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参数化设计

1.什么是参数化设计
参数化设计是一种建筑设计方法。

该方法的核心思想是,把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量,通过改变函数,或者说改变算法,人们能够获得不同的建筑设计方案,简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。

各种建模软件如sketchup、犀牛、Bonzai3d、3dmax 和计算机辅助工具revit 、archicad 这些所谓的BIM,都属于“参数化辅助设计”的范畴,即使用某种工具改善工作流程的工具;这些虽能提高协同效率、减少错误、或实现较为复杂的建筑形体,但却不是真正的参数化设计。

真正的参数化设计是一个选择参数建立程序、将建筑设计问题转变为逻辑推理问题的方法,它用理性思维替代主观想象进行设计,它将设计师的工作从“个性挥洒”推向“有据可依”;它使人重新认识设计的规则,并大大提高运算量;它与建筑形态的美学结果无关,转而探讨思考推理的过程。

建筑包括“功能”和“形式”两个大的领域。

功能之间的相互作用,国内研究得很多。

本科生大概都读过彭一刚写的《建筑空间组合论》。

这种建筑空间的组合,实质上是“功能空间”的组合,蕴含着一定的逻辑关系。

如果从参数化设计的角度来看,这就已经具备可操作性了。

我们可以把一个一个的功能空间定义出来,再把它们之间的逻辑关系定义出来,那么,在符合逻辑关系的条件下,功能空间有多少种组合方法?通过各种参数化设计的软件,我们能够得到许多种答案。

