參數化設計在室內設計中的應用與價值

[摘 要]隨著時代的進步，數字化、信息化技術都在快速發展，參數化設計也逐漸顯露頭角。參數化設計不再局限于建筑或工業設計等領域，這種全新的設計風格和設計理念正在改變當今的設計行業，也對傳統的設計方法和審美觀念發起了挑戰。如今越來越多的成功案例也反映出其獨特的設計價值。當代的設計發展逐漸趨向開放、融合、交互和深入的設計，參數化設計與室內設計的融合將會成為室內設計的發展新風向。

[關 鍵 詞]參數化設計；室內設計；數字化

[中圖分類號]TU238 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-7556（2024）20-0040-03

文獻著錄格式：谷銘豪.參數化設計在室內設計中的應用與價值[J].天工，2024（20）：40-42.

一、參數化設計的相關概況

（一）參數化設計的基本概念

參數化設計通過控制參數與變量，關聯設計要素形成整體設計。在計算機輔助建模的過程中，它將參數信息轉化為可視化模型，形成初步的設計并修正。此過程包括信息提取、制定邏輯規則、參數計算以及構建模型，設計師通過調整參數探索多種設計可能性，保持設計邏輯的一致性。

（二）研究背景

參數化設計是將工程編制成函數與過程，通過計算機計算和初值修正，實現設計自動化。其最初應用于工業設計，20世紀90年代后，在建筑領域得到應用，并在英國等相關機構的推動下取得成果。受法國哲學家和計算機輔助設計影響，逐漸產生數字建構、數字化設計等新觀念。

（三）研究現狀

國外參數化設計啟蒙較早，其研究與應用發展迅速，多所高校設有專門工作室。英國的倫敦大學是佼佼者，學校具備先進設施以幫助學生實現設計想法。扎哈·哈迪德作為最具代表性的建筑設計師，將參數化設計應用于作品，詮釋了曲線美，并推動“參數化主義”概念的發展。國內則有清華大學、中央美術學院等高校進行參數化設計研究，并滲透于教學中。MAD建筑事務所是國內建筑事務所的代表，其創始人馬巖松受扎哈·哈迪德影響，作品廣泛運用了參數化設計手法。

（四）研究意義

參數化設計是輔助手段，雖非必需但可以提供更多選擇。設計師的思想是關鍵。在室內設計中，參數化設計能解放思維、提高效率，應對城市數字化發展帶來的環境挑戰，幫助設計師在更深層次、更廣維度上找到最佳解決方案。

二、參數化設計的發展

隨著計算機技術的進步，復雜的參數化設計得以實現，借助C++、Java、Python等編程語言和科學計算軟件，設計師能夠處理更多變量和復雜邏輯關系。SketchUp、Rhino等軟件為設計師提供了強大的建模和渲染能力，使參數化設計更直觀高效。參數化設計不僅應用于建筑設計，還拓展至室內設計，便于控制且易實現。其應用于設計階段可以提升施工效率和管理水平。

三、參數化設計在室內設計中的應用

（一）參數化設計的計算機平臺

目前常用的計算機平臺有GIS系統（Geographic Information System，地理信息系統）和BIM系統（Building Information Modeling，建筑信息模型）等。

GIS系統是一個可快速獲取、保存、識別和顯示地理數據信息的系統。它的基本功能是采集、轉換數據，通過采集獲得真實的數據信息，然后將數據經過轉換入庫，以保證數據的系統性和一致性。BIM系統以場地相關數據信息為基礎，通過輸入數據建立可視的三維模型，運用數字仿真技術讓建筑變得形象可觀。BIM系統內的數據信息具有完整性、聯系性、可視性、協調性等特點。LSV系統是專業的影像、高程、傾斜攝影數據閱讀器，它能提高閱讀的效率，得到三維地理信息數據和攝影實景數據。

（二）參數化設計在場地可視化分析中的應用

參數化設計以數據為基礎，通過GIS、LSV等系統獲取場地地形、地貌、氣候等關鍵信息，并導入3D造型軟件（如Rhino）結合可視化編程語言（如Grasshopper）生成三維地形模型。系統提供地表徑流、日照、高程、坡度等數據的可視化信息，幫助設計師全面理解場地特性。相比傳統方法，參數化設計更準確、客觀，能動態模擬不同設計參數對場地效果的影響。其交互式界面可以提高設計效率，生成的場地模型可直接用于施工和材料預算，提升施工效率和質量。

