淺析參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

張大偉

摘 要：參數(shù)化設(shè)計(jì)極大地拓展了方案設(shè)計(jì)思路、節(jié)省了設(shè)計(jì)圖制作及修改的時(shí)間和成本；同時(shí)，參數(shù)化設(shè)計(jì)在藝術(shù)造型和施工建設(shè)中的表達(dá)上具有可視化、直觀化的特點(diǎn)，是其它設(shè)計(jì)方法無法比擬的，這就為設(shè)計(jì)施工一體化提供了保障。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化 ；建筑設(shè)計(jì)； 因素

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

1.體驗(yàn)上的改變

參數(shù)化設(shè)計(jì)會(huì)給我們帶來最直接、最明顯的體驗(yàn)式的改變，這類改變是不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的。對(duì)建筑師來說，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念是樹立在對(duì)中心性、完整性的審美追求之上的，建筑師進(jìn)行的所有工作都是在不停的激化、加劇這個(gè)追求，并使之可以實(shí)現(xiàn)，換句話說，建筑師在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)之前都會(huì)在腦海里先勾畫出基本形態(tài)，而后再開始設(shè)計(jì)，之后所有的工作都是來實(shí)現(xiàn)這些形體。修改設(shè)計(jì)的過程也是這樣的，建筑師只有在先前的幾次改動(dòng)時(shí)會(huì)洋溢著激情，屢次修改后的改動(dòng)過程會(huì)感覺非常枯燥。而參數(shù)化設(shè)計(jì)的過程卻正好相反，我們會(huì)在大腦里依據(jù)設(shè)計(jì)條件先規(guī)定好一些規(guī)則，如果這些規(guī)則不夠具體但能夠控制整體設(shè)計(jì)的進(jìn)行時(shí)，我們需要多增加一些限定條件（或稱規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)）。大多數(shù)模型在運(yùn)行后，其結(jié)果是由動(dòng)態(tài)生成的（如迭代），這與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程不同，若是結(jié)果不理想，則需要改變算法或調(diào)整參數(shù)，參數(shù)的變化和算法的變更都會(huì)得到不同的形體，一些模型的參數(shù)（如涌現(xiàn)）多次運(yùn)行研究的結(jié)果也是不同的，在調(diào)整過程中，建筑師才能體會(huì)到參數(shù)化設(shè)計(jì)所帶來的樂趣。

參數(shù)化建筑給使用者和參觀者帶來一個(gè)特殊的空間體驗(yàn)和形體上的視覺沖擊力。由于參數(shù)化設(shè)計(jì)的成果作品往往伴隨著漸變、流線狀的形態(tài)、互動(dòng)式的功能等等，這些元素都與傳統(tǒng)的幾何形態(tài)關(guān)聯(lián)，使我們體會(huì)到的心理感受完全不同，所以動(dòng)態(tài)的、不穩(wěn)定感甚至百思不解都是參數(shù)化設(shè)計(jì)帶來的不同感受。

