(1.河南工大设计研究院,河南,郑州,450001)
(2.河南工业大学土木建筑学院建筑系,450001)
【摘要】自上世纪中期,高层建筑的运用越来越广泛,更多国家地区开始建设高层建筑物,建筑行业就掀起了一次设计方式的新的革命。早期的建筑设计图纸是以人工手绘制图的方式来设计的,自从计算机网络技术的出现以及推广运用之后,人工手绘逐渐被计算机绘图所替代,而计算机绘图所涉及到的参数设计对于整个绘图是非常重要的。这种新的设计方式也让人们更加关注建筑设计中的参数化技术。本文将从参数化设计出发,阐述参数化设计在高层建筑当中的发展趋势,也由此展开未来高层建筑参数化设计的发展,期望本次研究对我国的高层建筑参数化设计能够有所帮助。
【关键字】高层建筑;参数化设计;复杂性;发展
1建筑参数化设计系统概述
对建筑的参数化设计是有工程设计人员根据不同建筑工程所涉及到的工程关系以及几何关系所制定出来的设计方案。通常情况下,设计人员为了达到建筑设计要求需要考虑到的不仅仅是初始的工程参数以及相应尺寸,还必须考虑到着一些基本建筑关系在设计参数出现变化时不会影响到建筑关系。对参数我们也进行了划分,主要可分成两类:一是尺寸参数,也称为可变参数;二是几何空间参数,建筑中的各个元素都有相应的空间几何信息,也称为不变参数。而我们所要讲的参数化设计其本质就是要保证在可变参数出现变化时,不变参数不会出现改变。
在进行参数的分析与设计时应该以数理逻辑方式来思考,选择合适的参数是关键。如果使用传统设计方法来解决这种非线性的复杂性设计则会有很大的困难。参数化设计技术在此就显示出了它的优势,因为参数化设计可以调整参数而不影响到建筑形态,所以能够很好的解决非线性形态的建筑的设计要求。所以说,参数化设计能运用的范围要比传统设计广的多,不仅可以用来解决普通形态的建筑设计,还可以用来解决传统形态建筑所达不到的要求。参数化设计的目的并不是为了局限某一建筑的具体类型,而是为了更好解决建筑中出现的问题的一种手段。
2高层建筑参数化设计理论与发展
2.1高层建筑的复杂性与参数化设计
高层建筑参数化设计模型不仅可以体现出建筑系统的特征,还能够很好的对高层建筑的复杂性问题做出充足的说明。在过去,由于设计辅助设备的不足,建筑师们很多时候只能在脑海中构造建筑设计,想出方案,之后再草绘出大概,但是这毕竟知识建筑师脑中思考出的片段构造。在对高层建筑进行设计时,能够很明显的感受到高层建筑的复杂性。但是参数化设计能够比设计师更好的诠释出高层建筑的复杂性这个问题,可以从以下两方面说明:
2.1.1参数化设计过程具有可视性
使用参数化设计技术的时候,可以通过参数来明确的显示出与建筑相关的各个元素,并且将这些元素之间的关系通过设计逻辑很明确的反映出来。这种直观性设计不仅可以展示出高层建筑之中个体数量多,且各个个体之间错综复杂的逻辑关系,这样一来,人们就能够更好的认清高层建筑的复杂性了。
2.1.2参数化设计在建筑形式的表达性
建筑设计人员在进行建筑设计时,可以运用参数化设计技术将建筑进行模型化设计出来,设计人员通过模型设计的表达不仅可以模拟设计出各种造型的建筑,还可以发现在建筑在工程建设过程中可能出现的问题,并事先对其做出一定的解决,这对后续的工程来说具有很大的帮助。
2.2高层建筑参数化设计方法的发展趋势
2.2.1以复杂性科学理论的发展趋势
随着近些年计算机技术在建筑设计上的广泛运用,建筑师们对高层建筑的复杂性的了解也更加清楚了,所以,很多设计时在进行建筑设计时会更多的考虑到在设计作品当中添加进一些复杂性理论的表达,从而体现出建筑的复杂性。但是设计时的大脑毕竟想象有限,有时候很难完整的诠释表达出建筑设计中的复杂性。这样一来建筑作品就只能成为繁琐了。而参数化设计技术则不同,参数化设计可以事先将初始参数设置好,之后在从中添加进去其他影响元素而不会影响到初始参数。由此形成的图形信息是具备很好的逻辑性的。通过参数化设计技术所设计出来的建筑形态不仅涵盖了平面构图关系,还涵盖了许多形式成果,这也是诠释高层建筑复杂性的重要方式,也是未来建筑设计发展的重要方向。
