建筑造型設(shè)計(jì)方法研究

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摘要：本文探究基于表皮與技術(shù)參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)代“由外而內(nèi)”的建筑造型設(shè)計(jì)方法與理念，通過分析國(guó)內(nèi)外的三個(gè)著名建筑設(shè)計(jì)案例，得出參數(shù)化設(shè)計(jì)的飛速發(fā)展對(duì)當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)理念的影響以及對(duì)待參數(shù)化設(shè)計(jì)方法和“由外而內(nèi)”的建筑設(shè)計(jì)方法的正確態(tài)度。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化；由外而內(nèi)；建筑設(shè)計(jì)；建筑技術(shù)

1引言

在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和建筑信息化數(shù)字模型尚未興起之時(shí)，較為傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)囿于技術(shù)形式，往往較注重建筑空間、功能、流線等建筑核心要素。通過氣泡圖和各類人員流線分析建筑的內(nèi)在邏輯，通過一定的建筑專業(yè)知識(shí)、技巧和手法生成建筑的平面，同時(shí)在確定體量造型藝術(shù)的前提下，對(duì)建筑立面進(jìn)行專業(yè)性的、被動(dòng)化的修飾。建筑立面的設(shè)計(jì)理念往往與三段式、線腳、虛實(shí)關(guān)系、窗墻關(guān)系及比例、材質(zhì)材料、模數(shù)化建構(gòu)等等設(shè)計(jì)方式相關(guān)，這些設(shè)計(jì)理念精密且專業(yè)，不斷地滿足人們對(duì)建筑形象藝術(shù)的追求。近年來，建筑的參數(shù)化設(shè)計(jì)日臻成熟，依托于建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)的大型公共建筑不斷地進(jìn)入我們的視野，刷新我們的建筑藝術(shù)認(rèn)知。隨著基于表皮與技術(shù)參數(shù)化建筑技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法正在遭受沖擊。

2前參數(shù)化時(shí)期由內(nèi)而外的建筑設(shè)計(jì)

彭一剛先生在《建筑空間組合論》中曾強(qiáng)調(diào)：“建筑對(duì)于人來說，具有使用價(jià)值的不是圍成空間實(shí)體的殼，而是空間本身。”近代國(guó)內(nèi)外的一些建筑師常常援引老子的一段話：“埏埴以為器，當(dāng)其無，有器之用。鑿戶牖以為室，當(dāng)其無，有室之用。故有之以為利，無之以為用?！苯ㄖ耐鈿こ３１划?dāng)作為達(dá)到建筑的目而采用的手段?，F(xiàn)代主義建筑在發(fā)展過程中一大重要的命題就是討論形式和功能的關(guān)系，最終3F原則即形式追隨功能的原則確立了現(xiàn)代建筑理念的核心，對(duì)建筑功能和空間的討論。在這種語境下，對(duì)建筑形式、尤其是建筑外在表現(xiàn)的討論彷佛成了建筑理念的從屬。再加之一戰(zhàn)二戰(zhàn)戰(zhàn)后歐洲國(guó)家對(duì)建筑快速重建的特殊需求、新的建筑技術(shù)體系的長(zhǎng)足發(fā)展、多米諾體系建筑被社會(huì)廣泛接受，歐洲極簡(jiǎn)主義風(fēng)格的設(shè)計(jì)語言在快速建設(shè)地區(qū)大行其道。這陣狂風(fēng)伴隨著建筑技術(shù)的大發(fā)展席卷了整個(gè)世界，甚至深刻地影響了地域化與民族化的設(shè)計(jì)語言。在今天，許多地域化與民族化的建構(gòu)方式已經(jīng)被更有效率的鋼筋混凝土建構(gòu)方式所代替，而這種新型的建構(gòu)方式所呈現(xiàn)的建筑平面自由化、開放化、流動(dòng)化的特征，又強(qiáng)化了設(shè)計(jì)對(duì)建筑空間和功能的討論能力。與此同時(shí)，以鴨嘴筆、硫酸紙為主要工具，建筑的平面圖、立面圖、剖面圖為主要設(shè)計(jì)成果的建筑設(shè)計(jì)方式，或多或少為設(shè)計(jì)師天馬行空的想象空間增加了一些束縛和限制。這種設(shè)計(jì)過程的體系與以方正為主的前參數(shù)化時(shí)期由內(nèi)而外的建筑設(shè)計(jì)配合緊密且適宜，但是卻不適合在空間上推敲形體的非直線形態(tài)，也不適合推敲形體之間的相互關(guān)系。由于上述種種原因，這一時(shí)期的建筑，除了少數(shù)的一些非線性的作品如高迪在塑性建筑實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)下產(chǎn)生的米拉公寓等，絕大多數(shù)的建筑設(shè)計(jì)可以說是“由內(nèi)而外”的。而隨著新的技術(shù)、尤其是參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)的產(chǎn)生與成熟，這種情形的正逐漸的發(fā)生動(dòng)搖與改變。

