摘要：隨著計(jì)算機(jī)的日益發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計(jì)成為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文首先闡述了參數(shù)化設(shè)計(jì)的含義，然后從優(yōu)劣兩個(gè)方面探討了建筑設(shè)計(jì)中的參數(shù)化設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的前瞻性和科學(xué)性，以期推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì);建筑設(shè)計(jì);優(yōu)勢(shì);劣勢(shì)

　　Abstract: with the development of computer, parametric design for the modern architectural design the inevitable trend of development. This paper expounds the meaning of parametric design, and then from two aspects discusses the quality of architecture design parametric design, with strong prospective and scientific nature, to promote the development of architectural design.

　　Keywords: parametric design; Architecture design; Advantages; disadvantage

　　中圖分類號(hào)： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1參數(shù)化設(shè)計(jì)的含義

　　建筑不是孤立在客觀環(huán)境之外的，這些限制條件就是德勒茲所說(shuō)的“力”，建筑是處理了這些“力”的關(guān)系之后的結(jié)果，建筑師同樣拿來(lái)德勒茲“抽象機(jī)器”的概念，將建筑對(duì)應(yīng)這臺(tái)“抽象的機(jī)器”，將這些“力”從“機(jī)器”的一端輸入，而“機(jī)器”的另一端就會(huì)輸出相應(yīng)的結(jié)果，這個(gè)過(guò)程同時(shí)也對(duì)應(yīng)了建筑設(shè)計(jì)過(guò)程。建筑師的主要工作不是在紙上涂抹、畫(huà)概念草圖，而是將影響建筑設(shè)計(jì)的限制條件轉(zhuǎn)化成這種“力”，并建立一臺(tái)“抽象的機(jī)器”，而表達(dá)建筑的工作是由計(jì)算機(jī)來(lái)完成的，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，這些“力”被稱為“參數(shù)”或“參變量”，“抽象的機(jī)器”被稱為“參數(shù)化模型”，參數(shù)化設(shè)計(jì)就可以表示為將參數(shù)輸入?yún)?shù)化模型并由計(jì)算機(jī)生成建筑形體的過(guò)程。

　　徐衛(wèi)國(guó)教授對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)做過(guò)如下定義：“它把影響建筑設(shè)計(jì)的因素看作參數(shù)，然后找到一種關(guān)系，那這些影響建筑設(shè)計(jì)的參數(shù)組織到一起，借助于計(jì)算機(jī)編程和計(jì)算機(jī)的軟件將其組織在一起，形成一個(gè)參數(shù)模型。參數(shù)中包括了各種各樣的影響因素，有些因素是可變的，稱為參變量，有一些參數(shù)是固定不變的。當(dāng)改變參變量的量的時(shí)候，就能得到不同的結(jié)果，這個(gè)結(jié)果就是設(shè)計(jì)的雛形，也就形成了參數(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)果。”

　　參數(shù)模型的建立需要很多的工具，這些工具很多都來(lái)源于其他學(xué)科，分形理論、涌現(xiàn)理論、元胞自動(dòng)機(jī)理論都是組成參數(shù)化工具箱的工具，對(duì)于同一個(gè)建筑設(shè)計(jì)師選擇的工具可以是不同的，建筑生成的結(jié)果會(huì)根據(jù)選取工具的不同而不同，對(duì)于不同的建筑采取相同的工具由于參數(shù)的不同也會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，這些都完全取決與建筑師個(gè)人的選擇。

　　有些時(shí)候已經(jīng)存在的工具并不能滿足建筑師的要求，那么就要建筑師首先設(shè)計(jì)這個(gè)工具，也就是編寫(xiě)程序，因此，腳本語(yǔ)言的編寫(xiě)相對(duì)來(lái)說(shuō)具有更大的靈活性和適應(yīng)性。

　　2參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

　　2.1體驗(yàn)的改變

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)帶來(lái)的體驗(yàn)上的改變是最直接、最明顯的，這種改變不僅是對(duì)建筑的使用者、來(lái)說(shuō)的，對(duì)建筑師來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中的體驗(yàn)也是跟傳統(tǒng)設(shè)計(jì)完全不同的。

