參數化設計及其在建筑學的應用和未來發展

郝子建

大連理工大學 建筑與藝術學院 遼寧 大連 116024

一.參數化設計的定義

參數化設計建模是指把數字化技術應用于設計行業的創作方式，它涵蓋了建筑，景觀，城市規劃等眾多方向。有別于傳統設計，參數化設計以三維數字技術為基礎，著重邏輯思維，強調整體化信息模型。而信息模型則用于解決工程在軟件中的描述問題，使設計人員與工程技術人員能夠對各種設計信息作出正確應對，為協同工作提出堅實基礎。

二.參數化設計與傳統設計相比的優勢

與傳統的建筑設計方式相比，參數化設計建模有著以下三個優勢：

（1）邏輯思維更強，數據來源更加準確，分析結果更加合理。所謂邏輯思維更強，我們拿場地劃分和功能業態分區作為一個切入點。如果我們從參數化方向入手呢，舉個例子，我們可以向場地拋出一系列自由運動的粒子來模擬人從不同角度進入場地后的可能行進流線。擬人粒子不僅存有粒子間的相互作用（模擬人與人的實際交流），還有場地大環境對粒子的作用（模擬場地對人的吸引力），最后我們通過粒子運動流線的疏密來劃分場地。而所謂數據來源更加準確，分析結果更加合理，是指隨著大數據時代的發展，參數化設計這種采用類似GIS開源數據的數據分析和建模邏輯的設計手法，相較傳統建筑設計而言更具有數據準確性。

（2）創造新的建筑學知識。自從參數化應用于建筑設計以后，各種跨學科的概念被引入建筑學作為一種游戲規則存在。換而言之，我們通過計算機的幫助，把其他領域一些有趣的理論轉譯成建筑。一些軟件能力過硬的前輩甚至可以把大部分理論建構化。

（3）豐富的動態性，可調控的復雜的形體美感。所謂豐富的動態性，是指與傳統建模方式相比，參數化建模更有視覺張力。這是因為傳統建模中設計師受到感性的影響，難以創造出超乎想象的空間。而參數化建模則避免了經驗和感性對設計的過多干預，能生成更有邏輯，超乎想象的空間。

三.參數化設計與傳統設計相比的劣勢

中國的建筑設計院及大部分大學建筑教育中還是以cad+sketch up的設計流程為主。少有人使用類似于rhino+grasshopper的設計流程。我認為，原因有三：

（1）是參數化建模在建筑中的應用受到施工技術和經費的限制。參數化建筑所要求的高昂的建造成本和嚴格的建造工藝使得參數化建筑在除了地標建筑之類的大型公建之外難有用武之地。

（2）是傳統的建筑設計手法對建筑師們的影響。按照一位教授的說法，“建筑的靈感往往來源于模型的推敲，揉一團紙可以產生很棒的想法，將模型用力往墻上一砸，同樣會出現意想不到的空間?！贝蠹叶枷矚g用模型推敲建筑形體，這是一種感性往往大于理性的設計過程，也正因為這個過程需要一定的經驗積累和不錯的建筑審美，所以我們需要專業建筑師。

（3）是即使不用參數化建模，也可以做出復雜的形體美感。很多大師和明星事務所即使不從參數化角度出發，依舊可以提出一些比較棒的概念。荷蘭的MVDRV建筑設計事務所就是一個很好的例子，從MVDRV的很多項目中，我們看到了類似樂高積木的像素風建筑，并沒有使用曲線元素，但我們同樣看到了復雜的優美性。

四.參數化設計的未來發展

那么對于參數化的未來，我認為有以下五個方向：

（1）參數化和python相結合做設計。換而言之，就是用編程代碼和數字化相結合的方式應用于建筑設計之中。我認為這是個相當有意思的研究方向。但同時，這個方向需要相當廣闊的知識面和龐大知識儲備。

（2）參數化在預制裝配式建筑中的應用。我們都知道預制裝配建筑有著成本低，工期短，回資快的優勢。預制裝配建筑的優勢隨著基建配套設施的修繕逐漸跟不上人口增長速度而愈發明顯。這方面做的比較好的是香港大學方面的預制裝配類設計。這一類的參數化設計主要是關于建造模塊標準化方向。所謂的建造模塊標準化是指在這個方向下，你可以研究一套grasshopper電池組來只要輸入立面的大致規格，就能自動細分，生成很棒的立面效果。

（3）參數化在物理模型測算上的應用。比如，事務所拿到一塊場地，甲方對容積率有一定要求，對場地圖底關系有一定意向。那我可以編制一組grasshopper電池組，只要調節輸入參數就能生成基于任一容積率的無數種方案可供甲方選擇。

（4）四是參數化在建筑物理模型實驗上的應用。與（3）不同，這里我指的實驗是較為前沿和高端的實驗，類似于MIT等重點大學基于grasshopper的kuka所做的機械臂研究。

（5）五是參數化在單體落地項目的應用。參數化在建筑中的應用在大概10年前是很新潮的手法。 “空間先于形式”。這也是當下參數化在建筑設計中扮演的主要角色。 “回歸建筑的本質”，這是當下很多設計師對建筑行業的一致看法。

五．結語：經過了十年的發展，參數化建模從10年前新時代的弄潮兒逐步轉變為較為成熟完善的技術體系。而參數化建模也不再滿足于復雜的形態，更注重其落地可行性，追求設計者和使用者的共鳴。今時今日新的建筑浪潮中，越來越多的建筑師呼吁設計回歸建筑本身，而參數化設計在新時代也將找到自己的位置。