3參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)的成熟

科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步帶來了第三次工業(yè)革命，甚至有學(xué)者認(rèn)為近些年信息技術(shù)的爆炸式增長(zhǎng)、人工智能技術(shù)的崛起稱得上是第四次工業(yè)革命。人們對(duì)效率的要求逐漸提高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，即CAD-ComputerAidedDesign也日漸完善。計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力隨著技術(shù)的進(jìn)步幾何式的增長(zhǎng)，參數(shù)化的建筑設(shè)計(jì)方法逐漸成為可能。參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)作為新興概念，有兩個(gè)方面的內(nèi)涵，即參數(shù)化的圖元和利用參數(shù)化技術(shù)的修改引擎。在參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)中，模型元素——圖元往往以建筑構(gòu)件的形式出現(xiàn)，我們可以通過調(diào)整參數(shù)，反映出這些建筑構(gòu)件間的不同。而利用參數(shù)化修改技術(shù)提供的參數(shù)隨意修改這一優(yōu)勢(shì)，使得在建筑設(shè)計(jì)全周期工作中，每一個(gè)建筑構(gòu)件都可以通過一個(gè)參數(shù)化變更技術(shù)互相關(guān)聯(lián)。建筑構(gòu)件的增加、刪除、移動(dòng)、放縮、三維變換和其自身尺寸的改動(dòng)所引起的建筑構(gòu)件的參數(shù)變化都會(huì)引發(fā)其相關(guān)建筑構(gòu)件的參數(shù)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的變化，并且在任一工作視口下所操作的修改都可以參數(shù)化的傳播到所有的工作視口，無須一一比對(duì)，對(duì)所有設(shè)計(jì)視口進(jìn)行手工修改。這保證了同一圖紙工程所的同時(shí)一致性，從而提高了工作效率和質(zhì)量。

4由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)

在參數(shù)化設(shè)計(jì)日臻成熟的背景下，由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)成為可能。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展把建筑師從繁重的徒手畫圖中解放出來，數(shù)字化建筑模型讓建筑師可以將推敲的關(guān)注對(duì)象聚焦于建筑的外部體形和造型技巧，建筑信息化模型可以將建筑構(gòu)件及其體系參數(shù)化生成，RH、GH等建模軟件更善于讓建筑表皮構(gòu)建編程式地參數(shù)化地推敲、修改。設(shè)計(jì)手段的發(fā)展讓建筑師關(guān)注建筑的外部體形成為自然而然，許多有特點(diǎn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)的建筑不斷進(jìn)入我們的視野。尤其是參數(shù)化表皮的大型公共建筑更是引起了廣泛的討論。在數(shù)目繁多的建筑設(shè)計(jì)作品中，一種“由外而內(nèi)”的建筑設(shè)計(jì)思路悄然興起，借助參數(shù)化成熟的表達(dá)方式愈演愈烈。這種在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)視角看來仿佛是結(jié)果導(dǎo)向過程的叛逆的設(shè)計(jì)思路，正在引發(fā)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)深刻的變革。但是，一些“由外而內(nèi)”的建筑設(shè)計(jì)方案名聲鵲起，引起社會(huì)強(qiáng)烈反響，我們不得不思考，在新的時(shí)代新的技術(shù)條件背景下，當(dāng)過去技術(shù)無法處理的問題隨著技術(shù)的進(jìn)步成為可能，這種反叛的由外而內(nèi)的建筑思維是不是建筑歷史上進(jìn)步的方向？亦或是過分的追求三維體量的構(gòu)成美感成為了建筑發(fā)展史上不和諧的雜音？筆者將通過對(duì)一些近年來著名的建筑案例的分析，簡(jiǎn)單的探討參數(shù)化與由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而提出一些自己的看法。

