低技策略在非線性參數化景觀裝置設計中的應用研究

趙二保

摘要：本文通過對現行設計發展階段下低技策略與非線性參數化景觀的理解分析，以及對當下“高技”背景下非線性參數化景觀裝置案例的分析論證，闡述低技策略在非線性參數化景觀裝置設計中的應用意義，并通過實例探討低技策略在非線性參數化景觀裝置設計中的應用策略。以期對低技策略在非線性參數化景觀裝置設計的運用提供一定借鑒。

關鍵詞：低技策略;非線性參數化;景觀裝置設計;應用

中圖分類號：TU986 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）04-0099-02

1低技策略

“低技策略”一詞最早由我國建筑師劉家琨提出。低技策略理念下的景觀裝置設計具有經濟性、生態性、高效性、個性化和人文內涵的特征。相對于高技策略復雜的施工工藝，需通過數字化機器設備以定制化實現產品的操作過程而言，低技策略有著簡易的施工程序和較低的能耗，更傾向于粗放式的手工操作技術，具有較低的資源消耗及維護成本。因此，在景觀設計行業具有較高的可行性，且具有可持續性意義。文中所述的低技策略在景觀裝置設計中的應用，是通過對材料的創造性使用，將傳統造園的審美理念與現實功能相結合，從而巧妙地將傳統理念與地域特色向現代延伸，以達到對場所環境的最優選擇。

2非線性參數化景觀設計概述

非線性參數化景觀設計是基于非線性思維和參數化控制生成景觀規劃結果的過程。非線性設計思想和參數化設計技術的結合，強調對影響因素的綜合分析，是自上而下的生成設計過程，為景觀設計提供了一種分析、思考、處理問題的新方式。20世紀中期，隨著生產技術的提高，非線性科學應運而生。非線性科學作為遠離平衡狀態下動態的穩定化有序結構，充分挖掘了自然界的萬般形態，并拓寬了線性科學還原論的局限性。在景觀設計領域，非線性科學表現為在滿足使用功能的前提下形式至上，即呈現為一種連續流動狀形體。所以非線性景觀是設計研究、分析發展后的生成物。它的生成過程決定著自身在形式上不可再生的屬性，呈現出非標準的形體，是不規則的、特殊且陌生的，這時視覺形象被切換為非核心因素，不再有特定的形式與風格。例如，景觀設計師古斯塔夫森善于將土地視為不同力的集合，基于前期對模型的推敲，在土地“受力”后演變為折疊、褶皺、隆起等異形體。在她所設計的莫不拉斯的貯水池和公園項目中，將露天劇場、野外郊游區、沼澤區等各功能區整合在場地中的同時，運用較為感性的方式，對公路旁蓄水池中的泥土進行處理，將其塑造為抽象的藝術地形，闡釋了非線性的流動地表特性。

參數化是技術、方法、算法，更是一個系統。眾多學科間通過參數化語言，使相互間的交叉點得以匯聚，進而轉換為計算機通用語言進行應用。參數化設計作為新型技術手段，近年來被引入景觀設計中，并取得一定成效。在景觀設計領域，參數化設計以傳統基本理論為基礎，基于地形、水體、植物、建筑、道路、鋪裝等要素類別，篩選出影響諸要素的具體因素，并將其參數化，通過對因素的分析，理性地量化景觀要素的變化規律，最后利用人的感性分析對整體設計進行把握。從而以多樣化手法實現景觀要素的預期發展，以此提高對要素的準確把控。

3低技策略在非線性參數化景觀裝置設計中的應用意義

非線性參數化設計作為“數字設計”的一種，在參與景觀裝置設計方案建造過程中會經常使用激光切割、數控彎曲成形、多軸數控銑床、3D打印、機械臂建造、快速成型等成本高昂的“數字建造”技術。例如，澳大利亞設計師AR-MA設計的 “三葉草亭（trifolium）”景觀裝置，是由三個連續的無縫的弧形拱頂組成，相互組合成一種流線型、連續性的空間，表皮結構由自承重的人造大理石構成，內側飾面由黑色鏡面不銹鋼板拼貼而成，形狀各異的模塊總數多達3000種，兩部分表皮由452個獨特的不銹鋼支架支撐，通過數字計算與數控切割，使各部件之間的誤差控制在1mm以內，整體外觀宛若一件璀璨的珠寶盒。在當下我國的景觀設計領域，從單位面積造價來看，遠不及建筑設計的成本預算空間，在使用高成本數字建造技術方面則會較為困難，這就必然會影響部分設計的實施落地。此外，通常甲方單位對景觀項目的施工工期要求相較于建筑要短得多。因此，低成本、低技術、短工期成為現如今景觀設計行業的現狀，而低技術在作為“高科技”的非線性參數化景觀營造上，則會同時起到降低成本和縮短工期的作用。由于低技術所具備的誤差調節機制可較好地提高作品的完成度，從而也可為創意豐富的景觀設計師們提供更加多樣且廣闊的施展空間。

