建筑表皮數字化建構分析

[摘 要] 隨著時代的發展，數字科技在建筑領域的應用更加廣泛，數字化建構研究與發展使傳統建構方式發生巨大的改變。通過對建筑表皮數字化的分析，探討建構與設計過程的關系（設計過程主要包括設計方法與設計思考），了解標準設計是如何改變的，面對一個全新的環境，我們的思維將會調適、融合與轉化。當前，我們迫切需要將數字化與傳統的元素及過程進行有機的整合。

[關鍵詞] 建筑表皮； 數字化； 新建構

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 23. 030

[中圖分類號] TU201.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）23- 0058- 02

0 前 言

在這個建筑的新時代當中，連接不是基本的問題，所有建筑表皮都沒有厚度，且可以精確地連接在一起，不需要連接件、釘子、螺絲，不必受限于材料的改變，這完全是一個空間和表皮的游戲領域。

過去我們所依據的建筑理論在虛擬世界中起不到實質性的作用，由于虛擬空間處于失重狀態，因此重量與載重并不是決定組件尺寸、形體和比例的基本因素，在這個過程中不存在結構表現及結構可靠的概念。在虛擬網絡世界里，物體只是一種能任意縮放其比例的虛擬體現。

虛擬空間所創造出來的建筑結構會改變某個特定地點的樣貌，如悉尼歌劇院，它大大改善了本納隆角與悉尼海港的風貌，給人留下難忘的印象。虛擬空間能夠重新建立特定的實體環境，并能隨時隨地對其內容加以舉例說明。

1 虛擬技術對建筑設計進行實現的優勢

1.1 對建筑前期方案的推敲

在當今被實體化概念所困擾的人可能想否認這樣的建筑狀態，并且會有一種相互矛盾的論述。但當我們發現現今的科技完全可以讓虛擬空間與實體空間互換時，這種矛盾將迎刃而解。

目前有很多建筑設計人員初步擬訂建筑設計方案的時候，可以通過計算機對該方案預先進行虛擬表現；運用3D計算機輔助設計系統準確、快速地對該建筑設計方案進行虛擬參觀，通過對虛擬空間的研究，將數據輸入系統的數據庫里進行比對，可以精確地模擬實體對象與空間3D數字模型，在比對完成后通過系統內部的測評功能對該設計方案進行仔細的評價與審核，反饋該方案中的各個指標系數是否符合標準、模型建立是否正確、是否保證節能最大化等信息。

在對該方案提出修改意見與建議后，設計人員根據系統反饋的信息對設計方案進行修改，再次使用CAAD系統進行測評，反復評價審核后確定最終的設計方案。

因此，虛擬空間為建筑師和業主對設計方案進行事前評估提供服務，最終的目的是為了盡可能真實地模擬出建筑的結構、材料，獲得真實的體驗。

1.2 實體建筑中建構的數字實現

以前沒有采用計算機輔助建筑設計（CAAD）技術的時候，設計師畫出建筑草圖之后，將建筑方案按照比例畫在平面圖上，不能直觀而真實地表達設計意圖。

使用CAAD技術后，設計人員首先用AutoCAD繪制建筑設計圖，再利用SketchUp對整個設計草圖進行修改并呈現出來，取代了人工手繪的步驟，減輕了工作負擔；然后利用3DMax軟件，根據設計草圖，按照建筑的體量與比例初步建立一個模擬模型，數字化的作品便于我們從各個視角進行檢視，而且可以隨時存儲對方案的修改過程。

計算機輔助建筑設計方式，打破了之前由于空間局限而不能對所設計的建筑進行全方位觀察的局面，設計人員審視的視角不再受到限制，而且節約了設計成本，還有利于設計方案的立體修改，有利于提高建筑設計人員的創新思維能力，推動了建筑設計行業的發展。

2 建筑設計數字化建構與反建構

建構一詞來源于希臘語，原意指木匠或營造者，后來涵義延伸，具有制作過程的意義，并且泛指藝術創作，涵蓋了技藝、方法、材料甚至觀念。19世紀德國學者Botticher開始在建筑領域中談及建構的角色，認為建筑具有“中心及包裹”兩部分，而外部包裹必須反映出內部的中心本質，同時提出“局部與整體”的觀念。另一德國學者Semper認為，建筑由構造方式分成4種類型——基礎、壁爐、屋架與屋頂、圍合表皮；另外，他還強調“連接”是建筑物形成時最重要的建構因子，同時也是區分不同材料的構成方式。

20世紀，研究者在上述基礎上，繼續進行創新性研究，提出結構、構造與建構三者之間關系，討論結構與構造技術的關系，提出細部是材料與構造的準則，建筑的意義在于細節之處的設計，反對技術對建筑表皮的細部控制，主張細部設計是一種創新，一種判斷力的運用，強調結構中的連接是最基本的元素。

當代建筑設計與數字化構造方面的研究，認為傳統的構造與數字化構造基本元素及過程是相對立的，并提出了“反建構”的概念來擴充傳統設計與構造在數字時代的定義。在當今科技發展的時代，計算機提供了新的生產方法與解決方案。隨著科技的發展，我們可以應用各式各樣的新材料與新的制作過程，傳統的建筑構造已受到數字科技的沖擊，當前我們需要一個更加系統的、整合數字化與古典元素的新建構，以便更好地探討建筑表皮的數字理論。

3 對數字化時代建筑設計的思考

處在21世紀數字時代初期，建筑作為一種信息媒介，它包括的不僅僅是結構、構造、節點細部等技術因素，它還承載一個時代社會的生活、審美方式等諸多信息，起著文化載體的作用。建筑形式應當表達形式構成的自然規則與自然屬性，表達的是人類對構成自然的要素和自然規律的認識。建筑形式自身的構成是一個科學與技術的問題，比如材料科學、結構科學都是研究建筑形式的科學構成問題。但“建筑構成形式的表達”卻不單是一個科學技術的問題，“材料的特性”與人類某種情感的契合，以及建筑構成體系的理性所揭示的自然規律是建筑建構性的本質，而建構性的表達正是建筑藝術的本質。

由于各個時代工藝與技術的限制，建筑設計無法像藝術創作那樣無拘無束。如何使建筑作品在重重困難中有更好的藝術性，成為新時代建筑設計師的重要任務。

4 結 語

數字科技不只是設計工具，也是一種設計媒介，數字科技能夠使設計者基于當時所處的社會文化，在個人設計思考過程中，產生新的創意，建筑表皮數字化新建構必將激發出新的創作靈感。

主要參考文獻

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