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摘要:自从扎哈·哈迪德在她出类拔萃的作品中广泛运用了参数化设计,将解构主义带入到设计概念当中,许多设计师也开始进行了这方面的探索。本文就是笔者以近期做的一个实际项目为例,通过对它的前期分析、形态生成、后期落地中遇到的一些关键问题的参数化解决方法进行分析来探讨建筑设计实践中的参数化应用。
关键词:建筑设计实践 参数化设计方法 grasshopper
第1章绪论
1.1研究现状
参数化的理论研究是从国外开始的,并从建筑设计方法论的角度推动了思潮的兴起和发展。《作为建筑风格的参数化主义——参数化主义者的宣言》一书中提出了“参数化主义”的概念,弱化了参数化设计的工具属性,强调其应当为后现代主义后的一种新的建筑风格.
通常来说,国内很多设计院是缺乏一定的参数化设计能力的。但是可喜的是随着参数化软件和 BIM 工作模式的普及,国内参数化设计也慢慢越来越普遍了。
第2章参数化生成
2.1参数化设计参数量化
2.1.1解读场地
人类在解读场地方面已经积累了大量的工具和手段。计算日照、辐射有像Ecotect,众智,ladybug and honeybee等相关软件,分析场地的风环境有Ansys和Fluent等流体力学软件;量化空间分析有空间句法所代表的像空间深度、人流可达性和视线分析等等手段。
2.1.2 元设计
元设计指的是最初的概念方案,用来生成设计的设计。参数化语境下,修改参数来调整方案的前提是得有个可以调整的基础元设计方案。具体表现为可以是数学公式生成的一种空间,一段gh定义的几何形体,或者是实际的物理装置。
2.1.3 评价设计
我们追求的目标是运用分析工具来替代人类进行判断并得出可量化的结论,比如满意度是多少,需不需要调整,哪里调整要调整多少。而往往美丑是难以被计算机准确性的判断的,可能暂时只能初步筛查,但是 “日照时长” “可视范围”或 “使用空间的平均风速”等则是基于量化工具,完全可以通过计算机读取评价的结来了解到方案的优劣,是否达到了满意度。
2.2参数化设计生成框架
参数化指的是把一个事物或问题用参数来进行表达。建筑设计的过程,实际上是将功能、空间、结构及建筑物理等问题综合考虑后相互协调后寻求解决方案的过程。所以可以这样理解,建筑师将影响建筑设计的某种限制条件转化成参数,借由计算机建立一个参数化模型,使得修改参数后,建筑模型会随之改变,计算机再将这个结果在屏幕上显示出来。如此,参数化建筑设计就可以理解为将参数输入参数化模型并由计算机生成建筑形体或其他数据的过程。
第3章参数化实践
3.1设计起点
基地位于城市新区,本次设计构想中,该建筑作为点燃整个片区精神与活力的引子,象征着疫情之后城市的新生与奋发。
该项目源于笔者参与的一次投标,经过多轮的投标和方案比选,最终定下了这个方向。为了充分利用土地和沿街展示面,建筑正面正对街角,两个侧面也作为主要的展示面着重进行设计。
3.2形体生成
该展厅饱含业主对未来的希冀与向往以及对当地政策的呼应,以扶摇展翅、举翼腾飞为主题,贯穿整个立意定案设计施工维护建筑周期。
由于整个建筑设计周期和施工工期都比较紧张,平面轮廓布置为利用率高可实施性强的矩形,屋面以灵动的檐口线条和轻盈的视觉效果做出了对腾飞绝佳的诠释。
建筑的功能相对比较简单,主要分为前场大空间的大沙盘区、销售沙盘区和后场的办公区,在和业主的沟通过程中,达成的共识是立面结合平面统一设计,对层高有较高要求的平面上的大空间在立面上表现为屋面的凸起,而低矮的空间过渡区域则表现为屋面的下伏,起伏的屋面也塑造了内部墙体的流动。
在建筑塑形方面,以确保五个立面效果最优为原则,笔者在犀牛模型中手动布线生成形体,通过局部调整控制点,调整建筑形态,同时塑造室内空间,经过多个方案形态比选,手工塑形,尽量在曲面低控制点的情况下,形成流畅的具有张力的建筑形体。
