基于参数化的城市家具设计研究与展望

基于参数化的城市家具设计研究与展望

发表时间：2020-04-13T14:59:20.213Z 来源：《城镇建设》2020年第3期作者：张驰[导读] 本文详细介绍了参数化技术在设计领域的应用原理及工作流程

摘要：本文详细介绍了参数化技术在设计领域的应用原理及工作流程，探讨了当前城市家具在我国的实际使用情况以及设计人员在设计上寻求突破的方向。笔者提出了将参数化技术应在城市家具设计的研究方法，并以城市坐具为例，进行详细研究，提出了其设计的整套工作流程。

关键词：城市家具、参数化技术、理论研究

随着数字化技术在设计领域的深化，从前沿范式的形式宣言到融入教学、研究、生产、实践等新常态的设计流程，数字文化已经逐渐深入到设计领域的诸多方面[1]。当前在数字化领域应用最为广泛的是参数化设计技术，诸多建筑、规划、景观的应用软件也增加参数化功能，便于设计师在方案设计设计中使用参数化技术。数字化技术应用在设计领域的学习成本逐渐降低。

1参数化设计概述

1.1基本概念

参数化设计是指通过计算机编程，将影响设计的各种参数组织到一起，搭建一个数字化模型，通过调整不同的参数，就能够获得整个数字化模型的不同设计结果[2]。计算机辅助设计由最初的平面绘制，逐步发展到三维建模技术，使设计师的对于方案的表达越来越直观、便捷。设计师的关注目标逐渐转移到前提资料的整理，对于方案中涉及的繁多因素之间的相互关联，交由计算机强大计算能力进行处理，处理结束生成设计结果。

1.2核心思想

参数化设计的核心理念是把设计过程制定为一个由若干函数变量（影响设计的诸要素）构成的逻辑，在逻辑不变，变量变化的情况下，获得多可能性的设计结果[3]。我们可以使用函数图像对这句话进行解释，我们使用数学算法将设计过程编写为一个算法工程，设计过程可视为工程函数，设计变量就是就是工程函数的初始条件。通过工程函数的计算，可以直接得到工程结果（亦称设计成果）。只要确保工程函数的正确性，我们任意修改初始条件，即可迅速得到工程结果，只要编写一次工程函数，后续的计算可以由计算机代替。2城市家具概述

2.1基本概念

“城市家具”这一术语最早起源于英国，一般是指设置在城市街道或者广场等户外公共空间的各种设施[4]。高密度的建筑是当前城市的主要特征，城市家具是城市中除建筑之外，最能代表一个城市文化的要素。城市家具不单指城市里随处可见的座椅，也指的是城市中防护栏、景观小品、邮筒、候车亭、路灯、公共艺术品等等，包括了公共照明、公共交通、公共服务、路面铺装、信息服务、交通管理六大类[5]。

2.2我国城市家具设计现状

城市家具是最能代表一个城市的精神风貌的要素之一，提高其设计品质对于文明城市的建设至关重要。但是目前国内的城市家具主要有一下几大类问题：

2.2.1功能单一、外观简单

当前城市家具针对特定功能的设施往往千篇一律，例如城市内的座椅、路灯和公交站等，通常忽略公交站所在区域的场所特点，与周围环境格格不入。在城市建设中，过于注重经济和实用，忽视了城市家具的艺术特点，导致其功能单一、外观简单。

2.2.2缺乏城市文化底蕴

建筑在满足了城市的使用功能之后，开始逐步关注其文化底蕴。我们可能发现，国内每个城市的城市家具都是类似的，都是很单一的满足使用功能，忽略城市家具在城市文化建设中的重要作用。

2.2.3缺乏系统考量

城市的建设活动缺乏系统规划，新区与老区的建设风貌往往天差地别，城市形象难以统一。因此，也导致城市家具在建设过程中，不同时代背景下其风格样式迥异。大多数城市中各类设施按需要和区域分别设置、零散分布，没有统一规划。

2.3城市家具的发展趋势

随着生活水平的快速提高，公众对城市公共空间的品质提出了更高的复合需求，决定了城市家具设计基本内涵包含公共开放性、功能适用性和艺术审美性[6]。城市家具的形态需满足各个区域的特点和使用人群的需求，人性化及个性化的城市家具设计理念可以创造一个温暖且舒适的城市形象。