5依托于參數(shù)化設(shè)計(jì)的建筑表皮外因理念

5.1山水城市

馬巖松，曾經(jīng)在紐約埃森曼事務(wù)所和倫敦的扎哈•哈迪德事務(wù)所工作。他以夢(mèng)露大廈、鄂爾多斯博物館、胡同泡泡32號(hào)、北京2050等設(shè)計(jì)作品引起建筑界的注意；曾先后任教于中央美術(shù)學(xué)院、北京建筑大學(xué)等。馬巖松及其MAD團(tuán)隊(duì)正在積極兜售他們“山水城市”的建筑理念。目前建成或在建的有北京朝陽公園廣場(chǎng)、南京證大喜馬拉雅中心，廣西北部灣一號(hào)等。其中最著名的北京朝陽公園廣場(chǎng)于2014年在北京開工。北京朝陽公園廣場(chǎng)坐落于北京市朝陽公園南側(cè)，占地面積共計(jì)三萬四千多平方米。在設(shè)計(jì)的開端，廣場(chǎng)基地主動(dòng)地被理解為朝陽公園的一部分。“朝陽公園為水，高塔寫字樓為峰，獨(dú)棟寫字樓為坡，精品辦公為脊，住宅為巒；結(jié)合園林景觀設(shè)計(jì)，集湖、泉、林、溪、谷、石、峰等所有丹青要素為一體，勾勒城市山水畫卷”。設(shè)計(jì)在建筑造型、立面特點(diǎn)、景觀意向中充分體現(xiàn)了“城市山水”的設(shè)計(jì)理念。依托于扎哈老師的建筑思想的一脈相承和成熟的參數(shù)化表皮設(shè)計(jì)，山水城市的設(shè)計(jì)理念迅速的震動(dòng)了當(dāng)代社會(huì)的建筑審美，人們對(duì)此貶褒不一。山水城市因其富有視覺沖擊力的外部形象和美好的建筑理念向往征服了一批人的眼睛，參數(shù)化的表皮構(gòu)件的設(shè)計(jì)是其流動(dòng)曲面的設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)。在現(xiàn)代技術(shù)條件下，從我國(guó)古代自然山水畫中提取的山水意向能也只能以參數(shù)化建模的方式精準(zhǔn)而優(yōu)雅的落實(shí)在圖紙上。這種大膽的具象的由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)勢(shì)必會(huì)對(duì)內(nèi)部功能組織和空間安排有所取舍，但是這種取舍的代價(jià)被其炫技一般的參數(shù)化表皮所掩蓋，成為北京重要的地標(biāo)建筑，給人帶來奇幻絢麗的想象和未來科技般的美的感受。但是，過分的追求參數(shù)化外表也引發(fā)了不同的聲音。中國(guó)人喜愛更傾向于貨真價(jià)實(shí)的自然山水，而“山水城市”提供給我們的卻是假貨。在理想情形下，人工的建筑和自然的山水是應(yīng)當(dāng)是相輔相成、對(duì)比互補(bǔ)的關(guān)系。城市與山水混合帶來很多生態(tài)上的益處，譬如微氣候調(diào)節(jié)、生態(tài)環(huán)保、防洪排澇蓄水、生物多樣性等。但是，像“山水城市”這樣將建筑做成“山水”的形狀，并不會(huì)產(chǎn)生這些價(jià)值。另外，從其藝術(shù)處理的手法來說，黑色獨(dú)石狀的巨構(gòu)物矗立在城市中，這種不協(xié)調(diào)往往會(huì)給人帶來深深的恐懼感。這種負(fù)面的情緒某些方面說明了現(xiàn)代的先進(jìn)的參數(shù)化造型和建造技術(shù)帶來的建筑藝術(shù)表達(dá)和感知上的失敗，在這里，參數(shù)化建筑技術(shù)帶來的由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)理念反而沒有和建筑藝術(shù)與審美感知好好的聯(lián)系起來，也沒有很好的完成最初設(shè)計(jì)理念的初衷。

