参数化也就和数字建筑,非线性,BIM系统等词汇混淆在一起,成为很多建筑师挥洒个性的手法,甚至是体现自己作品是否时尚的一种标签。然而非理性的参数化生成形式又很快伴随着诸如项目难以施工,造价高昂而又浪费等实践问题被市场抵触和排斥。一热一冷,让建筑师们开始反思究竟什么是参数化设计,该如何使用参数化设计。
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参数化设计的英文是Parameter Design,而parameter的意思是
“参量,系数,变量”,也即是说,参数化设计就是将设计要点提炼成不同的变量,这种过程类似数学中的函数关系式,一系列的变量经由函数运算之后会产生一系列的结果,这些结果虽然不同,但运算过程是相同的。那么对应到建筑设计中,变量是一个合理范围内的很多数值,有可能是面积,有可能是百分率,也有可能是完全随机的一组数值,函数关系就是一套生成或者组合的逻辑。和数学函数一样,既然变量是很多的,那么结果也是很多的,建筑师要最后挑选出合理的一个或者一组结果。可以简单地想象一个楼梯的构建过程:楼梯的构建逻辑就是一个一个的台阶,依次往上同时往前叠加,最终能到达上一层标高的楼板。这个构建逻辑就是对构建楼梯的函数描述。那么楼梯设计的变量自然是由单个台阶的高度和踏面宽度以及楼梯间的大小还有楼层的高度这些数值组成。这个过程,类似于使用autocad中的建筑工具来画楼梯,选项中需要建筑师填写的各个数值就是变量。相应的空间适用双跑梯、直跑梯、旋转梯或者异形梯就是构建逻辑。当然,作为一个有工作经验的建筑师,设计出一把经济实用的楼梯,也许根本不用思考变量和函数的关系,甚至不需要电脑和计算。然而将这个例子举一反三,如果加入日照节能计算,要求构件更符合模数,模拟人员逃生的效率等控制因素,电脑无疑将比建筑师的大脑更加胜任,因为统计的工作是电脑的强项。

非线性原本也是数学哲学的概念,指的是变量和结果之间不成比例的一种自然关系。而自然界很多现象包括人的主管感受多是呈现出非线性关系。延伸到建筑中的例子也有很多,比如想让房间感觉大一倍,有时只用改一改房间的长宽比,在面积增加不多的情况下就已经可以达到房间变大一倍的感觉,更不用说还可以改变一下房间的高度,开窗的比例,房间墙面的颜色等更多的感受手段,这是个心理感受呈现非线性的例子。实际使用的例子也很多,比如相同的总疏散宽度,同样多的人数,两个门的疏散效果往往会比一个门好,但是也不能说三个,四个或者更多就一定会更好。建筑设计中的体现非线性关系的例子比比皆是,维特鲁威在前年前的