4低技策略在冥想花園景觀裝置設計中的應用

設計者在“冥想花園”項目中探索式的在裝置概念形式推演階段運用了非線性參數化的設計方式，并嘗試利用低技策略應對非線性形式裝置在施工過程中遇到的技術限制，以較好地完成方案最初的完整效果，為景觀設計行業在非線性參數化景觀裝置設計的低技策略領域提供借鑒。

4.1方案概述

4.1.1方案初步構思

方案選址位于吉首大學張家界校區的圖書館露天庭院（如圖1），在約400平方米的正方形場地內，將低技策略與傳統材料相結合，營造出中國古典園林的曲徑通幽、柳暗花明的效果。目的是通過該裝置的設立為到訪圖書館閱讀的師生帶來安靜的室外學習空間，在充滿意境的裝置空間內能夠冥想，故取名為“冥想花園”。

方案的造型靈感源于項目所在地吉首大學?；諛酥镜母拍钛葑儯⒁狻傍P飛千仞，薪傳八方”校訓文化的延續，同時對方案設計前的四顆庭院樹進行保留，四周靠墻留出裝置外的主要活動流線，在一塊近似方形的透水地磚鋪地上建造一處非永久性的景觀裝置空間（如圖2）。

4.1.2形式空間描述

為增加在景觀裝置內穿梭的體驗感，借鑒傳統古典園林的夾景、障景、借景等造景手法，結合幕布的起伏對視線關系進行處理，兩側高立的白色半透明帷幕將游人的視線引導入內，隨后迎面一座門洞，門洞內的視線壓縮與門洞前的開敞視野形成強烈對比，穿過封閉的門洞空間后豁然開朗，呈現在眼前的只有荷花與倒映著帷幕的曲形水池。同時在這個核心景觀節點設置了提供給師生的休閑閱讀空間，接下來穿過帷幕直至出口。白色帷幕裝置圍合出富有節奏的沉浸式體驗空間。

4.1.3裝置中的非線性參數化體系

帷幕裝置的支撐體系由控制自身彎曲度的鐵絲和控制整體起伏翻轉的可調節竹竿構成，通過在Rhinoceros中進行曲率分析計算出裝置的曲率，在曲率值較高的部分，利用透明的魚線結合建立在活動底座上的竹竿進行彎度調節，其中的活動底座設計成可單軸轉動的鋼套，用來調節竹竿。在帷幕拼裝上，首先利用Rhinoceros將帷幕進行平鋪，計算出面積大小，然后在定做時進行分段生產，隨后完成拼接。由此構成“曲面率——結構支撐——生產制作”三部分緊密聯系的非線性參數化建造體系。

4.2低技策略的實現途徑

4.2.1材料的可塑性

方案中“鳳飛千仞”的波動曲線造型為非線性參數化在形式上的主要表現。造型的實現主要依靠鋼絲對具有極強可塑性的帷幕邊緣的弧度控制，以此來實現豐富有趣的體驗空間。此外，裝置附屬材質所涉及的半透明魚線、竹材、混凝土等也具有較強的可塑性。

4.2.2“低技”的安裝程序

該設計方案在場地的實現主要依靠人工搭建的“低技術”，而非參數化下的“高技”工藝。有著復雜邊緣形式的帷幕在軟件計算面積的階段就將其分段，并對各段的銜接處進行標號處理，對生產和拼接都較為便利。安裝時無需像一般的非線性參數化需要模型進行VR定位，因帷幕具有可塑延展特性，故僅需工人按照標號進行拼圖式縫接即可。接著工人將鋼絲包裹至帷幕邊緣，按照軟件的3D模型進行形體塑造，并配以竹竿在曲面率較高的位置進行固定。

4.2.3誤差的中和體系

人工拼接的“低技”途徑雖然在成本控制上有很大節約，但在精度控制上遠不如現代的“高技”工藝，因此需要通過誤差調節體系來確保預期造型的實現。該設計主要通過支撐和牽引兩部分實現誤差的中和。支撐主要依靠單軸可調節基座來實現對裝置起固定作用的竹竿進行角度控制;牽引主要依托可隱藏在環境中的半透明魚線對帷幕進行微調。二者的彈性配合即可實現施工中“零”誤差的現場擬合。

5結語

本文對探討基于低技策略在非線性參數化景觀裝置設計中的應用、非線性參數化思維如何與地域性景觀裝置設計相結合有著重要意義。同時，也為地域文脈、環境、功能、場地的表達提供了新的參考，豐富了景觀設計師的創作思維，增加了景觀裝置的實現途徑，對景觀行業的發展起到一定的促進作用。