數(shù)字化建筑設(shè)計策略研究

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摘要：隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展，技術(shù)研究的深度在普遍性提升，所以越來越多的新技術(shù)在社會實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。從目前的分析來看，數(shù)字技術(shù)的普遍發(fā)展和利用為建筑設(shè)計的發(fā)展與改變提供了重要的推動力，而基于幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計也在逐步的成型。從具體的分析來看，基于幾何學(xué)的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計在應(yīng)對復(fù)雜建筑形體生成方面以及建筑建造全過程的分析方面有突出的意義，所以積極的促進(jìn)基于幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計發(fā)展現(xiàn)實(shí)意義顯著。本文對基于幾何學(xué)的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計策略做分析，旨在為具體的設(shè)計實(shí)踐提供指導(dǎo)，從而使設(shè)計找到更好的切入點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：幾何學(xué)；數(shù)字化建筑；設(shè)計策略

1建筑幾何學(xué)概述

所謂的“建筑幾何學(xué)”具體指的是數(shù)字時代建筑學(xué)結(jié)合復(fù)雜幾何學(xué)進(jìn)行多學(xué)科交叉的專業(yè)研究領(lǐng)域。目前，建筑幾何學(xué)的研究在持續(xù)性發(fā)展，關(guān)于建筑幾何學(xué)的運(yùn)用實(shí)例也在不斷的增多。從當(dāng)前的社會分析來看，之所以要研究和發(fā)展建筑幾何學(xué)主要有兩方面的必要：（1）在目前的建筑設(shè)計實(shí)踐中，有較多的問題難以突破。而隨著數(shù)字化技術(shù)的具體發(fā)展，幾何與數(shù)字化技術(shù)的聯(lián)系日漸的緊密。越來越多的建筑研究人員發(fā)現(xiàn)機(jī)遇幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計能夠有效的打破傳統(tǒng)的建筑設(shè)計窠臼，實(shí)現(xiàn)設(shè)計突破，所以從建筑發(fā)展的角度來看，“建筑幾何學(xué)”研究與發(fā)展的必要性顯著。（2）建筑幾何學(xué)在目前的建筑設(shè)計以及建筑建造中正發(fā)揮著突出的作用，而且成功的案例越來越多。從具體的案例分析來看，建筑幾何學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用很好的滿足的建筑發(fā)展的需要，也滿足了當(dāng)前人們建筑審美以及建筑多樣化的需要。簡單來講，人們的追求在不斷的變化，對于建筑設(shè)計的要求在明顯的提升，在這樣的大環(huán)境下，強(qiáng)調(diào)建筑幾何學(xué)的研究和應(yīng)用，與社會建筑行業(yè)的具體發(fā)展有突出的意義。

2設(shè)計策略

從現(xiàn)階段的具體分析來看，從建筑設(shè)計過程的不同目標(biāo)做考慮，建筑幾何學(xué)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個部分，即面向行駛生成和面向建造。對兩個應(yīng)用部分的設(shè)計策略做具體的分析，這于數(shù)字化建筑設(shè)計實(shí)踐中的幾何學(xué)應(yīng)用有突出的價值。

2.1面向形體生成的幾何學(xué)策略

從現(xiàn)階段的具體分析來看，面向形體生成和的幾何學(xué)策略主要包括兩部分內(nèi)容：（1）空間需求。在計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，建筑形式的幾何規(guī)則能夠直接的對空間生成的規(guī)則進(jìn)行反應(yīng)，并基于這兩者內(nèi)在的高度一致性，得以充分的挖掘和利用建筑形式創(chuàng)新的巨大潛力。FOA建筑事務(wù)所是較早的基于空間需求進(jìn)行建筑形體生成的嘗試單位。其在具體的設(shè)計中，基于幾何拓?fù)浜偷匦蔚纫蛩靥岢鲈凇跋盗邪l(fā)生法”這樣一種具有全新性的幾何生成方法。這種方法的有效利用對于建筑空間需求滿足起到了重要的效果。（2）物質(zhì)性能。從現(xiàn)實(shí)研究來看，建筑設(shè)計會受到諸多因素的影響，所以在建筑設(shè)計實(shí)踐中需要對較多的因素等做具體的考慮。在建筑設(shè)計過程中，徐亞基于幾何對建筑的力學(xué)性能、環(huán)境性能以及物質(zhì)對象等進(jìn)行模擬，同時還需要模擬各方面的制約因素。在具體設(shè)計的過程中，幾何形體可以作為要素并實(shí)現(xiàn)對其的衍生和操作，以此來實(shí)現(xiàn)拓?fù)湓O(shè)計的可能性。從目前的建筑實(shí)踐來看，有較多的設(shè)計師以及設(shè)計單位基于物質(zhì)性能做了數(shù)字化建筑設(shè)計嘗試，并取得了不錯的效果。如此說明，在幾何學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化建筑設(shè)計工作，建筑設(shè)計的可操作性，建筑本身的功能完善性以及建筑設(shè)計過程的綜合因素考慮會更具全面性。

