参数化设计分析

参数化设计的建筑设计方法研究

摘要：非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚，人们对欧几里德几何体系产生了怀疑，影响到人类产品制造业，则表现为产品形态的非标准化;清除了时间与空间的二元对立，表现了时空统一的状态；歌颂了高度的连续性与流动性。建筑物也像其他人造物一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性参数化的发展道路。参数化设计植根于软件的发展，发自建筑学对于周边领域或是学科的借鉴；

关键词：非线性建筑；现象学设计方法；生成性参数化设计; 关系构建式参数化设计；脚本设计

全球化经济是当代真实的准则，将所有的东西都变成了商品，所有的地方都变成了市场。过度的媒体文化缩小了天真的或是独特的发明的可能性，吸收了所有的不同和例外。所有的优势都已经被占有过，所有的事情也都被做过，想过，或是规划过。建筑也是如此，大多数的建筑会被层层的建筑规范，区域规划，工业准则，标准化参数，市场需求甚至政治需要所包围，事实上建筑师所拥有的自由是一种已经被限定过的自由。先进的建筑诞生于建筑师终于认识到自己跳不出这种已经被限定过的自由，而所有“创造美好世界”的幻想都只是庸人自扰，于是伴随着名称的变化也伴随着所标榜的“主义”的变化，从“批判”变成了“后批判”（从解构到后解构，从后现代到后后现代）。这种变化实际上代表了一种倒退——因为“后”并不代表“超越”，而仅仅代表“之后”。在当代先进的建筑师中两个最大的力量，“Dutch派”和“Parametric派”，“Dutch派”算是一种简称——代表库哈斯和他的模仿者及追随者们。他们的作品建立在差异的人类特性和弱点之上，喜欢寻找已知社会和系统的漏洞，然后进行反向的设计，并且喜欢用大量的统计学数据和量化的研究来兜售他们机智的结果。而另外一种建筑学的力量可以称为“Parametric派”，或是”Parametric Design”(参数化设计）。

在这里有必要先介绍一下非线性建筑的概念，非线性建筑人们往往忽视最普通的自然现象，比如自然界中的万物都是非规则的形状便是一例。无论植物、生物还是动物，包括人本身在内，其形状没有一个是规则状的。但是，在人类世界中，人造物大部分却都是规则规范的几何形体，建筑更是如此。原因之一可能与人类坚信欧几里德几何理论有关，原因之二也许是因为人类生产能力有限，技术条件不够，因而，依靠仅有的生产技术能力只能制造出简单标准的人造物体。然而上世纪中叶开始，非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚，人们对欧几里德几何体系产生了怀疑，影响到人类产品制造业，则表现为产品形态的非标准化。模糊理论、混沌学、耗散结构理论、涌现理

论、非标准数学分析等理论的建立，给人们展现了远离平衡态下的动态的稳定化有序结构；揭示了自然界丰富的复杂性潜力；清除了时间与空间的二元对立，表现了时空统一共呈的状态；歌颂了高度的连续性与流动性。建筑物也像其他人造物一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性参数化的发展道路。

在这里仅仅介绍参数化设计的一些设计方法和成果。比较出名的建筑师国外的有像哈迪德，伊东丰雄等等以及AA院校毕业出来的众多青年建筑师，而在国内有马岩松，徐卫国等等。哈迪德设计作品如辛辛那提当代艺术中心，杜塞尔多夫的艺术和媒体中心，广州歌剧院等等，都因为她大胆利用空间，巧妙运用几何学原理，使作品与环境融为一体，成功的完成了建筑与环境融合。

同样的伊东丰雄在他设计中，巧妙处理建筑表皮与结构功能的关系，创造了诸如仙台艺术中心，Mikimoto大厦等等优秀的设计作品。

Mikimoto大厦仙台媒体中心

而在国内，最出名的当属马岩松以及他领衔的MAD事务所，2006年中标的梦露大厦使他一举成名，成为中国建筑师中标国外重大项目第一人。梦露大厦以其丰富动感的造型，赢得了设计比赛的胜利，也标明参数化设计正在被越来越多的人所接受。

中钢国际大厦梦露大厦

可以发现参数化设计植根于软件的发展，发自建筑学对于周边领域或是学科的借鉴。建筑学这个拥有比其他工业更长历史的领域，并没有对于这类高科技技术的必然需求：用手画，用笔算，已经满足了几千年人类的需要。“先进们”为了满足自我梦想而做出的促逼，而并非社会需求的促逼。所以，早期参数化建筑学软件的每次推进都是“先进们”在向其他领域借东西来用的过程。所以，追问参数化设计的定义，似乎可以肯定首先是从软件开始的。