（三）參數化設計在設計方法中的應用

參數化設計的核心就是將影響設計造型的因素轉化為可視化的數值變量，系統會根據這些數值的變量來自動調整模型的生成形態。參數化設計是一種全新的設計語言，設計師可以提取一些特定的數值來調整模型的造型和結構，數據的輸入和計算大大提高了設計師的創作效率。

四、參數化設計在室內設計中的優勢、問題及解決策略

（一）參數化設計在室內設計中的優勢

1.西安鐘書閣：數字化設計理念與高效設計流程的完美結合

西安鐘書閣被譽為“云朵上的讀書天堂”，其設計理念和實現過程充分體現了現代數字化設計與高效設計流程的完美結合。該項目設計團隊以創造輕盈、流線型的自由空間為目標，通過高效的設計流程，成功地將這一理念轉化為令人驚嘆的實體書店。

在設計初期，設計團隊就明確了鐘書閣的基本空間布局，即由重點圖書推薦區和公共閱讀區組成。為了實現云朵般輕盈的空間感，設計團隊決定采用數字化設計理念和技術。他們通過編程設計優化每一片鋼板，這些鋼板最終構成了書店內獨特的曲線書架。在這一過程中，參數化設計軟件發揮了關鍵作用，它允許設計師通過輸入參數快速生成多個設計方案，并在短時間內探索更多可能性。

在書架材料的選擇上，設計團隊面臨一定的挑戰。由于消防規范的限制，他們最終選用5mm厚的鋼板來定制曲線書架。這些書架以懸挑的結構形式漂浮在空間中，背后由精密計算的基礎鋼架提供支撐。這種設計不僅保證了書架的穩固性，還為其增添了一份輕盈與靈動。

值得一提的是，鐘書閣的公共閱讀區充分利用了空間的各個角落，圓潤的倒角和通體發光的透光亞克力背板共同營造出一個溫馨而舒適的閱讀環境。而重點圖書推薦區則采用了纖細的螺桿懸吊三角形的鋼板，使得陳列的圖書仿佛飄浮在空氣中，為讀者帶來一種全新的閱讀體驗。

2.上海古北一號社區閱讀空間

（1）靈動多變的設計造型與科學的參數化設計

上海古北一號社區的閱讀空間被譽為全上海最文藝的鄰里中心，是室內設計的瑰寶。這個由Wutopia Lab設計的1000平方米空間，以其獨特的設計和溫馨的氛圍，吸引著社區居民前來放松與交流。特別是在入口層（上層），曲線的仿木鋁板與云片狀的吊燈相結合，營造出一種仿佛置身于森林中自由自在的空間感。

這一設計的成功，很大程度上歸功于豐富的設計造型和參數化設計的運用。豐富的造型設計為閱讀空間增添了無盡的魅力。曲線的仿木鋁板柔和地升起降落，與云片狀的吊燈相互映襯，共同構建出一個充滿動感和層次感的空間。這種設計不僅打破了傳統室內設計的呆板與單一，更讓社區居民在享受閱讀的同時，也能感受到空間帶來的美感和舒適。參數化設計造型的非線性特點在這個項目中得到了充分體現。相較于傳統線性造型的單一性，參數化設計通過運用先進的數學模型和算法，創造出靈動、多變的形態。這些看似不規則、不可預知的造型，實際上是經過數學邏輯嚴密推算得出的，既具有科學性，又富有藝術性。在上海古北一號社區的閱讀空間中，這種設計手法不僅為室內設計提供了更多的創意空間，還使得整個空間更加生動有趣。

（2）數字化精確控制與沉浸式閱讀環境的營造

上海古北一號社區的閱讀空間以自由自在的空間感和沉靜的閱讀氛圍，成為社區居民的心靈棲息地。為了實現這一獨特的設計構想，設計團隊運用了大量的數字化理念和技術，展現出精確的設計控制力。

設計團隊通過編程設計和數控機床的直接加工生產，實現了對每一條曲線、每一個企口的板材的精確控制。這種數字化的生產方式不僅保證了設計的精準實現，還大大提高了施工效率和質量。每一塊板材都經過精心計算和優化，以確保它們能夠完美地融入整體空間設計中。在這個空間中，大臺階的設計是一個亮點。它不僅連接了上下兩層，使得空間成為一個整體，還巧妙地引導光線從室外傾瀉而下，為下層空間帶來自然的光照。這種設計不僅增強了空間的連貫性和流動性，還為來訪者創造了一種沉浸式的閱讀環境。與此同時，設計團隊在下層空間營造了一種更加沉靜、專注的氛圍。通過大面積使用黑色調，削弱了空間的活躍度，使來訪者能夠更加專注于閱讀和欣賞藝術畫作。在兩翼進一步用黑色和燈光營造更加私人化和冥想化的空間，包括洗手間，為來訪者提供一個可以沉思和放松的角落。這種精確的設計控制，得益于參數化設計的運用。通過參數化設計，設計師可以精確地控制每一個設計元素，從空間布局到裝修材料，再到燈光照明等各個方面。在滿足功能需求的前提下，設計師還能夠優化設計方案，實現材料使用的最小化和空間利用率的最大化。