2.2面向建造的建筑幾何學(xué)

在數(shù)字建構(gòu)理論和數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)前社會，復(fù)雜幾何形體建筑體現(xiàn)出了非常明顯的高性能可建造性，而且對建筑的設(shè)計以及建造傳統(tǒng)進(jìn)行了明顯的改變。就目前的分析研究來看，基于幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計在向建造的建筑幾何學(xué)方向發(fā)展，而此方向的發(fā)展主要表現(xiàn)出了兩項(xiàng)重要的內(nèi)容：（1）幾何原型。所謂的幾何原型具體指的是在建筑設(shè)計初期利用可建造的幾何規(guī)則進(jìn)行建筑形體生成的邏輯。當(dāng)幾何規(guī)則在重復(fù)運(yùn)用并實(shí)效多種組合之后，最終生成的復(fù)雜建筑形體邏輯也會具有可建造性。在目前的數(shù)字化建筑設(shè)計實(shí)踐中，比較常用的幾何原型是直紋曲面，其形成和直線按照一定曲面的運(yùn)動有顯著的關(guān)系。從目前的研究來看，利用直紋曲面做具體的建筑形體生成對于施工者的支模建造有重要的意義。直紋曲面產(chǎn)生的時間比較早，可以追溯到19世紀(jì)晚期。在如今的數(shù)字化建筑設(shè)計實(shí)踐中，幾何原型的設(shè)計范圍有了非常大的拓展，具體包括了生物幾何結(jié)構(gòu)的建筑轉(zhuǎn)化以及平板網(wǎng)絡(luò)曲面的生成等等，這些設(shè)計方法的有效利用極大的豐富了現(xiàn)如今的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計。（2）形態(tài)重構(gòu)。和幾何原型不同，形態(tài)重構(gòu)的優(yōu)勢體現(xiàn)在材料選擇余地以及設(shè)計的自由程度方面，所以在目前的數(shù)字化建筑設(shè)計實(shí)踐中，在處理復(fù)雜建筑形體建造方面問題的時候一般會用到形態(tài)重構(gòu)。從概念分析來看，所謂的形態(tài)重構(gòu)具體指的是利用可以建造的單元擬合出原始的復(fù)雜幾何形態(tài)，這樣可以重構(gòu)出基于建造邏輯的近似曲面。在目前的數(shù)字化建筑實(shí)踐中，重構(gòu)復(fù)雜幾何形態(tài)的兩種重要方法是平面嵌板和可展曲面的擬合。在數(shù)字化建筑設(shè)計這能夠，通過可展曲面的重構(gòu)操作，建筑設(shè)計的清晰度和完整度會好，這于建筑建造成本的控制和難度的降低有重要的意義。在建筑設(shè)計實(shí)踐中，也有不少設(shè)計師利用平面嵌板的方式做數(shù)字和建筑設(shè)計，在設(shè)計中，利用正切平面相交的幾何拓?fù)湟?guī)則，建筑表面的設(shè)計完善性表現(xiàn)良好，建筑形體以及建造成本的平衡目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。

3結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前的建筑設(shè)計實(shí)踐中，幾何學(xué)的具體應(yīng)用能夠有效的促進(jìn)建筑數(shù)字化設(shè)計發(fā)展，從而解決設(shè)計中存在的諸多難題，這于建筑設(shè)計問題解決和設(shè)計實(shí)踐突破有良好的效果，所以基于幾何學(xué)做數(shù)字化建筑設(shè)計的具體分析會有顯著的社會意義。

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作者：李洪峰 單位：遵義市建筑規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司