5.2南京國(guó)際青年文化中心（南京青奧會(huì)議中心）

被譽(yù)為建筑界“解構(gòu)主義大師”的南京國(guó)際青年文化中心建筑設(shè)計(jì)師扎哈•哈迪德常常以設(shè)計(jì)大膽的造型舉世聞名。扎哈•哈迪德（ZahaHadid），1950年出生于巴格達(dá)，伊拉克裔英國(guó)女建筑師。2004年普利茲克建筑獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?。她的代表作有北京銀河SOHO、廣州大劇院、香港理工大學(xué)建筑樓等。2012年南京國(guó)際青年文化中心開工。建筑包括一棟三百多米的六十八層高塔樓五星級(jí)酒店、一棟五十八層高塔樓酒店和一棟六層高會(huì)議中心。兩棟超高層部分共用配套用房?？偨ㄖ娣e約49萬m2。扎哈•哈迪德被譽(yù)為建筑界的“解構(gòu)主義大師”，其中一個(gè)重要的原因是因?yàn)樗?dú)特的喜歡運(yùn)用曲線的創(chuàng)作方式。她的設(shè)計(jì)方案“流動(dòng)感”十分強(qiáng)烈，好似一個(gè)有著巨大能量的無重力的誘人空間，在這樣的空間里，充滿了掙脫地心重力的飛動(dòng)的空間感。而這種具有魔力的曲線正是運(yùn)用成熟的參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。參數(shù)化設(shè)計(jì)賦予了建筑外表的流動(dòng)感與曲線的藝術(shù)感，在體型上打破了中規(guī)中矩的方盒子傳統(tǒng)，賦予了建筑藝術(shù)的無限可能。而大量的流動(dòng)型室內(nèi)空間同時(shí)證明，這種建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格是由外而內(nèi)、內(nèi)部空間讓步于外部空間的。南京國(guó)際青年文化中心同時(shí)具有很強(qiáng)的開放性。它的屋頂透明，周邊許多地方鏤空，它富有動(dòng)感、外向和靈感。建筑表皮上大小不一、錯(cuò)落有致的開洞與裝飾也是參數(shù)化設(shè)計(jì)的成果。這種設(shè)計(jì)成果雖然不一定先行于建筑其他部分的設(shè)計(jì)，但是是表達(dá)建筑性格與建筑特征重要的外部形象。然而，經(jīng)過筆者實(shí)地的調(diào)研走訪后發(fā)現(xiàn)，在小尺度模型上堪稱立體構(gòu)成在曲線和流動(dòng)性近乎完美的設(shè)計(jì)方案，在經(jīng)過實(shí)際建造的成百倍的放大之后，人在正常的人視角度很難感受到方案和模型帶來給我們的曲線和流動(dòng)的美感。這在參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)之初很難考慮到。另一方面，巨大的肋狀曲線線條在表面材料隨時(shí)間的老化、變臟之后，反而呈現(xiàn)出來令人不舒服的感受。巨型的曲線、曲面和“流動(dòng)性”均被巨大的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物所消解，人能感受到技術(shù)的尺度和能量，卻難以接受其與建筑藝術(shù)與審美感知的生硬聯(lián)系。