3.大華·天津流線藝術公園：參數化設計與建筑景觀的和諧銜接

隨著城市化進程的不斷發展，人們對城市空間的需求也日益多樣化，他們渴望擁有更多與城市、景觀和諧共處的空間場所。在這樣的背景下，大華·天津流線藝術公園應運而生，它不僅是一個公共空間，更是一個融合了藝術、文化與科技的現代化公園。

大華·天津流線藝術公園以天津的海洋港口文化為基底，巧妙地融入大華集團的鯤鵬IP造型，通過鱗與羽的交錯，將魚與鳥的化身呈現得淋漓盡致。鏡面水景如海面般流淌延伸，藝術草階則層疊成波浪狀，這三者錯落有致地結合在一起，形成了一個別具一格的公園劇場空間。這種設計不僅賦予場地豐富的功能和個性，還使其能夠作為劇院、畫廊、藝術集市等多重角色存在，同時也可回歸到最原始的公園休閑聚會空間，極大地豐富了周圍居民的生活方式。

在大華·天津流線藝術公園的設計中，設計團隊充分利用了參數化設計的優勢，從公園的整體布局到各個細節元素，都實現了與建筑設計的無縫銜接。這種銜接不僅體現在形態的協調與統一，使得公園的流線型設計與周邊建筑相得益彰，更在功能上實現了互補與融合，為城市居民提供了一個多功能的休閑聚會場所。

公園的IP造型——鯤鵬，因其造型的不規則性，其鱗片排布尤為復雜。設計團隊從整體外形到鱗片的排布方式、彎曲程度、內部力學結構以及連接方式等，都進行了嚴密的參數化計算。這種精細化的設計不僅確保了IP造型的完美呈現，更在視覺上形成了一種獨特的藝術效果，與公園的整體設計風格相得益彰。此外，公園內的多個半圍合式空間、整體流暢的構筑線條以及與整體造型一致的座凳等設計元素，都為公園賦予更加多樣的功能性，人們可以在此閑坐交談，享受城市生活的閑適與自在；孩子們則可以與旱噴、動感燈光進行互動玩耍，體驗科技與自然相結合的樂趣。

（二）參數化設計在室內設計中應用存在的問題

參數化設計在室內設計領域的應用仍處于起步階段，目前面臨幾個主要問題。首先，其應用時間相對較短，導致相關理論和技術尚不成熟，應用范圍有限。其次，參數化設計運用在室內設計中存在一定難度，可能無法完全滿足室內空間環境設計的所有需求。再者，缺乏專門針對室內設計的參數化軟件平臺，現有軟件主要停留在基礎建模和設計表現層面，缺少像BIM、Revit這樣成熟軟件的支持。最后，參數化設計帶來的華麗造型往往伴隨著高建造成本和難度，需要更完善的體系和更成熟的技術來支撐設計的實現。

（三）解決策略

雖然參數化設計在室內設計領域發展時間較短，但可以從工業設計、建筑設計等行業借鑒其應用方法和成熟經驗。為推進室內設計中的參數化設計，需要搭建技術平臺和信息平臺，研發適用于室內設計的軟件插件，增強軟件的適用性，并通過整合數據和加強行業交流，完善設計規則體系。此外，隨著材料科學的進步，盡管采用創新材料的成本較高，但為參數化設計提供了新的方向，并可能逐漸降低整體建造成本。這些措施將共同推動參數化設計在室內設計領域的發展和應用。

五、總結

參數化設計對室內設計產生了深遠影響，它強化了設計師的邏輯思維能力，完善了設計流程，并豐富了造型特征。然而，隨著參數和算法在設計中的普及，未來設計師將面臨更大的挑戰，這就需要對室內設計進行全面革新。同時，參數化室內空間研究缺乏統一評價標準，需通過對比和調研評估其優劣，這對布局設計評價標準的深入研究十分有意義。另外，參數化施工成本壓力仍然較大，裝配式施工方法或為其提供解決方案，以降低成本、提高效率、推動室內設計創新，這也是未來研究的重要方向。

參考文獻：

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（編輯：薛直艷）