3.3 落地方案
3.3.1在会议中,笔者提出了由内向外檐口逐步平滑收窄形成视觉上的轻薄效果的方案。通过电池对屋面进行剖切,得到一定数值间隔的剖面线便于对曲面进行分析,截面上部線为屋面完成面,下部线为室内吊顶完成面,中间宽两边窄,可以在中间部分提供足够结构空间来支撑整个屋面,檐口收窄达到轻薄的效果,清晰简洁明了的对可实施性进行了论证。
3.3.2屋面结构为网壳结构,结构在顺应屋面曲面的uv方向进行结构线划分生成一定密度的曲面结构线,以此为梁中线生成网壳结构来对曲面屋面进行拟合,将得到的梁中线导入 结构计算软件得到不同梁的截面数值和结构三维模型。
总结展望
目前项目在最后的施工冲刺,整个设计过程相对来说还是比较顺利的,这离不开小刘总和公司的全方位支持以及团队的辛苦付出,十分感谢。作为主创和负责人之一,笔者认为整个过程中最艰辛的莫过于投标阶段和建筑造型的定案阶段,从开始的多次大方向反复调整,到后续精确到线条每一个控制点的屡次微调,兼顾功能形态施工的同时竭力寻求最优解,不知多少深夜笔者挑灯绘图,扶额思索,看着自己的想法在犀牛里逐步成形,内心还是欣喜的。
这一程最终在得到了整合所有专业的bim模型和犀牛模型后并将模型提资给玻璃、铝板等厂家同时提供构件数据和定位参数等信息后告一段落,笔者结合经验和网上资料发现,结果输出是参数化几何逻辑建构的最后一步,也是参数化几何逻辑建构由思维意识转化为物质形态的关键环节,而且随着行业发展,上下游标准的一体化是一个必然的结果,理想化的全流程设计链条可能很快会到来。
参考文献
[1] 崔丽,基于Grasshopper的参数化表皮的生成研究,天津大学建筑学院
[2] 贲禹强,真正有用的-建筑参数化设计概念梳理,知乎
[3] 整耀龌,基于优化算法的参数化建筑设计探究,西南交通大学研究生学位论文
[4] skywoolf,[序]写给建筑设计的大程序时代,知乎
作者简介:陈俊飞,男,出生年月日:1994.12.13,贯籍:湖北襄阳,民族:汉,学历: 本科,职称 :初级职称,研究方向:居住建筑及示范区设计;参数化运用。
关键词:建筑设计实践 参数化设计方法 grasshopper
第1章绪论
1.1研究现状
参数化的理论研究是从国外开始的,并从建筑设计方法论的角度推动了思潮的兴起和发展。《作为建筑风格的参数化主义——参数化主义者的宣言》一书中提出了“参数化主义”的概念,弱化了参数化设计的工具属性,强调其应当为后现代主义后的一种新的建筑风格.
通常来说,国内很多设计院是缺乏一定的参数化设计能力的。但是可喜的是随着参数化软件和 BIM 工作模式的普及,国内参数化设计也慢慢越来越普遍了。
第2章参数化生成
2.1参数化设计参数量化
2.1.1解读场地
人类在解读场地方面已经积累了大量的工具和手段。计算日照、辐射有像Ecotect,众智,ladybug and honeybee等相关软件,分析场地的风环境有Ansys和Fluent等流体力学软件;量化空间分析有空间句法所代表的像空间深度、人流可达性和视线分析等等手段。
2.1.2 元设计
元设计指的是最初的概念方案,用来生成设计的设计。参数化语境下,修改参数来调整方案的前提是得有个可以调整的基础元设计方案。具体表现为可以是数学公式生成的一种空间,一段gh定义的几何形体,或者是实际的物理装置。
2.1.3 评价设计
我们追求的目标是运用分析工具来替代人类进行判断并得出可量化的结论,比如满意度是多少,需不需要调整,哪里调整要调整多少。而往往美丑是难以被计算机准确性的判断的,可能暂时只能初步筛查,但是 “日照时长” “可视范围”或 “使用空间的平均风速”等则是基于量化工具,完全可以通过计算机读取评价的结来了解到方案的优劣,是否达到了满意度。
2.2参数化设计生成框架