　　對(duì)建筑師而言，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路是建立對(duì)中心性、完形態(tài)的之高審美追求至上的，建筑師進(jìn)行的所有工作都是在不斷加深、加強(qiáng)這個(gè)追求，并使之最終得以實(shí)現(xiàn)，換句話說(shuō)，建筑師總是在進(jìn)行真正的設(shè)計(jì)之前在腦子里想象出建筑的只言片語(yǔ)，然后再著手設(shè)計(jì)，之后所有的工作不過(guò)是盡量實(shí)現(xiàn)這些只言片語(yǔ)的組合而已。修改設(shè)計(jì)的過(guò)程同樣如此，建筑師只有在最初的幾次修改時(shí)會(huì)充滿激情，多次之后的修改過(guò)程會(huì)顯得相當(dāng)乏味。而參數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程卻恰恰相反，我們?cè)谀X海里會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)條件首先定義好一些規(guī)則，如果這些規(guī)則不夠詳細(xì)而足以控制整個(gè)設(shè)計(jì)的進(jìn)行時(shí)，我們就要多加上一些限制條件(或稱規(guī)則)。運(yùn)行參數(shù)模型(很多模型在運(yùn)行之后，其結(jié)果是動(dòng)態(tài)生成的(如迭代)，這與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程十分不同)，如果結(jié)果不是我們想要的，那么就改變參數(shù)或是調(diào)整規(guī)則，參數(shù)的改變、規(guī)則的調(diào)整都會(huì)產(chǎn)生完全不同的結(jié)果，甚至有些參數(shù)模型(如涌現(xiàn))每次的運(yùn)行結(jié)果都不相同，就是在這些調(diào)整的過(guò)程中，建筑師才真正找到了參數(shù)化設(shè)計(jì)的樂(lè)趣。

　　對(duì)建筑的使用者或觀察者而言，參數(shù)化設(shè)計(jì)的作品給他們帶來(lái)的更多的是造型上的視覺(jué)沖擊力，空間上的非凡感受。由于參數(shù)化設(shè)計(jì)的結(jié)果常常伴隨著漸變、強(qiáng)流動(dòng)感形體、互動(dòng)式功能等等，這些元素都與傳統(tǒng)的幾何造型給人們帶來(lái)的心理感受完全不同，因此，動(dòng)感、不穩(wěn)定感甚至費(fèi)解都是參數(shù)化設(shè)計(jì)帶來(lái)的不同體驗(yàn)。

　　另外，由于參數(shù)化設(shè)計(jì)結(jié)果本身的特點(diǎn)，傳統(tǒng)建筑材料的使用受到了很大限制，新材料的應(yīng)用同樣從質(zhì)感、顏色、光影上給使用者帶來(lái)了大不相同的感受。

　　2.2效率的提高

　　效率提高是建筑設(shè)計(jì)作為實(shí)際工程而非藝術(shù)品的最大優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下方面：

　　①精確的完成復(fù)雜形體的設(shè)計(jì)

　　以往的建筑設(shè)計(jì)總是基于對(duì)基本幾何體的處理，而面對(duì)復(fù)雜的形體建模時(shí)，我們借助傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工具會(huì)顯得無(wú)能為力，有時(shí)還并不準(zhǔn)確，而在參數(shù)化設(shè)計(jì)中，通過(guò)參數(shù)模型的幫助使輸入?yún)?shù)和輸出形體之間建立精確、可控的聯(lián)系就使復(fù)雜形體的設(shè)計(jì)、建模成為可能。比如深圳雙年展項(xiàng)目，沒(méi)有計(jì)算機(jī)的幫助，生成的結(jié)果必然無(wú)法準(zhǔn)確的表達(dá)。

　?、诳焖俚纳啥鄠€(gè)方案

　　優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為客戶提供多種備選方案是建筑設(shè)計(jì)中必要的工作，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式來(lái)說(shuō)，這一工作會(huì)十分繁重，每個(gè)備選方案的設(shè)計(jì)都是一次設(shè)計(jì)過(guò)程的重復(fù)，其中還會(huì)消耗設(shè)計(jì)師大量的靈感，而參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是建立參數(shù)模型，一旦參數(shù)模型建立，建筑設(shè)計(jì)的方案階段就進(jìn)行大半了。對(duì)于同一個(gè)參數(shù)模型，輸入不同的參數(shù)會(huì)輸出不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，備選方案的多少僅取決于輸入?yún)?shù)的多少，因?yàn)閷?duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，生成10個(gè)結(jié)果的時(shí)間和1000個(gè)的幾乎是相同的，不同的只是我們輸入1000組參數(shù)可能會(huì)比10組更加耗時(shí)而已。

