参数化设计

主讲人：王志刚天津大学建筑学院2011建筑教育国际学术研讨会——论文“专题设计教学的实践与探索”之“数字化与参数化设计专题”现象-数据-建筑PHENOMENON,DATAANDARCHITECTURE现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学概述“现象-数据-建筑”的专题设计（三年级专题）在行为研究的基础上，通过对调研数据进行统计分析，帮助学生形成“现场调研——行为研究——数据统计——数据转化——形体生成”的建筑设计思维过程。在开始阶段，组织学生进行现场调研发现问题，并收集相关的行为数据。设计过程中，指导学生在分析行为数据的基础上形成设计逻辑，通过参数化设计软件进行分析、设计及评价，最终生成建筑设计方案。通过近两年来的教学实验，这一专题初步实现了将参数化教学与环境行为学等传统教学内容相结合，不仅提高了参数化设计的应用价值，而且锻炼了学生“观察能力、分析能力和创造能力”的综合能力，在教学中取得了较好的效果。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学内容1、参数化设计参数化设计立足于建筑方案与各种影响因素之间的复杂关系及其潜在规律，通过构建由参数控制的逻辑关系，使设计过程能够以较为理性的方式被描述，并使最终方案在生成和对比中得到优化。算法是参数化设计的重要内容，它可以来自与建筑设计具有潜在联系的数学、几何学甚至生物学和经济学中的经典理论或最新发展，有助于解决功能、流线、尺度、视线、空间等问题。与此同时，我们也应客观的认识到，由于参数化设计方法在建筑设计领域仍处于探索阶段，理论及算法多来自其它学科，因此如何使参数化设计理论及方法融入我国现有的建筑设计课程体系，并与相关课程产生互动发展，成为当前亟待解决的教学问题。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学内容2、环境行为学环境行为学关注于环境与行为之间的相互作用，并将两者实为一个有机的整体。与参数化设计相似，其研究涉及生理学、心理学、社会学、建筑学、环境学、人类学等多种学科，但更强调现场调研及观察分析的重要性。因此我们在参数化设计教学中提出“解决现实问题”的指导思想，通过在前期调研和设计过程中引入环境行为学的相关理论和方法，为后期抽象的逻辑及算法形成了充分的现实依据和明确的发展方向。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学内容3、图解分析当代建筑中的“图解”是一种抽象，一种不同于“类型”的抽象：类型”经常将事物还原为常规，而“图解”则在对传统的重复中产生创新。“图解”试图打破已有的固定甚至僵化的“类型”，总是试图在“常规化”过程中产生新事物新方式。由于“图解”在空间和语言之间运作，所以它既是一种处理机制也是一种形式投影；“图解”说明的是一种行为过程，而不是表现了一种结果；在这个意义上，“图解”是一种虚拟工具而不是真实工具，是一种建造某个虚拟建筑的方式，是一种提出某个新世界的方式。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学安排（以2010，2011两次参数化专题为例）本专题设计以参数化为核心，结合三年级设计课教学，通过短期课程，旨在向学生介绍参数化设计的思维方式和设计过程，并通过基础软件培训和系列学术讲座，让学生掌握参数化设计的基础理论和方法。课程设置分为两大部分，前两周为基础教学，主要讲授Rhinoscript及Grasshopper的使用方法和基础算法，介绍参数化设计的相关理论和思维方法；后三周则为设计课程与辅导。最终成果包括图纸、大尺寸模型以及脚本文件等，并采取展示与答辩的评图方式。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学安排现象、数据与建筑——参数化设计教学实验由于课程时间较短，因此我们选择了小型的设计题目以减少功能复杂度给学生带来的困难。在建筑系馆内发现并解决一个问题成为这次的设计题目，我们要求学生以参数化的思维方式来看待和思考问题，以全新的视角寻找不同的解决方案，希望通过这个课程让学生了解和掌握参数化的思维方式以及这种思维方式给设计带来的新的可能性，而不是教会学生做某种特定类型的建筑。