设计模式的数字化转变_矶崎新近期作品分析
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乐库耶（Annetee LeCuyer）在《计算机应用 设计》（Designes on the computer）③的论述中将 数字化辅助设计模式（图 1）称为“实用的西海岸”， 意指美国西海岸建筑师通常的工作模式— “任由
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自己天马行空的设计发展完备之后，再利用计算机 来完成那不可能的任务”。而 1998 年矶崎新的中国 国家大剧院设计方案（图 2）就是其“西海岸模式” 时期的代表作，设计借助计算机强大的运算能力， 利用仿样函数去模拟浮云状屋顶的不规则曲面。虽 然这已经带有数字化设计的特色—借助计算机 去模拟运算复杂曲率的异形体，但方案的设计过程 仍由建筑师全程主导，数字软件只是后期文本的表 达工具。 但在方案结束之后，矶崎新对这种数字化 辅助设计模式提出总结：“国家大剧院方案设计在后 期与结构配合出现了矛盾，无法与预定的梁柱结构 有效配合，这值得思考。”④虽然这只是简单的提及， 但却暗示了矶崎新开始思索“西海岸模式”的局限 性：单一性主观设计存在封闭孤立的弊端，经常无 法顺利地与后期结构和建造进行衔接。为了解决这 些个问题，矶崎新在随后的方案实践中开始运用数 字化参与设计模式，在设计构想初期便积极介入并 能高效率推进设计和建造。
存在问题的解决 +
构建过程
problem solving manufacturie progress
设计 design
数字媒体 media
建成建筑 final objects
3 中央美院新美术馆
作者单位：东南大学建筑学院（南京 · 2100096） 收稿日期：2009-01-16
101
4 计算机结构网格分析图
回顾整个过程，正如矶崎新接受采访时所说： “设计的形状完全由结构计算软件得出，在运算结果 出来之前，我们并不知道会变成什么样子 , 一切跟 随计算机的运算结果⑦。”事实上，上述利用数字化 生成设计模式的方案也是对建筑设计与结构建造 的充分整合，不但创造出独特的建筑形体语言，更 有效地提高了工程中结构建造的性能和效率，可以 预见，随着数字手段的进步，此种设计模式的优点 会进一步得到重视和发展，这也是矶崎新在建筑学 领域的又一次出色实践。
这种设计模式不同于乐库耶定义的“理智的东 海岸”⑤设计模式，不是“直接在数字化环境中建立 自己设计概念的起点”，而是建筑师和数字技术共同 协调来完成设计的操作模式。
矶崎新在 2002 年中央美院博物馆（图 3， 图 4）和 2003 年杭州西溪湿地博物馆方案中就采取了
1 数字化辅助设计模式
2 国家大剧院方案
[Key words] Digital, Architecture design mode, Arata Isozaki’s works, Transformation
从 1963 年 美 国 学 者 伊 凡· 萨 瑟 兰（I v an Sutherland）①发明绘画计算机开始，设计行业产生 了革命性的变化，发展至今，计算机应用在建筑设 计界的影响正如数字化建筑师刘育东的评价：“计算 机应用可能是一场建筑革命！”②但是目前大量数字 应用所提供的功能，或者被很多设计师所使用的功 能都还属于增效性范围，其使用理念、设计模式与 数字化时代到来之前并无区别。如何使数字化设计 工具对设计模式所带来的积极影响更多地作用到 革命性的推动方面，这已成为许多建筑师思考的问 题。而以作品具有深刻时代内涵而闻名的日本建筑 师矶崎新，同样以建筑实践对此问题进行了探索： 从视计算机为普通的绘图工具到尝试使之成为建筑 设计中的主导者，矶崎新对数字社会下的建筑学设 计模式进行了一次有意义的探索，在建造方式、结 构的效率及经济性方面做出了成功的示范。综合来 看，矶崎新对数字设计模式的探索过程可分为数字 化辅助设计、数字化参与设计、数字化生成设计这 三个时期，而他在相应时段的作品也明显体现出这 些特征。
