高层建筑参数化设计探究和发展

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1、高层建筑参数化设计探究和发展　　【摘要】本文通过对西萨·佩里的高层建筑作品形体与构成原理进行分析，解读了高层建筑设计的几何形体呈现规律，并重点分析了参数化构建方法在高层建筑设计中的应用。【关键词】高层建筑；参数化设计；研究；发展1、西萨·佩里的高层建筑理论西萨·佩里在1977年设计建成了纽约现代艺术馆大厦，至今其已经在各地建造了超过四十栋的地标性超高层建筑，比如吉隆坡的双塔、香港的国际金融中心大厦等。根据建筑评论家约瑟夫的计算，西萨·佩里每年设计建成的高层建筑物规模相当于纽约帝国大厦的1.5倍[1]。西萨·佩里作为现代派的建筑大师，其设计的高层建筑物

2、看似与参数化设计没有关系，但通过对其设计作品进行分析可以发现这些建筑物的形体几何构成均呈现出一定的规律性，且这种规律性会随着建筑工程技术的不断进步而呈现出显著的变化。由此可以得出结论，认为西萨·佩里的设计方法与参数化设计所倡导的发展逻辑规律具有一定的相似性。6西萨·佩里设计的高层建筑物包含了很多种类与造型，通过对这些建筑的种类与造型尽显分析，可以基本总结为如下四种类型，即：分支形、角部退台形、多折面形与结构外墙形[2]。如果简单的按照建构主义的方式方法进行分类，可以将其分为空间截面形与空间点法形，分别按照空间截面法则与空间点法则。其中空间截面法则主要

3、是通过寻找平面截图的空间位置，采用布尔交集与放样等方法来生成建筑，西萨·佩里的大部分建筑设计采用了这种法则[3]。但近些年以来，西萨·佩里也开始应用空间点法则进行设计定义，通过寻找定义建筑边界的空间点几何定位规律，组合不同的面，来生成建筑实体，比如西拉大厦，通过定义不同的角点来明确几何关系，并运算角点与角点之间的距离，形成几何模型。因为西萨·佩里的高层建筑有明确的构成规律，因此可以通过一些数字化的手段来对其设计进行演示，也可以结合形变的基本规则来生成这种多变的方案设计，无论采用何种方法，我们都可以看到高层建筑形体的形变控制方式方法与内在规律。2、高层

4、建筑参数化的形变分析6通过采用参数化设计方法对西萨·佩里的建筑作品进行分析可以发现其作品的一些特有属性，但这种方法对其作品的分析显然也展现出了一定的局限性。虽然采用参数运算生成的高层建筑物能够在某种程度上展现出西萨·佩里的建筑风格，这主要是由于归纳出来的数字结构与规律事实上都是以西萨·佩里的设计为基础的。但这项研究与演绎模式能帮助我们发现一个重要内容，即高层建筑物形态的构成事实上都可以通过简单的归纳方法来对其进行分类，并通过组合面或者布尔交集来进行构建，这里将形变规则纳入进来，就可以不断创新设计。从这一角度分析，可以利用参数化方法进行高层参数化形变系

5、统的设计。高层建筑参数化的形变系统并不是以某一个建筑为研究对象的，而是从宏观的几何类型学角度出发，总结归纳出适合高层建筑物外形设计的几何形体，并将这些形体进行组着与配对，进而发展除一套能够有效解读这些几何形体的数学运算方法与系统，以对这些形体进行比例的拉伸、缩放、平移与扭转[4]。根据参数化技术与设计思路，可以生成特定的组合，进而构成多元化的参数设计方案，由此可以发现衍生出来的参数化方案是无穷的，因此这个系统具有一定的应用范围。3、高层参数化形变案例分析以诺曼·福斯特的设计方案为例分析高层参数化形变系统的作用。通过查阅文献可得知这些设计方案均具有极强

6、的时代发展特征，表现为外在形体的复杂与变换的个性，比如Gensler设计的上海大厦，很大程度上给上海市天际线带来一丝奇6妙的景观。通过对这类设计方案与建筑形体进行分析可以发现，参数化高层建筑事实上是可以通过简单的形体构成方式来实现并构建的，高层参数化形变系统更直观的展现了高层形体构建系统，可以通过自定义的数字平台生成某种规律性的形体，进而控制高层建筑形体的构建。图1上海大厦4、高层建筑参数化细部构建研究在参数化的高层建筑设计过程中，建筑师一方面要对高度复杂的建筑物形体进行分析与处理，同时还需要重点解决那些由于复杂的外部形体而带来的一些标准化部件的内部

7、构造问题。在高层建筑参数化发展过程中，包括弗兰克·盖里与罗曼·福斯特等在内的著名建筑大师均拥有自己的数字化专业技术团队，为每一个高层建筑个案开发并研制数字平台，来解决实际建筑过程中存在的构造性问题，而这也构成了高层建筑设计方案实现的基本技术保障。另外，在市场中经常会找到很多相关的专业化构造与施工辅助性软件，比如DigitalTechnology开发的数字方案以及Autodesk开发的Revit方案[5]，这些方案与数字平台都在很大程度上对建筑设计提供了辅助性作用，同时对前期建筑方案的设计也起到了一定的作用，但这种作用并不明显，这也构成了参数化设计推广

8、相对滞后的重要原因。6为了推动参数化设计的发展，填补其在设计初始阶段辅助细部构建的空白，本文开发设计了一套以