2.效率的提高。效率上的提高是建筑設(shè)計(jì)作為實(shí)際工程而非工藝品的最大優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）準(zhǔn)確的完成復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)。過去的方法是針對(duì)基本的形體設(shè)計(jì)，但對(duì)于復(fù)雜的造型建模時(shí)采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法會(huì)感到無計(jì)可施甚至不標(biāo)準(zhǔn)。在使用參數(shù)模型的過程中，能讓輸入?yún)?shù)和輸出形態(tài)之間具有準(zhǔn)確、可控的關(guān)聯(lián)，這將使復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)和建模能夠?qū)崿F(xiàn)。例如望京SOHO項(xiàng)目，沒有計(jì)算機(jī)的協(xié)助生成的造型勢(shì)必沒有辦法精確的表達(dá)。（2）快速的生成多個(gè)方案。深化設(shè)計(jì)方案，為甲方做出多樣性的參考方案是建筑設(shè)計(jì)中必不可少的工作，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來講，這一工作會(huì)非常繁索，每份備選方案的設(shè)計(jì)都是一次創(chuàng)作過程的反復(fù)，而且還會(huì)損耗建筑師許多的創(chuàng)作想法，而參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是建立參數(shù)模型，只要參數(shù)模型確立了，那么建筑設(shè)計(jì)的方案階段就進(jìn)行一半了。對(duì)于相同的參數(shù)模型，輸入不一樣的參數(shù)會(huì)輸出不一樣的設(shè)計(jì)結(jié)果，有多少種備選方案取決于輸入?yún)?shù)的數(shù)量，因?yàn)閷?duì)于計(jì)算機(jī)而言生成10種模型和1000種模型基本是一樣的，不同的是我們輸入1000組參數(shù)可能會(huì)比10組要多用一些時(shí)間罷了。（3）方便的修改方案。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們通常從總圖開始進(jìn)行推敲、深化、修改、再推敲、再深化、再修改，最后讓設(shè)計(jì)方案能夠?qū)崿F(xiàn)，這些流程中所有的再推敲、再深化、再修改的部分都是之前工作的重復(fù)，而這種重復(fù)也許只用在調(diào)整容積率或是面積這樣的小問題上。正是這樣的小問題會(huì)導(dǎo)致重新設(shè)計(jì)，讓建筑師們既費(fèi)神又費(fèi)力。在參數(shù)化設(shè)計(jì)中這些過程都是以參數(shù)模型來表現(xiàn)的，而容積率和標(biāo)準(zhǔn)層面積只是參數(shù)模型中變量罷了，建筑師需要做得只是修改輸入?yún)?shù)或是添加一些腳本語言在程序中，而修改過程則是計(jì)算機(jī)來處理的，這樣設(shè)計(jì)的過程會(huì)變得便捷、高效，但是在我們建立參數(shù)模型時(shí)候會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)繁索。（4）專業(yè)之間的精確對(duì)接。建筑師一般主要關(guān)注的是建筑的平面功能、交通流線、立面造型，與之相對(duì)應(yīng)的圖紙就是建筑的平面圖、立面圖、透視圖等等；作為結(jié)構(gòu)工程師，他們普遍關(guān)心的是柱網(wǎng)的密度、跨度及柱和梁的尺寸等，所以需要柱網(wǎng)平面、配筋圖等等；而設(shè)備工程師往往只需要一些剖面或節(jié)點(diǎn)罷了。每個(gè)專業(yè)對(duì)同一個(gè)項(xiàng)目的側(cè)重點(diǎn)基本都是不一樣，所采用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。所以各專業(yè)相互對(duì)接時(shí)要將圖紙變成自己專業(yè)可用的圖紙，各專業(yè)圖紙準(zhǔn)確對(duì)接是對(duì)工程進(jìn)度非常重要的。已往的設(shè)計(jì)方法只要專業(yè)對(duì)接都需要各專業(yè)重新布圖，許多設(shè)計(jì)時(shí)間浪費(fèi)在各專業(yè)交接上。

二、參數(shù)化設(shè)計(jì)的劣勢(shì)

1.社會(huì)、文化因素。參數(shù)化設(shè)計(jì)思想并不遵守上千年以來人們習(xí)以為常的對(duì)稱性、中心性的欣賞規(guī)律，其理論根源剛好與之相反——遵循的是復(fù)雜性科學(xué)和后現(xiàn)代思潮中的后解構(gòu)主義哲學(xué)，正因?yàn)檫@樣，設(shè)計(jì)出的項(xiàng)目常常與大部分人的欣賞水平不太一樣。這在國(guó)內(nèi)的體現(xiàn)更加明顯，現(xiàn)在中國(guó)正在快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)，在自然科學(xué)方面獲得了飛速的發(fā)展，但在社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域仍然落后，人們的思想境界也存在一定的不足，對(duì)新的哲學(xué)思想及學(xué)說接受也不深入。很多城市基本上都模仿歐式建筑風(fēng)格紛紛懷舊，甲方對(duì)建筑認(rèn)識(shí)還停留在“歐式=羅馬柱”、“中式=大屋頂”的建筑符號(hào)層面。