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设计模式的数字化转变
—矶崎新近期作品分析
The Digital Development of Architecture Design Mode: Analysis of Arata Isozaki's Recent Works
正在建造中的杭州西溪湿地博物馆（图 6，图 7），同样属于数字化参与设计模式研究的产物。虚 实参半的扭转曲体谦虚地融入整个生态环境，为湿 地增添亮点，而这个异形曲体的产生也如同中央美 院美术馆一样，依靠计算机强大的运算力及对设计 中建造因素准确的模拟能力，修正和改良建筑师的 主观判断，而建造过程中良好的方案设计、施工配 合度也更加证明数字参与设计模式在后期施工配 合方面的优越性。
数字媒体 media
建成建筑 final objects
8 数字化生成设计模式
6 西溪湿地博物馆
7 西溪湿地博物馆局部
9 中国美术馆
10 中国美术馆室内
12 证大喜马拉雅酒店
13 佛罗伦萨车站
11 美术馆结构分析图
数字化参与设计模式（图 5）。这两个方案在设计初 期就引入“犀牛（Rhino）”软件，以便利用其数字 化模拟结构的功能推进设计的深化，帮助与后期结 构建造部分顺利衔接。例如已经建成的中央美院新 美术馆，从同时期并存的手绘草图和网格分析数据 图中可以看出，方案设计再也不是由矶崎新单独的 主观设计决定的，因为前期设计时就引入类似犀牛 （Rhino）等曲率软件，对美术馆的网壳结构进行同 步推敲，软件精确模拟钢结构网壳体的结构受力和 材料构造之后，再由矶崎新根据这些反馈的信息对 原始建筑造型进行调整、改善。这些在数字化参与 设计模式下的建筑物，不但在后期建造方面达到相 对经济的状态，而且整体设计也仍然得到建筑师的 高度控制。
■ 柏灵芝 俞传飞 严怀达 ■ Bai Lingzhi Yu Chuanfei Yan Huaida
[摘 要] 作为一位对时代拥有敏锐触觉的建筑师，矶 崎新对数字社会下建筑学的设计模式进行了一段有意 义的探索，经历了三段设计模式的转变，在建造方 式、结构效率、经济性改革方面做出了成功的示范。
[关键词] 数字化 设计模式 矶崎新作品 转变
注释 ①伊凡·萨瑟兰于1938年生于美国，1988年获得图灵 奖，被誉为“C A D之父”，在计算机图形学领域作出 重要贡献。 ②参见：刘育东．数码建筑．大连：大连理工大学出 版社，2002 ③参见：A n n e t t e L e C u y e r, D e s i g n s o n t h e computer, Architectural Review,1995（1）：75～79. ④考虑到设计与结构建造不能吻合的问题，这促使矶 崎新与结构师一起对此问题进行了结构优化性研究。参 见：香港日瀚国际文化传播有限公司．C h i n a 1996～ 2006矶崎新作品集．武汉：华中科技大学出版社，1997 ⑤此处的“东海岸”与“西海岸”分别喻指以彼得· 艾森曼和弗兰克·盖里为代表的两种不同的数字化设 计方式。前者的工作主要集中于在美国东海岸，后者 则集中于美国西海岸，故有此说。 ⑥日本著名结构师佐佐木睦朗编制的一种结构优化设 计程序，矶崎新在近年的建筑设计中频频与佐佐木合 作，进行设计与结构一体化的设计研究。 ⑦访谈矶崎新，h t t p://s h.s i n a.c o m. cn/20060606/141763775.shtml
从国家大剧院的数字化辅助设计模式到上海证 大喜马拉雅酒店的数字化生成设计模式，可以看到，
矶碕新在三个阶段中始终在研究和探索如何结合当 今数字社会背景解决建筑学的实际建造问题，为我 们展示了如何在建筑设计领域掌握和利用日益强大 的数字化手段，同时也显示出矶崎新作为一位建筑 思辨家对建筑学在数字社会中的进一步发展所作的 深入思考和认真实践。 ■
数字化参与设计模式成功之后，矶崎新开始走 向“理智的东海岸”，积极探索计算机在设计中担当 第一决策者的可行性，即开始实践数字化生成设计 模式（图 8），并将其看成是数字社会下提高工程建 造效率和经济性的关键模式，这一阶段的代表作品