为了培养学生的团队协作能力，我们采取了小组工作的方式，每组2-4人。教学安排现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学日程现象、数据与建筑——参数化设计教学实验教学日程现象、数据与建筑——参数化设计教学实验作业分析模型展台设计现象建筑学院教学楼的二层东侧设有作业模型展廊，原有展示模式为线性排列的岛式展台。通过观察，同学们发现这种最为常见的布展方式存在着以下不足：统一的展台高度使观赏视角（俯视）过于单一，并不能适用于所有模型；展台的分散式布局较为浪费空间，展示内容由于依靠学院统一管理，更新较慢，使得整个展区的利用效率偏低；展台的直线型排列与展廊的通过式流线缺乏积极联系，并导致观看行为缺乏活力，展品与观者之间缺少互动；模型缺少与图纸的结合展示。数据展廊为长条形，通过路线为南北向，自然光线来自东侧窗户，顶部有照明设施；作业图纸通常分为大中小三个等级，且彼此间存在倍数关系；图纸的观看方式较为固定，通常为垂直于图面的水平线，模型的观看方式较为灵活，通常需要从多个角度进行观看；人的行走方式和观看方式都具有一定规律。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验作业分析模型展台设计设计探索一种新的展示方式，组织模型展示：摒弃现有设有玻璃罩的展台形式，以横竖展板的十字插接代替，形成开放的展示方式；希望人们可以亲自动手搭接想要的横竖板，而非一味对模型“袖手旁观”，形成互动的展示方式；采用模数制方法，控制板的数量和插接方法，形成高效的展示方式。根据行为观察，同学们发现展示系统的存在“自组织”这一内在规律：给定某个初始状态，设定一些规则，这个系统便可以在不受外界干扰的情况下自发地运行下去；这个概念也可用来诠释和模拟人们在一定空间中自己动手搭接模型展板的过程。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验作业分析模型展台设计设计因此，设计者制定了如下规则：（1）展板规则：依据图纸尺寸，设置大中小三种板，板与板之间可以通过开口进行拼合；为满足模型观赏角度需要，每种板都有一边不设置用于拼接的开口；为保证展示系统的稳定性，每种板的其余三边都留有开口；（2）插接规则：考虑到系统的受力和稳定性，横板插竖板以及竖板插竖板时，可以随便插；竖板插横板时，必须让竖板着地或者在竖板下面补插竖板直到着地为止；（3）控制规则：系统的总体生长方向及形态应顺应通过性流线及自然采光的方向，并创造出丰富多样、自由选择的观看视角和观展流线。现象、数据与建筑——参数化设计教学实验作业分析模型展台设计模型生长过程与结果学生：海良，赵一舟黄明道，杨洁作业展示布告栏设计学生：张鑫，王璐阴汀，赖献作业展示布告栏设计学生：张鑫，王璐阴汀，赖献作业展示储物空间设计学生：王孟卓，张爽陈渊，徐然作业展示储物空间设计学生：王孟卓，张爽陈渊，徐然作业展示反射系统设计学生：李翔宇，乔鑫，邓婧蓉作业展示反射系统设计学生：李翔宇，乔鑫，邓婧蓉作业展示24小时商业街学生：郭皇甫，林舒玲，许铎作业展示流动的立体街区学生：王超一，张玥作业展示街区生成学生：李智，董雅楠作业展示视线界面学生：朱琳，王子寒，乔鑫总结参数化设计是一种思维方式和操作方法，其特点是把设计中的不确定性的限制因素转变为某个函数的变量，通过改变函数或算法，获得不同的设计方案或分析结果。参数化设计可以处理更为复杂的条件，可以得出更为多样的答案，既是过程，也是结果。它涉及的领域远远超过传统的建筑学，为我们提供了更为开放的视野。参数化设计用软件来拓展和延伸人的思维，在强调科学和理性的同时，为我们创造更多的选择和可能，而不仅仅是新奇的形式。同时，参数化设计仅仅是建筑学研究或设计方法中的一种，并不能代替其他领域的努力，也不能否定传统方法的存在价值。注：任课教师为许蓁、王志刚，王振飞、陈济林等，并得到了刘延川先生、赵建波、袁逸倩、宋昆、刘彤彤老师及苏冲同学的大力支持，在此深表感谢！……未完……2011年9月9日联系方式：13512056407教学QQ群：119642302个人博客：