3基于参数化技术的城市家具设计

3.1参数化设计的工作流程

在运用参数化技术时，设计师首要关注的目标是设计结果，也就是预期成果达到什么标准时，参数化技术是可靠的。通过对设计结果的解构，梳理出影响设计结果的因素，搜集相关资料，然后对其进行归纳整理，从而得到所需的初始条件。接下来需要将初始条件转化为可度量的参数，便于计算机读取和存储，此过程需要使用数字化技术，准确详尽的将初始条件用数字描述。紧接着寻找初始条件与设计结果之间的关联规则，并构建算法模型框架，将其编译成计算机软件可识别的代码程序，只有做到这个步骤，计算机才能针对初始条件进行计算模拟；最后将由初始条件转化的参数导入算法模型，通过计算自动生成设计结果。

3.2参数化技术在城市家具设计中的应用方式

本文以参数化技术设计一个公园座椅为案例，详细介绍参数化设计应用在座椅上的工作流程。应用过程如下：3.2.1根据预期结果梳理初始条件

在城市家具中，“坐具”是很具有代表性的一类。当前我们在公园内看的座椅和城市街道旁的座椅是一样的，但是，虽然座椅的使用功能是一样，都是为人提供休憩的设施，但是不同的场所，其使用场景是完全不同的。在对不同场景的座椅进行设计时，要有不同的侧重点，公园座椅更强调舒适性，城市街道旁的座椅较注重街道的整体形象，座椅的存在是为行人提供短暂休憩。

3.2.2构建关联规则并编译算法模型

关联规则是将初始条件更为具象化，分析提炼出能够直接影响座椅形态的要素。在座椅的初始条件中，使用环境影响使用者的使用体验和目的。公园内环境较好，更加贴近大自然的环境，要更加注重材料的选择，提高使用周期；是否易于积灰，降低公共设施维护费用；座椅形态是否符合人体工程学，提供使用的舒适度。

3.2.3初始条件转为可度量参数

将初始条件分类，选定适宜的转化方式，用数字化的方式来精确描述每一类影响因素。例如形态要符合人体工程学，坐面及靠背均有数字描述的长度范围，很容易被数字化描述；对于空间的围合感的数字化，可以使用德尔菲法来进行转化。

3.2.4参数导入算法模型生成设计结果

将所需的参数导入算法模型中，即可获得一个座椅方案。参数化的最大优势在于，如果当前产生的方案不尽人意，可以通过修改参数值，直接生成新的设计方案。例如上文的提到的人体工程学的因素，成人与孩童的尺寸标准是不同的，想要直接从构建成人座椅的算法模型中获得孩童座椅方案。

4结语

参数化的技术应用，其研究难点有两部分：其一是将环境评价与设计诉求因素合理的数据化，该环节的准确度直接影响结果的精确度。其二是找到影响设计因素与设计结果之间的对应关系，该环节的准确度直接影响结果的正确与否。参数化技术在城市家具设计上已经展现出较大的应用价值，各个领域运用具有很大潜力，甚至可能会对整个设计建造业态都会产生明确、有效、正面的影响。

参考文献

[1] 袁烽. 数字化2.0——从数字范式到数字文化[J]. 城市建筑, 2015, (28): 3.

[2] 靳悠, 冯博. 参数化建筑设计方法研究:潜力与途径——以北京世东国际中心设计为例[J]. 中外建筑, 2016, (10): 107-109.

[3] 詹和平, 徐炯, 刘谯, 卫东风. 以参数化的名义:实验性设计课程教学探索[J]. 南京艺术学院学报(美术与设计版), 2012, (02): 142-147.

[4] 俞英, 陈洁. 中外环境设施. [M].北京: 中国建筑工业出版社; 2005.

[5] 鲍诗度, 史朦. 中国城市家具理论研究[J]. 装饰, 2019, (07): 12-16.

[6] 孟露, 郭劲锋, 黄圣游. 当代城市家具特色构建与应用现状分析[J]. 家具与室内装饰, 2016, (01): 106-108.