为中国美术馆（图 9 ～图 11）、佛罗伦萨车站（图 12）和上海证大喜马拉雅酒店（图 13）。
在这些方案中，最引人注目的元素是建筑物的 树枝状结构支撑体，类似一片生机盎然的树林，整 体形象显得大气且充满张力。 尽管外界会认为如 此象形化的形体肯定是矶崎新草图构思中的神来一 笔—盖里的异形建筑都是这样形成的，但事实上， 整片“林”状形体都是由结构最优化系统软件（ESO） 计算得出的三维立体流动结构⑥，为达到受力要求且 消耗最少的材料，建筑结构的生成经过了系统和复 杂的运算，正是强大的计算机技术为这种理论造型 提供了保障—只需通过反复修正设计参数，结构 体将不断在作用和反作用中自行生成合理的结构造 型，直至建筑师满意为止。随后结构软件得出的数 据则被输入犀牛等设计软件内，对最后的数据进行 确定， 直到这一步， 异形体的形状才得以确定。
存在问题的解决 +
构建过程
problem solving manufacturie progress
设计 design
数字媒体 media
建成建筑 final objects
5 数字化参与设计模式
存在问题的解决 +
构建过程
problem solving manufacturie progress
设计 design
[Abstract] As a sensitive architect, Arata Isozaki prefers to develop the more effective and economical design mode in digital way for architecture. Since then, he creates successful architecture designs in three different kinds of digital design modes. what he has done is special contribution to architecture in the digital world now.
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自己天马行空的设计发展完备之后，再利用计算机 来完成那不可能的任务”。而 1998 年矶崎新的中国 国家大剧院设计方案（图 2）就是其“西海岸模式” 时期的代表作，设计借助计算机强大的运算能力， 利用仿样函数去模拟浮云状屋顶的不规则曲面。虽 然这已经带有数字化设计的特色—借助计算机 去模拟运算复杂曲率的异形体，但方案的设计过程 仍由建筑师全程主导，数字软件只是后期文本的表 达工具。 但在方案结束之后，矶崎新对这种数字化 辅助设计模式提出总结：“国家大剧院方案设计在后 期与结构配合出现了矛盾，无法与预定的梁柱结构 有效配合，这值得思考。”④虽然这只是简单的提及， 但却暗示了矶崎新开始思索“西海岸模式”的局限 性：单一性主观设计存在封闭孤立的弊端，经常无 法顺利地与后期结构和建造进行衔接。为了解决这 些个问题，矶崎新在随后的方案实践中开始运用数 字化参与设计模式，在设计构想初期便积极介入并 能高效率推进设计和建造。
存在问题的解决 +
构建过程
problem solving manufacturie progress
设计 design
数字媒体 media
建成建筑 final objects
3 中央美院新美术馆
作者单位：东南大学建筑学院（南京 · 2100096） 收稿日期：2009-01-16
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4 计算机结构网格分析图
回顾整个过程，正如矶崎新接受采访时所说： “设计的形状完全由结构计算软件得出，在运算结果 出来之前，我们并不知道会变成什么样子 , 一切跟 随计算机的运算结果⑦。”事实上，上述利用数字化 生成设计模式的方案也是对建筑设计与结构建造 的充分整合，不但创造出独特的建筑形体语言，更 有效地提高了工程中结构建造的性能和效率，可以 预见，随着数字手段的进步，此种设计模式的优点 会进一步得到重视和发展，这也是矶崎新在建筑学 领域的又一次出色实践。