6依托于參數(shù)化設(shè)計(jì)的建筑技術(shù)外因理念

6.1史蒂夫•喬布斯劇院（SteveJobsTheater）

英國(guó)皇家建筑師學(xué)會(huì)會(huì)員諾曼•福斯特是當(dāng)今國(guó)際上杰出的建筑大師，是“高技派”的代表人物，同時(shí)也是第21屆普利茲克建筑大獎(jiǎng)得主。諾曼•福斯特強(qiáng)調(diào)從過去的文化形態(tài)中汲取經(jīng)驗(yàn)，提倡適合人類生活形態(tài)的建筑方式。代表作香港匯豐總部大樓、德國(guó)議會(huì)穹隆等。史蒂夫•喬布斯劇院從外面看是一個(gè)6.1m高，直徑約50m的玻璃圓筒，大堂的玻璃圓筒結(jié)構(gòu)由四十四個(gè)徑向面板組成。在一層，整個(gè)大堂的空間全部透明、對(duì)外清晰可見。該建筑擁有世界上最大的獨(dú)立式金屬碳纖維屋頂，重80.7t，在這里，它似乎毫不費(fèi)力地漂浮在開放的大廳之上。這44塊屋頂面板于迪拜組裝完成然后空運(yùn)至美國(guó)加州。屋頂板現(xiàn)場(chǎng)安裝，然后將頂作為一個(gè)單一的單元抬起安置在玻璃體結(jié)構(gòu)上，是目前世界上最大的玻璃支撐結(jié)構(gòu)。雖然大禮堂從外面看起來不大，但其地下還有4層空間，可以通過兩側(cè)的樓梯和電梯前往。展覽空間位于大堂中央的圓形區(qū)域，即蘋果新產(chǎn)品的展示區(qū)域。值得一提的是，建筑師通過運(yùn)用對(duì)建筑構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)與建筑信息模型等手段，巧妙的隱藏了建筑必備的各種設(shè)備與管線，如玻璃面板接縫處的電線，防火設(shè)計(jì)必備的消防管道等，使得整座建筑渾然一體，優(yōu)雅而精巧，不僅滿足了建筑的既定的科幻版的美感與沖擊力，也將對(duì)細(xì)節(jié)的近乎偏執(zhí)的思考運(yùn)用參數(shù)化技術(shù)注入到建筑中，在一定程度上符合了建筑的氣質(zhì)，更難能可貴的是同時(shí)呼應(yīng)了這家科技公司的氣質(zhì)。可謂是一舉多得。通過圓筒兩側(cè)的樓梯和電梯到達(dá)的地下劇場(chǎng)，是蘋果公司召開各類商業(yè)新聞會(huì)和舉行各種演講的地方。每年吸引全球無數(shù)目光的蘋果新品會(huì)，自建筑建成投入使用后，都在這里舉行。

7結(jié)語

參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展正深刻地影響著當(dāng)今的建筑設(shè)計(jì)，隨之帶來的由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)理念也得到發(fā)展，甚至漸漸被傳統(tǒng)建筑思想所接受。然而，正確處理參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)卻需要我們持之以恒的探索和努力。本文通過分析三個(gè)國(guó)內(nèi)外著名的建筑創(chuàng)作案例，簡(jiǎn)要的表明了筆者對(duì)參數(shù)化與由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)的態(tài)度。在建筑創(chuàng)作中，對(duì)外和內(nèi)的不同方面的追求是相輔相成，互相成就的。在新時(shí)期，由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)要充分尋求先進(jìn)的建筑技術(shù)的支持與協(xié)作，充分發(fā)揮建筑技術(shù)的理性與科學(xué)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，不能陷入?yún)?shù)化設(shè)計(jì)主導(dǎo)的由外而內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)與建筑內(nèi)外和協(xié)統(tǒng)一、建筑空間本質(zhì)等特性背離的窠臼，更不能只是把參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)當(dāng)作建筑師不擇手段實(shí)現(xiàn)其建筑藝術(shù)理想與審美趣味的機(jī)械工具。

參考文獻(xiàn)：

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[3]徐衛(wèi)國(guó).非線性建筑設(shè)計(jì)[J].建筑學(xué)報(bào)，2005(12):32-35

作者：譚智銘 季翔 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院