在建筑设计当中,复杂性学科所渗透的很全面,这对于建筑设计师在进行时需要考虑到的事项就会多很多,但是它也有它的优势,设计师可以通过参数化设计更好的表达出建筑设计的多元化特点。在建筑外形方面,设计师能够直接利用参数化设计工具来直接生成复杂性高的建筑形态,所以说,不管从什么样的设计目的出发,参数化设计技术能够很好的展示出它多元化的设计优势,这对于建筑设计的发展是很有帮助的,但是复杂性的发展仍然存在着一定的难度,因为其本身对相关设计上的要求都是比较高的,要想更好的进行复杂性设计就必须将相关问题都考虑全面。
2.2.2以适应性设计工具的发展趋势
高层建筑参数化设计还有一个很大的发展优势,那就是可以进行过程优化,在建筑设计过程中通过对参数化设计技术的运用可以很好的对建筑设计所涉及到的问题做出解答,从而可以更好的选择处理方式来处理建筑设计中难以解决的工程问题。高层建筑的参数化设计在很多时候也会被用来对已完成的建筑设计雏形进行修改,通过对建筑设计雏形的参数以及理论进行验证,达到工程建设前尽可能减少可能出现的问题。在进行设计的过程中,设计师可以根据想法或者是在建设中可能出现的问题通过设计软件进行修改,从而保证工程建设能够更加满足期望。所以说,以适应性设计工具的使用也是未来高层建筑参数化发展的方向之一。
3高层建筑参数化设计的发展期望
高层建筑的参数化设计很大程度上依赖于计算机技术,可以说缺少计算机技术,高层建筑的参数化设计寸步难行。计算机技术的发展让建筑行业的发展提升到了新的高度,所以说,未来计算机技术的发展将会很大程度上决定参数化设计技术的发展方向以及发展程度。
就目前来说,对于参数化设计的计算机软件有很多,从这里不仅可以看出当前参数化设计的软件发展具有多样性,还可以看出当前参数化设计技术达到发展还有很多欠缺。目前在计算机软件的开发使用方面,虽然软件众多,但是软件的功能却并不全面,设计覆盖面也有所欠缺,很多软件都无法满足设计师对建筑设计的要求。所以说,计算机技术的发展会直接影响到高层建筑参数化设计的发展。
除此之外,在参数化设计技术方面,高层建筑参数化设计技术的推广也越来越广泛,建筑师对于参数化设计技术的认知也应该得到更大的提高,增加对这方面技术的运用。而当前我国的高层建筑发展方向很大程度被局限在如何解决复杂建筑形式的问题之上,很多设计师还在使用传统的设计方式,这对于我国高层建筑的参数化设计发展来说是有很大阻碍的。随意,为了我国建筑业更好的发展,我国必须增加与国际上建筑方面的知识的学习运用力度,改变我国当前的设计现状。
结语
计算机技术的运用让建筑参数化设计得到了更大的推广与运用,也让高层建筑的参数化设计在建筑业当中受到更多人的关注,也造就了世界上多个地方极具当地时代文化特色的高层建筑物。而且,将来还会有更多的高层建筑参数化设计方案相继出现在世界各地。这些建筑方案的成功案例以及正在设计或执行的设计方案都归功于信息时代下参数化设计技术的发展,也要归功于建筑师们对形体几何构成认知紧随时代的发展而进步。本文对高层建筑参数化设计的探讨非常有限,希望能够让更多的读者建筑人员关注到这种新的设计方式,并且带动这种设计技术的发展。
参考文献:
[1]杨剑雷.体育建筑参数化设计的研究与探索[D].北京:中央美术学院,2011.
[2]游亚鹏,杨剑雷.“参数化实现”设计的一个建筑实例———杭州奥体中心体育游泳馆[J].城市环境设计,2012(5).