这种设计模式不同于乐库耶定义的“理智的东 海岸”⑤设计模式，不是“直接在数字化环境中建立 自己设计概念的起点”，而是建筑师和数字技术共同 协调来完成设计的操作模式。
矶崎新在 2002 年中央美院博物馆（图 3， 图 4）和 2003 年杭州西溪湿地博物馆方案中就采取了
1 数字化辅助设计模式
2 国家大剧院方案
[Key words] Digital, Architecture design mode, Arata Isozaki’s works, Transformation
从 1963 年 美 国 学 者 伊 凡· 萨 瑟 兰（I v an Sutherland）①发明绘画计算机开始，设计行业产生 了革命性的变化，发展至今，计算机应用在建筑设 计界的影响正如数字化建筑师刘育东的评价：“计算 机应用可能是一场建筑革命！”②但是目前大量数字 应用所提供的功能，或者被很多设计师所使用的功 能都还属于增效性范围，其使用理念、设计模式与 数字化时代到来之前并无区别。如何使数字化设计 工具对设计模式所带来的积极影响更多地作用到 革命性的推动方面，这已成为许多建筑师思考的问 题。而以作品具有深刻时代内涵而闻名的日本建筑 师矶崎新，同样以建筑实践对此问题进行了探索： 从视计算机为普通的绘图工具到尝试使之成为建筑 设计中的主导者，矶崎新对数字社会下的建筑学设 计模式进行了一次有意义的探索，在建造方式、结 构的效率及经济性方面做出了成功的示范。综合来 看，矶崎新对数字设计模式的探索过程可分为数字 化辅助设计、数字化参与设计、数字化生成设计这 三个时期，而他在相应时段的作品也明显体现出这 些特征。
城市建筑｜学者论坛｜URBANISM AND ARCHITECTURE｜SCHOLARS'FORUM
设计模式的数字化转变
—矶崎新近期作品分析
The Digital Development of Architecture Design Mode: Analysis of Arata Isozaki's Recent Works
正在建造中的杭州西溪湿地博物馆（图 6，图 7），同样属于数字化参与设计模式研究的产物。虚 实参半的扭转曲体谦虚地融入整个生态环境，为湿 地增添亮点，而这个异形曲体的产生也如同中央美 院美术馆一样，依靠计算机强大的运算力及对设计 中建造因素准确的模拟能力，修正和改良建筑师的 主观判断，而建造过程中良好的方案设计、施工配 合度也更加证明数字参与设计模式在后期施工配 合方面的优越性。
数字媒体 media
建成建筑 final objects
8 数字化生成设计模式
6 西溪湿地博物馆
7 西溪湿地博物馆局部
9 中国美术馆
10 中国美术馆室内
12 证大喜马拉雅酒店
13 佛罗伦萨车站
11 美术馆结构分析图
数字化参与设计模式（图 5）。这两个方案在设计初 期就引入“犀牛（Rhino）”软件，以便利用其数字 化模拟结构的功能推进设计的深化，帮助与后期结 构建造部分顺利衔接。例如已经建成的中央美院新 美术馆，从同时期并存的手绘草图和网格分析数据 图中可以看出，方案设计再也不是由矶崎新单独的 主观设计决定的，因为前期设计时就引入类似犀牛 （Rhino）等曲率软件，对美术馆的网壳结构进行同 步推敲，软件精确模拟钢结构网壳体的结构受力和 材料构造之后，再由矶崎新根据这些反馈的信息对 原始建筑造型进行调整、改善。这些在数字化参与 设计模式下的建筑物，不但在后期建造方面达到相 对经济的状态，而且整体设计也仍然得到建筑师的 高度控制。
■ 柏灵芝 俞传飞 严怀达 ■ Bai Lingzhi Yu Chuanfei Yan Huaida
[摘 要] 作为一位对时代拥有敏锐触觉的建筑师，矶 崎新对数字社会下建筑学的设计模式进行了一段有意 义的探索，经历了三段设计模式的转变，在建造方 式、结构效率、经济性改革方面做出了成功的示范。
[关键词] 数字化 设计模式 矶崎新作品 转变
