对参数化设计的一些认识

对参数化设计的一些认识

第一建筑工作室赵永恒

2013年4月25日，我院举办了第七届建筑师沙龙活动，特邀深圳大学建筑系讲师庄伟金先生就“参数化设计在城市设计和建筑设计的实际运用”与我院建筑师们进行交流。在沙龙活动中，庄伟金先生通过zaha hadid、UNstudio以及他的事务所的作品向我们介绍了参数化在城市设计和建筑设计中是如何应用的。

当代参数化建筑设计方法是以计算机技术发展为基础．并受到复杂系统和非线性科学的深刻影响产生出来的，因此参数化设计方法自身的特点决定了它在处理城市这类复杂系统的规划和设计问题方面具有很好的适用性和发展潜力。

zaha hadid在伊斯坦布尔（土耳其西北部港市）有一个城市规划的项目。据庄伟金先生介绍，这是一个废弃的工业区改造成一个伊斯坦布尔的新的分中心,配有一个中央商务区,高端住宅开发、文化设施如音乐厅、博物馆、剧院、和休闲项目包括一个码头和旅游酒店。在这个城市设计中，是从立体出发进行考虑的，首先设定一些道路交接口，然后设定路径最短化和地块面积最大化的设计原则，然后可以得出不同疏密程度的城市路网，路网密集的地方是市中心，建筑比较高些，路网密度低的地方建筑低一些，每块地之间存在相似的差异性，整个城市规划中处于连续的变化中。地块与路网也存在着一定的转换关系，有些地块是建筑，有些地块成为路网的一部分。这中设计方法是一种自上而下（top-down）的设计方法。

现代城市被认为是自然系统与人工系统相复合、实体系统与概念系统相复合的灰色系统(信息部分明确，部分未知的系统)。它的组成部分包括生态系统、基础设施系统、经济系统、社会系统等，并且每个子系统又由许多更小的子系统以至基本元素组成。有统计认为，城市系统的组成元素至少在10^8以上。城市结构

复杂，功能多样，且置身于宏观复杂的周边环境之内，在与外界不断进行物质、能量和信息交换的过程中动态地演化发展。

“自下而上”的设计途径在建筑设计和城市规划领域占有重要位置。例如，历史上很多村落和小镇，虽然没有规划师的规划，但是在数百年的演化过程中，由居民依据各自的需求，相互影响和磨合自发形成，其结果往往在形态和功能上达到了很高的品质，为建筑师称道。而现代城市规划也重视“公众参与”，让生活在城市中的居民的个体需求能够对规划产生影响。在建筑设计层面，对人体工程学、人及人群行为的研究也成为建筑设计的基础之一。

可以说城市符合复杂系统的基本特征，它由大量根据一定规则且相互作用的个体组成，个体根据周围的环境决定自己的行为模式。这种微观上的相互作用最终自下而上(buttom-up)地形成了整个系统的动态发展。在城市运转和发展演化的进程中。复杂系统自下而上的运动模式是与城市规划自上而下的途径相结合的．他们互为补充，共同决定着城市的形态与运动。

在参数化非线性建筑设计之前，“自下而上”的设计流程是由建筑师主导进行的，但是人脑的特点并不适合处理大量个体之间复杂的关联与演化，因此设计中往往是在确定某种或某几种单元模式后进行重复与组合。另一方面，参数化设计以复杂系统理论为基础，运用计算机强大的运算能力，通过迭代运算得出整个系统的动态演化。使用这一方法，建筑师能够通过模拟检验微观单元模式在集聚后的运行状况和合理性；并且在参数化非线性建筑设计中，也能够以自组织的方式生成尊重个体需求和满足复杂关联性的动态结果。可以说，这类方法使得自下而上的设计途径得到了极大的拓展，对于提高建筑师处理复杂问题的能力，提高建筑设计的质量具有重要的意义。

参数化设计本质上就要找到一种关系或规则，把设计的主要因素组织到一起。将影响建筑设计的因素看作参数，并用计算机语言进行描述。通过计算机技术将参量及数据信息转换成图像。这个结果就是设计的雏形。

参数模型给建筑设计带来了灵活性。使设计结果具有更大的可控性，当设计的条件或设计想法改变的时候，可以修改参数模型得到新的结果。当变量的大小值改变时，可以不用改变参数模型而只改变输入倌息就可得到新的结果，使结果变得可控。

对子简单形体的设计，如一些标准的几何形体，不借助参数化平台，也很容易修改它的形状。但对复杂的不规则的形体来说，如果用传统的设计工具，当某个设计条件改变时，它的形状要随之改变会很困难。现在如果有了参数化设计平台。只需修改变量的大小就可以马上得出设计结果。从设计方法的角度来看，我们有了控制复杂形体的方法。事实上对设计项目来说，从设计开始始到设计到结束，设计要求会不断改变，条件也在不断改变，建筑师在分析和研究的过程中也会不断发展自己的想法。这造成了影响设计因素的变化。而这些变化若在参数化设计平台上，可以很容易反映到最后的结果上。这就是参数化设计的特点。