建筑参数化设计的发展及应用剖析.pdf

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1、垫!鱼生篁21塑i望蔓!塑塑)江酉建挝塞箕皇塑型遮过建筑参数化设计的发展及应用剖析■范照耀一湖南省建筑设计院。湖南长沙410000摘要：参数化智能技术的建筑信息模型对于设计师来说无疑是一个非常实用的工具，它可以帮助设计师维持原有的设计理念，并且，这种技术相比原来的计算机辅助设计方法有很大的优势，必将在未来成为信息化建筑行业新的使用平台。研究建筑信息模型的周期管理，可以解决建筑物全生命周期的问题。构建相关模型对设计施工和运用维护阶段都有巨大作用，可以应用建筑信息模型有效对各种问题进行分析，对施工中各个阶段问题都可以找个合理解决方法，值得

2、有关部门和科研人员深入研究。关键词：建筑参数化设计发展及应用参数化设计能够很好的适应当前复杂多变的社会设计环境，能够更好的体现我们所处的这个时代的主要需求和相关技术特征，对社会资源能够进行合理优化，极大提升社会生产效率。建筑设计必然会走向参数化，相信在未来几年的时间里，会有更多的关于参数化设计的作品和软件出现，建筑师所处的设计环境也会变成参数化的设计时代。1参数化设计的内容与操作较传统的建筑设计不同，在进行参数化设计过程中，建筑设计师需要将建筑视为一个复杂的系统，并针对建筑设计的相关限制因素进行分析选择，最终确定设计的核心逻辑，即设计

3、的基本思路。待设计师对基本的设计思路掌握后，需要对参数化关系进行确定，也就是参数建模过程需要遵循的运算法则。运算法则的生成需要遵循客观性与科学性，不能通过个人的主观臆想进行选择，为此应通过数字化设计软件。对建筑设计过程中的限制条件加以分析，比如说建筑功能、造价、结构等，最终确定参数化关系。与此同时，由于建筑设计师的审美观念不同，在参数化关系确定过程中，同样也需要发挥主观能动性，从而实现对参数化关系的精确量化。确定参数以及参数化关系后，在接下来的设计过程中，由于几何形态与参数之间存在固定的逻辑关系，为此对设计各阶段进行修改，均不会影响概

4、念设计结果，为此在细部设计中不会否定整个设计方案。2项目概况郴州文化艺术中心是郴州市城市建设投资经营有限责任公司投资建设的大型城市公建，项目位于湖南省郴州市，北I临相山大道，南临郴县路，东临学院路，西临体育馆路。主要功能是群艺馆、科技馆、音乐厅、城市规划展览馆、博物馆。笔者作为c馆群艺馆、科技馆的建筑专业负责人和主要设计人之一，有幸参与到本项目工程设计之中。C馆总建筑面积16462平方米，占地面积7785平方米，地上四层，建筑高度23．8m，主要建筑结构形式为钢结构及框架结构体系；建筑造型创意由笔者导师，著名建筑设计大师杨瑛精心设计。

5、创意理念为“矿石之都”。通过空间的解构与重组，塑造了非凡的建筑艺术形象和空间环境。由于建筑造型较为复杂的不规则形体，因此项目在设计施工全过程中引人建筑参数化建模，BIM设计体系全程高度参与，Rhino、revit等空间数字建模软件让设计与施工定位更加精准有效。3建筑参数化设计的应用研究3．1虚拟现实在建筑参数化设计中的应用(1)虚拟现实与3Dtouch的原理不同导致实现应用的方法也不同，虚拟现实只需要手部的穿戴设备跟踪手的移动距离；在一个虚拟的三维空间中进行建模，即空间虚拟模型，通过三维投影设备和三维空间触觉感应设备有机地结合，采用专

6、门的可以采集手部空间移动、旋转轨迹的手套，根据空间移动的方向和距离可以得到用户施加的力的大小和方向以形成应力场，并根据力反馈的方法模拟实际中手部由于各种动作收到的周围物体的反作用力，使用户能体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面，产生极强的沉浸感。由于此过程中人是相当于看到了幻象的三维立体而做出的相应的操作，所以不存在要将力映射在计算机中的模型上的问题；(2)由于是通过物理设备的机械运动造成的触觉上的感知，可以最大程度地模拟出计算机中三维立体图形的各点的弧度，可以给用户最接近于物体本身形状所给予的触感，同时不受触摸

7、屏形状的限制，可以对立体图形做出更多样的修改，比如拉伸、旋转、拖拽等。3．2通过体三维显示技术成像．将3Dtouch技术应用于体三维显示球的外壳上1体三维显示技术是将立体直接显示在一个球状的壳中，所以在面积(图形)映射中，可以按照上一种方法切分二维立体和球状的屏幕，也可以利用球面坐标系切分三维立体和球状屏幕，再用函数建立两个曲面问的联系。为简化映射过程，可以将球内的三维立体的表面通过中心投影的方式，将三维立体投影在球状外壳触摸屏上，形成一一映射关系。2力的投影，先建立一个统一的空间直角坐标系，触摸屏与三维立体一样是曲面的，所以应该在每

8、一个跟踪力的方向的点形成独立的坐标系，X轴和Y轴的方向由曲面在该点处对X轴和Y轴的偏导数决定，z轴方向沿曲面在该点处的切平面的法线，正方向指向三维立体外部和触摸屏外部，这样就形成了两个独立的坐标系统，通过两个独立的坐标系