注释 ①伊凡·萨瑟兰于1938年生于美国，1988年获得图灵 奖，被誉为“C A D之父”，在计算机图形学领域作出 重要贡献。 ②参见：刘育东．数码建筑．大连：大连理工大学出 版社，2002 ③参见：A n n e t t e L e C u y e r, D e s i g n s o n t h e computer, Architectural Review,1995（1）：75～79. ④考虑到设计与结构建造不能吻合的问题，这促使矶 崎新与结构师一起对此问题进行了结构优化性研究。参 见：香港日瀚国际文化传播有限公司．C h i n a 1996～ 2006矶崎新作品集．武汉：华中科技大学出版社，1997 ⑤此处的“东海岸”与“西海岸”分别喻指以彼得· 艾森曼和弗兰克·盖里为代表的两种不同的数字化设 计方式。前者的工作主要集中于在美国东海岸，后者 则集中于美国西海岸，故有此说。 ⑥日本著名结构师佐佐木睦朗编制的一种结构优化设 计程序，矶崎新在近年的建筑设计中频频与佐佐木合 作，进行设计与结构一体化的设计研究。 ⑦访谈矶崎新，h t t p://s h.s i n a.c o m. cn/20060606/141763775.shtml
从国家大剧院的数字化辅助设计模式到上海证 大喜马拉雅酒店的数字化生成设计模式，可以看到，
矶碕新在三个阶段中始终在研究和探索如何结合当 今数字社会背景解决建筑学的实际建造问题，为我 们展示了如何在建筑设计领域掌握和利用日益强大 的数字化手段，同时也显示出矶崎新作为一位建筑 思辨家对建筑学在数字社会中的进一步发展所作的 深入思考和认真实践。 ■
数字化参与设计模式成功之后，矶崎新开始走 向“理智的东海岸”，积极探索计算机在设计中担当 第一决策者的可行性，即开始实践数字化生成设计 模式（图 8），并将其看成是数字社会下提高工程建 造效率和经济性的关键模式，这一阶段的代表作品
为中国美术馆（图 9 ～图 11）、佛罗伦萨车站（图 12）和上海证大喜马拉雅酒店（图 13）。
在这些方案中，最引人注目的元素是建筑物的 树枝状结构支撑体，类似一片生机盎然的树林，整 体形象显得大气且充满张力。 尽管外界会认为如 此象形化的形体肯定是矶崎新草图构思中的神来一 笔—盖里的异形建筑都是这样形成的，但事实上， 整片“林”状形体都是由结构最优化系统软件（ESO） 计算得出的三维立体流动结构⑥，为达到受力要求且 消耗最少的材料，建筑结构的生成经过了系统和复 杂的运算，正是强大的计算机技术为这种理论造型 提供了保障—只需通过反复修正设计参数，结构 体将不断在作用和反作用中自行生成合理的结构造 型，直至建筑师满意为止。随后结构软件得出的数 据则被输入犀牛等设计软件内，对最后的数据进行 确定， 直到这一步， 异形体的形状才得以确定。
存在问题的解决 +
构建过程
problem solving manufacturie progress
设计 design
数字媒体 media
建成建筑 final objects
5 数字化参与设计模式
存在问题的解决 +
构建过程
problem solving manufacturie progress
设计 design
[Abstract] As a sensitive architect, Arata Isozaki prefers to develop the more effective and economical design mode in digital way for architecture. Since then, he creates successful architecture designs in three different kinds of digital design modes. what he has done is special contribution to architecture in the digital world now.
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