建筑参数设计

建筑参数化设计

1.什么是参数化设计（Parametric Design）

参数化设计，对应的英文是Parametric Design。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。标准的英语表达是：Parametric Design is designing by numbers.（Prof.Herr from ShenZhen University）

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。

Parametric Design can provide us a lot of shapes, but you still need to choose from them.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。

深圳大学这边所接触到的主流软件是犀牛（Rhino），我知道其实类似3D Max 或者 Solid Works 或者UG等软件，都具有参数化设计的功能，AutoCAD2010版里面专门有“参数化设计”这个按钮。

我本人的设计实践有限，深入谈不下去了。欢迎有知识的朋友修改这个词条。

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。