　?、鄯奖愕男薷姆桨?/p>

　　傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們總是從總圖出發(fā)一步一步的進(jìn)行推敲、深化、修改、再推敲、再深化、再修改，并最終使設(shè)計(jì)方案得以實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中，所有的再推敲、再深化、再修改的工作都是上一輪的設(shè)計(jì)過(guò)程的重復(fù)，而這些工作卻有可能只是在調(diào)整容積率或是標(biāo)準(zhǔn)層面積這樣的小問(wèn)題。在參數(shù)化設(shè)計(jì)中建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程都是以一個(gè)參數(shù)模型來(lái)體現(xiàn)的，而容積率或是標(biāo)準(zhǔn)層面積僅僅是參數(shù)模型中的變量而已，建筑師所要的做得僅僅是調(diào)整輸入的參數(shù)或是在我們的程序里再加入幾行或十幾行腳本語(yǔ)言而已，至于修改的工作，那是由計(jì)算機(jī)來(lái)完成的，一切都會(huì)變快捷、高效，雖然在我們建立參數(shù)模型時(shí)候會(huì)有那么一點(diǎn)麻煩。

　?、軐I(yè)之間的精確對(duì)接

　　建筑師關(guān)心的往往是建筑的平面功能、交通流線、立面造型，相應(yīng)的我們需要的就是建筑的平面圖、立面圖、透視圖等等;而對(duì)于結(jié)構(gòu)工程師來(lái)說(shuō)，他們往往關(guān)注的就是柱網(wǎng)的密度、跨度、梁柱的尺寸等，相對(duì)應(yīng)的就是需要柱網(wǎng)平面、配筋圖等等;而設(shè)備工程師可能就僅僅需要某些位置的剖面或節(jié)點(diǎn)而已。各個(gè)專業(yè)對(duì)同一個(gè)項(xiàng)目的關(guān)注重點(diǎn)各不相同，所使用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，因此，下一個(gè)專業(yè)就需要將上一個(gè)專業(yè)的圖紙轉(zhuǎn)化為本專業(yè)可讀的圖紙，能否讓設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诟鱾€(gè)專業(yè)中精確的傳遞對(duì)一個(gè)工程的進(jìn)度至關(guān)重要。以往的設(shè)計(jì)中，每次這樣的專業(yè)交接都意味著專業(yè)設(shè)計(jì)師要進(jìn)行新的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，工程周期中大半的時(shí)間都花費(fèi)在了專業(yè)交接的工作上，而且，在這些過(guò)程中并不能保證精確無(wú)誤。而在參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑師可以通過(guò)一個(gè)參數(shù)化模型到導(dǎo)出幾乎所有專業(yè)所需的技術(shù)圖紙，甚至是節(jié)點(diǎn)詳圖。在這方面，DP(Digital Project)是發(fā)展最為完善的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，“在DP的參數(shù)化建模環(huán)境中，三維環(huán)境是和二維環(huán)境以及構(gòu)件物理屬性清單聯(lián)系在一起的，只要改變?nèi)S模型的任何部分，二維的技術(shù)圖紙和構(gòu)件物理屬性清單都會(huì)自動(dòng)更新。反之你還可以通過(guò)改變和三維模型建立聯(lián)系的Excel的數(shù)據(jù)來(lái)改變?nèi)S模型的形態(tài)。”建筑師可以將參數(shù)模型貫穿于整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，包括方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)甚至施工圖設(shè)計(jì)。

　　3參數(shù)化設(shè)計(jì)的劣勢(shì)

　　新型設(shè)計(jì)手段的產(chǎn)生總會(huì)帶來(lái)這一領(lǐng)域很大程度上的進(jìn)步，但是任何設(shè)計(jì)手段或是設(shè)計(jì)思維的總有其兩面性，參數(shù)化設(shè)計(jì)也是一樣，其優(yōu)勢(shì)不言而喻，但其劣勢(shì)同樣明顯，社會(huì)、文化、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素是目前參數(shù)化設(shè)計(jì)仍為少數(shù)建筑師使用的主要原因。

　　3.1社會(huì)、文化因素

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)思維并不遵循上千年以來(lái)人們習(xí)慣的中心性、完形態(tài)的審美規(guī)律，其理論溯源恰恰與其相反——遵循的是復(fù)雜性科學(xué)和后現(xiàn)代思潮中的后結(jié)構(gòu)主義哲學(xué)，正因?yàn)槿绱耍O(shè)計(jì)作品往往與大眾品味相左。這點(diǎn)在國(guó)內(nèi)的表現(xiàn)尤為突出，當(dāng)代中國(guó)正在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但在人文科學(xué)領(lǐng)域還很落后，人民的思想意識(shí)水平仍然比較低下，對(duì)世界上新興哲學(xué)思想、理論幾乎接觸不到，更加難以接受。普遍的情況是，各個(gè)城市紛紛效仿歐洲活中式建筑風(fēng)格、盲目復(fù)古，客戶對(duì)建筑意識(shí)還停留在“歐式=羅馬柱”、“中式=大屋頂”的建筑符號(hào)的層面。

