数字建构和建筑参数化设计

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1、数字建构和建筑参数化设计　　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

2、“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。71．建筑参数化的本意：参数化设计的英文是Parameter7Design，而parameter的意思是“参量，系数，变量”，也即是

3、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

4、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

5、计的工作是电脑的强项。2．非线性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

6、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《建筑十书》中就曾说过建筑作品需要经济美观实用，用现今的观点，也即是使用者对空间，功能，造价，美观的要求。其实对于任何建筑设计，这几点都可以转换成变量，加上不同项目所对应的不同的任务书和场地条件等组成的其它变量，经过建筑师理解和重新组织之后呈现的一定是个非线性结果。所以说，参数化是迎合建筑设计的一种设计方式和过程。3.数字建筑7数字建筑是参数化设计的前提。数字建筑是上世纪末电脑辅助设计即CAD绘图方式的流行而诞生的一个概念。CAD将建筑设计从难以修改的图纸转换到

7、方便修改的数字模型中，设计师可以直接读取和控制长度、面积方便的布图和设置比例尺，从而提高了设计和表达效率。参数化设计也是建立在电脑运算上的，所以说参数化是基于数字建筑的前提上的。4．数字建构：肯尼思·弗兰普顿提出“建构是诗意的建造”，其表达的意思是一整套建筑设计、构建、施工的合理逻辑。这套逻辑要利用材料的合理的受力形式来砌筑成形，同时又要将这种砌筑方式的美学特点展现出来。比如砖是稳重的材料，那么选它造楼时适合堆砌，可以用拱结构，但不宜用它来表现大跨度，这是和砖的受力不符的形式，虽然可以通过技术手段做到看上去像用砖砌出的悬挑，但这

8、时候砖就只是一种装饰的材料，体现不出稳重的堆砌美感。数字建构则可以说是利用严谨的数学模型构建成的建筑形式。这些数学模型一般说来都可以表现成7无限复制的几何形状，同时又是美观和结构逻辑的。比如斐波那契数列，又称黄金分割数列，它的组成方式为后面的数字是有前两个数字相