對(duì)建筑師而言，中國(guó)建筑業(yè)尚未經(jīng)歷過真正的現(xiàn)代主義，而目前提拔出的建筑師只能說是在當(dāng)代的思想下進(jìn)行創(chuàng)作，對(duì)后現(xiàn)代理論的探索仍處在模仿的狀態(tài)實(shí)踐就更屈指可數(shù)了[16]。此外，中國(guó)的參數(shù)化設(shè)計(jì)研究多半是一些優(yōu)秀的建筑師從國(guó)外帶來的，許多人不理解其理論背景、思想基礎(chǔ)所以不容易接受。建筑師們尚且如此，人民群眾的接受程度也就可想而之。正是在這樣的社會(huì)和文化條件下，參數(shù)化設(shè)計(jì)要想被社會(huì)真正認(rèn)可還需要很長(zhǎng)的一段時(shí)間。

2.技術(shù)因素。參數(shù)化設(shè)計(jì)在技術(shù)上有兩方面制約：（1）在建筑設(shè)計(jì)范疇，運(yùn)用在一些小型的建筑或景觀小品上參數(shù)化設(shè)計(jì)的使用是相對(duì)成熟的，而對(duì)于一些復(fù)雜的大型建筑而言，它比小型建筑的約束條件要高很多，建立參數(shù)模型就比較麻煩，其轉(zhuǎn)換條件也相當(dāng)復(fù)雜，建模初期這對(duì)建筑師和程序員都是很頭疼的。（2）是指一個(gè)項(xiàng)目從概念階段到實(shí)施階段的技術(shù)，這些技術(shù)包括施工技術(shù)，材料加工技術(shù)等等。即使有數(shù)控機(jī)床技術(shù)，但也局限于一些小尺度的構(gòu)建加工。國(guó)內(nèi)的施工很多情況是人工進(jìn)行建筑構(gòu)建的加工的，其準(zhǔn)確度和效率有時(shí)達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。

3.經(jīng)濟(jì)因素。經(jīng)濟(jì)原因是參數(shù)化設(shè)計(jì)落成過程中最大的約束條件，參數(shù)化設(shè)計(jì)作品一般會(huì)比傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目造價(jià)高出幾倍乃至十幾倍，一般情況下，甲方即使接受了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，但也無法接受高昂的預(yù)算。例如中鋼天津響螺灣項(xiàng)目由于資金原因在花費(fèi)了2億元挖完基坑工程后被迫停工。這主要原因是由于，參數(shù)化設(shè)計(jì)所需的構(gòu)件并不像傳統(tǒng)建筑那般大量重復(fù)，它強(qiáng)調(diào)漸變、流線型，因此構(gòu)建類型、生產(chǎn)精確度要求相對(duì)比較高，所有構(gòu)建都需要依次加工，這不僅花費(fèi)大量的人力物力、而且需要先進(jìn)的加工技術(shù)所支持，這些沒有經(jīng)濟(jì)的支持是沒有辦法進(jìn)行的。鳥巢最開始的設(shè)計(jì)預(yù)算為40億，大量縮減到30億，用鋼量達(dá)5萬噸安裝時(shí)需要7000名工人來完成。

三、結(jié)語

參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是顯著的，但制約因素也是多方面的，主要是由于參數(shù)化設(shè)計(jì)當(dāng)前仍然很不成熟，歸根到底還是新銳的設(shè)計(jì)技術(shù)，也正是因?yàn)檫@種不成熟性、開拓性才會(huì)讓越來越多的建筑師為之癡迷，也會(huì)是其引領(lǐng)將來建筑設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉艷，鄭添，曹光榮. 參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)研究[J]. 城市建設(shè)理論研究，2012（9）：13-15.