　　對(duì)建筑師來(lái)說(shuō)，中國(guó)建筑界其實(shí)并未經(jīng)歷過(guò)真正的現(xiàn)代主義洗禮，而現(xiàn)在培養(yǎng)起來(lái)的建筑師至多是在新現(xiàn)代的思潮下進(jìn)行創(chuàng)作，對(duì)后現(xiàn)代理論的探索僅僅處于邯鄲學(xué)步的狀態(tài)，實(shí)踐就更加鳳毛麟角了。況且，參數(shù)化設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)的研究大都是由一些先鋒派建筑師從國(guó)外引入的，國(guó)內(nèi)大量的建筑師對(duì)其理論背景、思維基礎(chǔ)都不了解，甚至難以接受。

　　建筑師們尚且如此，社會(huì)大眾的接受程度也就可想而之。就是在這樣的社會(huì)、文化條件下，參數(shù)化設(shè)計(jì)想要獲得真正的社會(huì)認(rèn)同還需要很長(zhǎng)的一段時(shí)間。

　　3.2技術(shù)因素

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)在技術(shù)上的限制主要在兩個(gè)方面：

　　第一、在建筑設(shè)計(jì)的層面，目前所進(jìn)行的參數(shù)化設(shè)計(jì)主要集中在規(guī)模較小的建筑或建筑小品上，對(duì)于一些大型的、功能相對(duì)復(fù)雜的建筑依然采取傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段，即使運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)也僅用于設(shè)計(jì)中的某些階段，并不起指導(dǎo)作用。這主要是由于規(guī)模較小的建筑其限制條件也會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單，參數(shù)模型的建立較為可行，當(dāng)面對(duì)大規(guī)模的建筑設(shè)計(jì)是，大量的、繁雜的限制條件的轉(zhuǎn)化對(duì)建筑師甚至是程序員來(lái)說(shuō)都會(huì)比較頭疼。

　　第二、是指一個(gè)項(xiàng)目從方案階段到實(shí)施階段的技術(shù)，這些技術(shù)包括施工技術(shù)，材料加工技術(shù)等等。雖然目前有數(shù)控機(jī)床技術(shù)，但它只能對(duì)一些小尺度的構(gòu)建進(jìn)行加工，在國(guó)內(nèi)，很多情況下建筑構(gòu)建的加工過(guò)程是人工進(jìn)行的，在精確度、效率上都達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。

　　3.3經(jīng)濟(jì)因素

　　經(jīng)濟(jì)因素是參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中最大的限制條件，參數(shù)化設(shè)計(jì)作品往往會(huì)比傳統(tǒng)的建筑作品造價(jià)高出幾倍甚至十幾倍，很多情況下，客戶即使接受了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、建筑造型也接受不了高額的預(yù)算(由于經(jīng)營(yíng)困難，開(kāi)發(fā)商迪拜薩馬公司取消了扎哈·哈迪德事務(wù)所設(shè)計(jì)的投資8230萬(wàn)英鎊的迪拜歌劇院項(xiàng)目)。

　　主要原因是由于，參數(shù)化設(shè)計(jì)所需的構(gòu)件并不想傳統(tǒng)建筑那樣大量重復(fù)，相反卻強(qiáng)調(diào)漸變、流動(dòng)感，因此構(gòu)建種類、生產(chǎn)精度要求高，所有構(gòu)建都需要一一加工，這不僅耗費(fèi)大量的人力物力、而且需要先進(jìn)加工技術(shù)的支持，所有的一切沒(méi)有經(jīng)濟(jì)的保證是無(wú)法進(jìn)行的(鳥(niǎo)巢最初的設(shè)計(jì)預(yù)算為40億人民幣，經(jīng)過(guò)大幅瘦身之后達(dá)到了30億，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)5萬(wàn)噸，結(jié)構(gòu)構(gòu)件多為彎扭構(gòu)件，安裝時(shí)需要時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)需要7000名工人共同完成)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，但限制因素也是多方面的，主要原因是參數(shù)化設(shè)計(jì)目前依然很不成熟，畢竟還是先鋒的設(shè)計(jì)手段，也正式因?yàn)檫@種不成熟性、先鋒性才會(huì)另越來(lái)越多的建筑師為之著迷，才會(huì)是其引領(lǐng)未來(lái)建筑設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]高巖，參數(shù)化設(shè)計(jì)--更高效的設(shè)計(jì)技術(shù)和技法[J]，世界建筑，2008.05

　　[2]柳青，孟旭彥，參數(shù)化設(shè)計(jì)--訪徐衛(wèi)國(guó)及XWG工作室成員[J]，UEDTOPIC，2009.