建筑参数化设计与多学科交叉发展研究.doc

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1、建筑参数化设计与多学科交叉发展研究摘要：随着计算机科学的快速发展，建筑设计越来越依赖新兴的计算机辅助设计系统，这些辅助系统也开始影响建筑设计的发展。建筑参数化设计作为与计算机科学联系最为紧密的一种建筑设计方法之一，现如今也大量的运用在越来越多的实际项目之中。本论文从建筑参数化设计的基本特点出发，通过不同学科与建筑参数化设计的交叉角度，运用文献查阅、对比分析等研究方法，来探讨在多领域多学科的交叉影响发展下，建筑参数化设计在整体设计周期中所发挥的作用以及其未来发展的趋势及潜力。关键词：参数化设计；学科交叉；设计方法1建筑参数化设计及其特点5学海无涯1.1建筑参数化设计。由于计算机

2、科学在20世纪末期的飞速发展，计算能力不断提升，计算机辅助设计已经在各个设计行业中占据了绝对的统治地位。参数化设计方法正因得益于此，在2000年前后也开始出现在大众的视野中。参数化设计是指通过计算机编程，将影响设计的各种参数组织到一起，搭建一个数字化模型，调整不同的参数，就能够获得整个数字化模型的不同设计结果[1]。这种参数模型能够集合多种设计参数为一个整体系统，在这一系统中，各个参数又通过一定的拓补关系，与其他参数建立联系，对系统中任何一个参数的修改，都能够直观的看见其他参数乃至整个模型的变化，从而达到多种设计结果参考比对的目的。进入21世纪后，多种易用的计算机参数设计工具

3、的出现，使得建筑参数化设计开始在全球范围内高速发展。1.2建筑参数化设计的特点。由于参数化设计需要通过算法将各种参数连接成一个整体的系统，那么这些不同的影响参数以及参数之间数学逻辑关系，就成为了这个系统中最为重要的两个部分。通过对这两个部分的调节，就能够精确的控制建筑的形态。根据这一系统的内外关系，建筑参数化可以总结为参数性，动态性和系统性[2]。参数性是指系统中所集成的大量数据，这些数据直接或间接的构建出整个建筑体系，以用来模拟在现实中影响建筑的各种条件。有的参数也是一种多维度的变量，处于一种不可见的过程态之中，一般的设计思路并不需要触及到这类参数，但在参数化设计中，这类参

4、数往往很多，并且能够起到简化思路，便捷控制更多直观参数的作用。动态性是指在大量参数之间建立起来的数学联系，可以通过便捷的手段来进行实时的修改，来达到符合预期设计的目的。这种动态性在数学学科中被称之为函数集，即通过修改一定的参数，来串联性的自动修改其他的参数[3]。这种动态是实时、自动的进行，设计师只需要设置好参数并且配置好它们之间的数学关系，以此快速的呈现出不同的设计结果。系统性就是这一由庞大的数学模型，在同一平台之下，被有序的组织，呈现出精确的建筑模型。这一平台就是参数化平台，它不仅使建筑设计朝着一种逻辑性更强的方向发展，还使得建筑设计更加便捷自由并降低各项资源成本。发展成

5、熟并使用广泛的平台是Rhino配合Grasshop－per，除此之外还有基于BIM的Revit-Dynamo等。1.3算法的思维模式。建筑参数化设计与传统的建筑设计方法有一个明显的区别，那就是参数化设计需要深入了解不同项目需要用到的最适合的算法，并考虑到算法在整个系统中所发挥的作用，这是一种跨学科的运用形式，建筑设计师需要具备最基本的算法选择与设计思维，制订出最契合项目参数运行方式的算法，将计算机学科中的观念与建筑设计结合起来。算法在参数化设计中起到了联系枢纽的作用。算法在不同的情况下也具有优劣之分，好的算法能够简化设计步骤，节省时间成本，减少资源调用等，算法是建筑参数化设计

6、中最主要的部分，它体现了设计过程的流程形式。1.4参数化设计与非线性设计。非线性设计的起源要比参数化设计早很多，高迪所设计修建的米拉公寓以及圣家族大教堂等都可以视为非线性设计，整个建筑设计中包含了一些多维度的设计思路[4]。参数化设计所生成的建筑大多是非线性的，但这两者之间并不能够画上等号。从视觉上看，非线性设计可以通过多种设计手法来达到，而参数化设计所形成的设计方案也不全是非线性的。但从整个参数化设计系统来看，参数是各部分的内在联系，一旦发生改变，就有可能影响整个流程的运行结果，因此此类建筑可以看作一个非线性的集合[5]。2建筑参数化设计与多学科交叉发展5学海无涯2.1参数

7、化设计与计算机学科。参数化设计是建立在计算机之上的，无论是软件还是硬件的发展，都能够在参数化设计中体现出来。从Rhino各个版本的对比中可以发现，随着计算能力的增强，以往很多的模拟只能够在一种很粗糙的环境下进行，所求得的解也不够精确。在实际建设中，非线性的幕墙需要细分曲面成为网格来进行施工，这一过程在早期的Rhino版本中，无论是精确度还是速度上来看，都远不如现在最新版本（Rhino6），而这一变化，主要依赖计算机的发展。2.2参数化设计与建筑结构学科。在传统的设计流程中，建筑设计师在完成设计之后，再将