事实上一些主要的参数化系统，大都属于生成性参数化设计。比较经典的有Voronoi系统，L-系统（Selfgrowth系统），极小曲面系统等。这些都是基于一些经典的数学定义，通过脚本的编写，再应用在不同的具体场所中（这表现了生成性参数化设计的另一个特点，就是脚本本身比脚本基于的软件要重要。换句话说，同样的脚本逻辑，只要根据不同的软件改变不同的文法，3dMax和Maya基本上可以做出同样的东西）。在这里举Voronoi系统为例。Voronoi是根据俄国数学家Georgy Fedossvich Voronoi命名的，他在1908年研究并定义了这个几何系统，但其实早在1854年，英国科学家JohnSnow就在他对于死亡人口与街道排水系统的距离研究中就应用了这个系统。由于Voronoi图形具有最近性，邻接性等性质和相对完善的理论体系一个3d的Voroni表皮的生成过程，首先定义空间中的点，再根据Voronoi的几何规律对空间进行划分的到细分的面，然后从面上得到表皮的结构，再分割展开表皮来进行制作。

另一种参数化软件即关系构建式参数化软件，比如建筑师向工程领域借用的TopSolid,CATIA(现在经过Gahry Techonogy公司改进成为DigitialProject)，还有最近红得发紫的基于Rhino平台的Grasshopper插件，都属于关系构建式参数化软件。在80年代Frank Gehry想在日本做一条“鱼”，但是苦于找不到合适的软件可以实现鱼的复杂形态，于是引进了达索公司的CATIA，之后，Gahry成

同样的Voronoi系统变换尺度，放在不同的

环境里，就产生了不同的设计。左图是

Melbourne University本科学生的毕业设

计，设计者Domenic Cerantonio，Wilson

Tang，Michael Wu

立了Gahry Techonogy，向CATIA加入了适合建筑行业使用的功能，创造了的DigitialProject，今天DigitialProject几乎成为了行业标准，迪斯尼音乐厅，毕尔巴鄂古根海姆，鸟巢国家体育馆等等都是出自DigitialProject之手，说到底这一系列的发展完全是先锋建筑师自我促逼的过程，为的是完成建筑师个人对于复杂形体的建造模拟需求。从软件角度讲，DigitialProject属于直接对3D模型中几何体之间的关系进行建构，从某种程度上说是把“动画基于软件”中的“历史功能”发挥到极致，促使场景中的而所有几何体由历史连接，这样，当修改一个几何体的时候，与这个几何体连接的其他的几何体都将会随之而改变，这样做有两个明显的好处，首先，基于这样的建模方式，当决定改变设计中的某一个环节时可以大大节约从头更新模型的时间，从而实现复杂形体的可能。再者，关系构建式的参数化设计也可以作为产生设计的方式。而Grassgopper则是最近红得发紫的Rhino的参数化软件，他更像是视觉化的脚本语言，使用者不必学习枯燥的脚本文法，通过组合、连接已经打包好了的“Block”来控制连接数据流动，生成最终形态，他的成功在于将一个非参数化得软件的Rhino改造成易学易用的参数化软件，更重要的是他的开源式方式使他完全免费，于是就产生了庞大的使用的人群，于是网络上产生了庞大的学习资源，学习门槛不断降低，受到许多青年建筑师还有学生的青睐，这也是目前参数化设计的一个新趋势，如中钢国际广场，内蒙古鄂尔多斯博物馆，梦露大厦等都是出于Grassgopper以及相关配套软件之手。

参数化设计最大的困惑在于，软件的态度的并不能代表使用软件人的态度，Frank Gehry用着非常传统或是经典的设计手法，却是参数化软件的重要推动者，对于他，参数化软件只是用于实现工程的手段，处于设计链的最末端；而MOS用着Gehr y引进的参数化软件却坚持着与他完全不同的观点，认为参数化是生成设计的方式，用持续的脚本的实现建筑空间和材料的建构。而Hernan重视他着迷的形态和风格，完全不在乎有多么的参数化。种种先进们怀着不同的态度，却用着同样的技术，然后被冠以同样的名称。也许我们不应该称所有的设计叫参数化设计，有的应为参数化施工；有的应为参数化制图，参数化设计并非产生于理论之中，而是产生于设计实践之中，是众多不同实践者在不同环境中拼凑起来的概念，纵然背后都依靠着计算机技术的发展，但是这不足以将他们绑成一个整体，这是参数化设计与曾经的批判主义（现代，后现代，解构。。。）最大的不同，这个后批判时代，主义已经不存在，建筑只是建筑，不是革命，不是意识形态，没有了后者推翻前者，前者走入坟墓的敌对。所以抛开对参数化设计的盲目崇拜，也许能帮助我们更客观的了解参数化设计。

当我们越来越来深究参数化设计的定义，也就越觉得我们所标榜的参数化设计是个虚假的概念，事实上没有一个设计师完全产生于参数化技术本身，而参数化态度似乎更像是使用参数化技术的建筑师自身的态度，其实背后精髓还是建筑师本身对于文化场所的准确把握和聪明的选择能力，我们似乎也可以肯定，参数化无法成为一个独立的门派，即便如今他已成为深入其他门派的重要技术，而参数化无法作为衡量技术优劣的标准—真正的标准还是操作参数化技术的背后的思想，参数化不是一个必然的结果，也不见得高明到哪里，但他也的确是当今世界建筑界投入脑力做多的领域，值得我们去研究。