参数化指的是把一个事物或问题用参数来进行表达。建筑设计的过程,实际上是将功能、空间、结构及建筑物理等问题综合考虑后相互协调后寻求解决方案的过程。所以可以这样理解,建筑师将影响建筑设计的某种限制条件转化成参数,借由计算机建立一个参数化模型,使得修改参数后,建筑模型会随之改变,计算机再将这个结果在屏幕上显示出来。如此,参数化建筑设计就可以理解为将参数输入参数化模型并由计算机生成建筑形体或其他数据的过程。
第3章参数化实践
3.1设计起点
基地位于城市新区,本次设计构想中,该建筑作为点燃整个片区精神与活力的引子,象征着疫情之后城市的新生与奋发。
该项目源于笔者参与的一次投标,经过多轮的投标和方案比选,最终定下了这个方向。为了充分利用土地和沿街展示面,建筑正面正对街角,两个侧面也作为主要的展示面着重进行设计。
3.2形体生成
该展厅饱含业主对未来的希冀与向往以及对当地政策的呼应,以扶摇展翅、举翼腾飞为主题,贯穿整个立意定案设计施工维护建筑周期。
由于整个建筑设计周期和施工工期都比较紧张,平面轮廓布置为利用率高可实施性强的矩形,屋面以灵动的檐口线条和轻盈的视觉效果做出了对腾飞绝佳的诠释。
建筑的功能相对比较简单,主要分为前场大空间的大沙盘区、销售沙盘区和后场的办公区,在和业主的沟通过程中,达成的共识是立面结合平面统一设计,对层高有较高要求的平面上的大空间在立面上表现为屋面的凸起,而低矮的空间过渡区域则表现为屋面的下伏,起伏的屋面也塑造了内部墙体的流动。
在建筑塑形方面,以确保五个立面效果最优为原则,笔者在犀牛模型中手动布线生成形体,通过局部调整控制点,调整建筑形态,同时塑造室内空间,经过多个方案形态比选,手工塑形,尽量在曲面低控制点的情况下,形成流畅的具有张力的建筑形体。
3.3 落地方案
3.3.1在会议中,笔者提出了由内向外檐口逐步平滑收窄形成视觉上的轻薄效果的方案。通过电池对屋面进行剖切,得到一定数值间隔的剖面线便于对曲面进行分析,截面上部線为屋面完成面,下部线为室内吊顶完成面,中间宽两边窄,可以在中间部分提供足够结构空间来支撑整个屋面,檐口收窄达到轻薄的效果,清晰简洁明了的对可实施性进行了论证。
3.3.2屋面结构为网壳结构,结构在顺应屋面曲面的uv方向进行结构线划分生成一定密度的曲面结构线,以此为梁中线生成网壳结构来对曲面屋面进行拟合,将得到的梁中线导入 结构计算软件得到不同梁的截面数值和结构三维模型。
总结展望
目前项目在最后的施工冲刺,整个设计过程相对来说还是比较顺利的,这离不开小刘总和公司的全方位支持以及团队的辛苦付出,十分感谢。作为主创和负责人之一,笔者认为整个过程中最艰辛的莫过于投标阶段和建筑造型的定案阶段,从开始的多次大方向反复调整,到后续精确到线条每一个控制点的屡次微调,兼顾功能形态施工的同时竭力寻求最优解,不知多少深夜笔者挑灯绘图,扶额思索,看着自己的想法在犀牛里逐步成形,内心还是欣喜的。
这一程最终在得到了整合所有专业的bim模型和犀牛模型后并将模型提资给玻璃、铝板等厂家同时提供构件数据和定位参数等信息后告一段落,笔者结合经验和网上资料发现,结果输出是参数化几何逻辑建构的最后一步,也是参数化几何逻辑建构由思维意识转化为物质形态的关键环节,而且随着行业发展,上下游标准的一体化是一个必然的结果,理想化的全流程设计链条可能很快会到来。
参考文献
[1] 崔丽,基于Grasshopper的参数化表皮的生成研究,天津大学建筑学院
[2] 贲禹强,真正有用的-建筑参数化设计概念梳理,知乎
[3] 整耀龌,基于优化算法的参数化建筑设计探究,西南交通大学研究生学位论文
[4] skywoolf,[序]写给建筑设计的大程序时代,知乎
作者简介:陈俊飞,男,出生年月日:1994.12.13,贯籍:湖北襄阳,民族:汉,学历: 本科,职称 :初级职称,研究方向:居住建筑及示范区设计;参数化运用。