但这还没完。

参数化设计可以给你提供许多种复合条件的形式,接下去,你必须进行选择。

要么人工选择,要么就再增加新的参数进去,从而逐渐推导出所有条件都满足的那个形式。

说到形式,建筑设计领域还涉及的一个美学的问题。

美学问题一方面涉及到传统,另一方面涉及到个人的主观感受,是很难“参数化”的。

而参数化设计的终极目标是全要素参数化,现在我们做不到,但坚持朝这个方向努力。

国内的建筑项目,绝大部分遵循先功能后形式的思路,也就是“形式追随功能”的思路,建筑的格局都定了,最后装点一下门面。

建筑设计院就像一个个自动售货机,你把建筑用地的条件图和设计费塞进去,它自动吐出来建筑方案。

因为容积率等技术经济指标是政府和开发商都已经定好了的,满足了日照标准之后,建筑方案只有很少的几种可能性。

不同设计院给出的方案大同小异。

如果你拿一本介绍楼盘的书来看,就有这个体会。

在容积率和日照条件控制下的参数化设计,就是这个样子。

当然,这是一种病态,是低水平的参数化。

参数化设计的根本目的在于,用新的软件工程方法来延伸人的思维,让我们有更多的选择的可能。

参数化设计的前景之所以被看好,就是因为,所有的变量都是有变化范围的。

如果设计师判断,建筑方案哪里有点不舒服,那么他不是直接去修改方案,而是去调节参数。

经过新一轮的计算,建筑方案会取得改善。

这就触及到建筑空间的生成的较为本质性的问题了。

在实际工程的应用中,现在能见得到的案例,基本上是用参数化软件来做建筑立面。

但是经常遇到的问题是,控制得不够精细,弄得大面上看着马马虎虎,细节总有违背常理之处。

这主要是由于软件不熟造成的吧。

随着时间推移,逐渐会改善。

我认为在城市规划、区域规划等领域,参数化设计可能更有发挥的空间。

最近这几年,可以关注一下城市规划和城市设计领域的参数化设计的进展。

2.参数化设计的两个方面
不论是否应用参数化设计的手段,建筑师和城市规划师都面临两个方面的问题,一是认识现状,二是提出设计方案。

在认识现状的这个方面,伦敦大学的比尔·西里尔教授提出了“空间句法”(Space Syntax)的理论。

按照我个人的肤浅了解,空间句法就是把建筑空间、城市空间的现状,用数学语言描述出来。

数学语言描述出来的东西,可以继续推导,得到了某种数据化的结果。

而这些结果是有意义的,可以被理解的,建筑师和城市规划师可以把这些结果直接翻译成建筑空间。

空间句法的方法,对建筑师来说,就是“参数化理解”,或者“参数化认知”。

但是建筑学作为一个艺术学科,从根本上来讲,具有反对理性,反对逻辑的基因。

美学理论里面不是有一句,说,There is no debate for taste, 艺术品位是无从探讨的,无法用逻辑的推理来得到正确的东西。

艺术的法则是不同于逻辑的法则的。

所以著名的建筑学者王鲁民教授就说,他很难理解现在参数化这样的时髦学问,“看不懂”,并且“很愿意与之保持相当的距离”。

这也就印证了法国哲学家波德里亚所说的,参数化设计等
新的科技手段,其知识背景,与传统建筑学所提供的知识背景,是完全不同的。

在参数化设计得出的设计结果,和传统的建筑学的以风格为主的设计结果之间,无可比性。

参数化认知还是面向过去的。

参数化设计是面向未来的。

前者对于理论家有意义,后者对于设计师有意义。

现代主义是追求“确定性”的,而后现代、解构主义,等等理论,本身就是反对确定性的。

我个人理解,参数化设计,其实也不是追求一个确定的东西,毕竟某些东西复杂程度太高,就超出了人能理解的范围了,一个设计结果和另一个设计结果,能有什么不同?能如何描述这种不同?用什么标准来判断好坏?是吧,都没法说下去。

参数化反而成了一个具有启发性的工具,它生成的许多形式,是无法预想到的。

设计师就拍着大腿说,啊?还可以这样做的?到评标的时候,就比一下谁的东西更炫。

软件工具的成熟,从现在的2011年算起,可能还要四五年的时间。

建筑设计领域内,最重要的参数是什么,你认为?是钱,是投资,是每平米的费用,是利润率。

古罗马建筑师维特鲁威那会儿就提过。

概预算的这些东西要容纳进来,还要费点事了。

现在的建筑师本身的知识结构也成问题,都专业分工了,要自己做,不一定把握得住。

所以,现在软件的空间形式生成的功能有待成熟,而交互功能也有待成熟。

3.历史上的三次参数化浪潮
人类历史上,发生过三次参数化浪潮。

第一次是度量衡的确定。

第二次是用图纸来进行设计。

第三次是软件工具的使用。

秦始皇的功劳里面,不是有“统一度量衡”一说吗。

这本身就是确定参数的活动,这本身就是基本物理单位的参数化。

古希腊那会儿也有类似的活动。

考察一下历史的话,从公元前6世纪到公元后2世纪,世界上同时出现了强盛的文明,第一次参数化的浪潮,就发生在这个时期。

从秦始皇的兵马俑,到古希腊古罗马的建筑成就,尺度的控制都是非常精确的,可以窥见当时参数化浪潮的巨大影响力。

西方的十世纪以后,中国的宋朝前后,发明了用图纸来标示建筑尺度的方法。

宋代《营造法式》里面就有大量图纸,是用毛笔画的,叫做“界画”。

清朝宫廷的建筑师“样式雷”留下了大量的建筑模型,叫做“烫样”。

从世界范围来看,画图,标尺寸,做模型,这就是第二次参数化浪潮。

西方人先进的地方在于,文艺复兴后期,他们掌握了透视的秘密,一下子使建筑图纸的力量大大增强。

到了德国的包豪斯以后,轴测图战内行,效果图打外行,简直是一时间技压群雄,无人能敌。

计算机软件辅助下的参数化,是第三次参数化浪潮。

这次搞出来的东西,许多东西已经超出人能理解的范围了。

现在也仅仅是个开端,二十年之后再回头,看到的是什么图景,根本就预测不了。

重要的是,大家都有机会,都可以去尝试。

编辑本段4.著名的参数化设计团队及其作品
弗兰克·盖里,彼得艾斯曼,扎哈·哈迪德,蓝天组,丹尼尔·里伯斯金等。

5.参数化设计在中国的展望
建筑学过去从未拒绝过对新方法的尝试,而参数化在这个时代能为建筑学科带来影响和变革,但它不必要去和传统的方法决裂。

在建筑学上,参数化设计是建筑设计的一个方向,国内有一批人对它感兴趣并进行研究;目前,商业化的甲方对建筑的阅读首先是形态上的,其次是经济上的,而设计师所谓的“参数化”等种种理想对他们最多是个噱头。

美不美这个问题,跟参数化的关系是不大的。

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