数字化时代下的建筑设计思维方法

张弛

摘要: 随着近几年计算机硬件和软件技术的高速发展，数字化技术在深度和广度上不断改进着建筑设计的手段和方法，传统的建筑理论和设计手法受到越来越多的质疑。数字建筑、赛博空间（cyberspace）、虚拟建筑、数字化设计、参数化设计等新名词涌现出来。

关键词: 设计方法，数字化技术，工具，媒介

Abstract: With the computer hardware and software in recent years, the rapid development of technology, digital technology in the depth and breadth of architectural design on the continuous improvement of the means and methods, the traditional architectural theory and design methods are more and more questioned. Digital architecture, cyber space (cyberspace), virtual architecture, digital design, parametric design, new terms emerge.

Key words: Design, digital technology, tools, media.

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

数字化技术的发展

建筑设计中的数字化技术的运用开始于上世纪60年代，经过近半个世纪的历程，随着计算机软件和硬件的高速发展，建筑设计过程中数字化技术已经从一个简单的辅助绘图工具演变成了设计的参与者的角色。特别是集最新数字化技术之大成者的参数化设计方法已经让计算机在设计过程中的扮演者举足轻重的角色。它的出现无疑会对以往经典的设计思维方式产生变革。

“设计的过程是个解决问题的过程” ，准确而高效的解决问题的方法一直以来都是人们的追求。准确就要求我们对问题有系统和科学的认识，高效则对我们采取的工具和思维提出了更高的要求。而数字化技术的发展对以上两点都有极大的促进作用。当传统的建筑设计方法面对新世纪设计要求的时候，显的片面而武断，全凭建筑师的经验和突发奇想，“感觉”和“悟性”等词语不断出现在设计过程中，在设计过程中也反映出建筑师对计算机技术在设计中运用的认识不足，数字化技术给了设计带来的仅仅是快速绘图和精致的表现。而面对这种全新的数字化设计方法，实际运用中又出现了两种极端的现象，其一：狂热的追求，面对数字化设计出的完全不一样建筑形式带来的新奇感，不去深入研究，为形式而形式。其二：漠然的观望。不去深入了解数字化设计方法，只是漠然的面对的这场变革。

国外相关理论研究

欧美一些先锋派建筑师和设计机构都在上世纪末期对计算机技术在建筑设计中运用都进行理论和实践的大胆尝试，例如J•努维尔探究的数字技术建筑新语汇、C•索杜的生成设计法；F•盖里、P•埃森曼、D•里伯斯金、T•迈尼、G•里恩都从不同层面在建筑设计过程中运用计算机技术；以艾森曼为代表的东海岸和盖里为代表的西海岸的事迹也广为人知。KPF、SOM、荷兰的NOX、MVRDV、OMA事务所，Noman Foster事务所和英国的Zaha Hadid建筑事务所等设计机构都建立起来自己的计算机技术研究和支持部门，如扎哈•哈迪德事务所的数字化研究部门CODE，已经逐步在公司内部扮演越来越重要的角色。

美国的哥伦比亚大学早在上世纪90年代就开设数字建筑设计的教学课程，随后美国哈佛大学、麻省理工学院、澳大利亚皇家墨尔本理工学院等也开设相关设计课程或建立研究机构。目前具有代表性的是英国建筑联盟学院（AA）和荷兰贝尔拉格建筑学院(Berlage institute)的设计研究实验室为参数化建筑设计和参数化城市设计进行了前沿性研究，流体城市（图1）、集群主义、参数化主义、关联设计（图2）成为了他们理论的口号。

在日本，先锋建筑师渡边诚早在10年前就对数字化技术在建筑中的应用进行了研究和实践，用计算机程序来设计建筑。他用浅白的话语道出了一个令人深思的关于数字化设计的关键点：不是能不能实现的问题，而是这种实现能否离开计算机 的问题。建筑师村野藤吾所设计的表现人性美感的柔软曲面形体建筑和伊东丰雄的建筑都从各个方面对数字化建筑设计进行了研究和实践。

国内相关理论研究

国内在对设计思维方式研究这一方面有明显的缺失与滞后，大部分是在介绍和学习西方的相关理论。在数字化建筑设计方面，虽然数字化技术在中国建筑设计领域己经扎根多年，但根据目前市场情况和常见的此类书籍来看，数字化技术在国内建筑设计方面的应用多还是停留在制图和效果表达演示层面上。 而对参数化设计研究的一些理论则更加鲜为常见，张利博士的《从CAAD到Cyberspace（信息时代的建筑与建筑设计）》和俞传飞博士的《界限的消融_试论数字化时代建筑设计及其表现关系的嬗变》具有代表性。

台湾原国立交通大学建筑研究所教授的刘育东一直致力于数字建筑新理论的研究，发表了《数位建筑发展》、《数码建筑》、《建筑的涵意》等专著。以上这些对数字化设计的理论和实践对参数化设计的研究有着重要的参考作用。

技术的微笑——传统美学的缺失

数字化设计以其理性的态度改变了传统的建筑设计过程，影响了建筑形式的生成逻辑，从而进一步给建筑带来不同于传统美学需求的建筑形式，数字化设计的建筑形式并不能用传统美学的法则来衡量。这种美来自于对影响建筑生成因素的理性思考，由于受非线性理论等复杂科学的影响，数字化设计者认为影响建筑的因素是混沌复杂的，因此建筑的形式应该是不规则的、是非线性的，形式在数字化技术的帮助下摆脱了规则标准几何形体的枷锁，逃离了静态的笛卡尔直角坐标系的限制，超越了欧几里德几何学中的比例、对称和秩序理念等传统美学的基础，生成了一种充满创造力、激动人心的复杂几何形式。基于欧几几何的传统建筑审美观念——均匀、韵律、节奏、和谐、均衡等在参数化设计中已完全不适用了。

正如前文说述，传统建筑的形态一般是静态的、稳定的，被称为是“凝固的音乐”，形式的逻辑来自于历史经验的总结，在美学上强调构图均衡、比例和谐，，复杂的曲线和曲面等新几何元素被引用在建筑之中，使建筑的形态表现出一种动态的、不确定的、不规则的特征。

由于抛弃了传统的美学标准，在这些形体中我们看不到它对建筑传统形式的呼应，看不出它对经典美学法则的继承，往往表现出一种对传统美学的缺失。它关心的是更广阔的自然和宇宙，关心的是人、建筑与环境的互动关系。但在提倡非标准化和个性化的当代社会，这种建筑形态符合当代科学、技术和哲学的发展，对当代建筑和建筑美学的发展有着重要的意义。

建筑师面临的挑战

在对传统设计过程中的这场变革中，代表了最新数字化技术的计算机已经从一个单纯的辅助设计工具演变成了设计的参与者。建筑师通过数字化技术控制影响建筑生成的复杂因素，建筑师需要主动面对以下几个方面的挑战。

首先需要正确处理建筑师与数字化技术的关系。数字化技术给建筑设计带来了前所未有的发展空间，建筑的空间和形式多样化是以往任何时期不能比拟的，但同样也带来许多的问题和误区。建筑师的设计能力、创造力与建筑师是否能够利用数字化工具来完成和实现设计想法是两个不同的概念，显然前者才是决定设计水平的关键。建筑师还是建筑设计过程的掌控者。例如高迪在设计米拉公寓（图3）和圣家大教堂（图4）时，并没有数字化技术的支持，但建筑师超乎常人的创造力和想象力还是让人折服。

另一方面，数字化技术作为当代社会最有代表性的技术，它所包含的态度从来就不是中立的，而是代表了某种具体的意识形态，具有一定的意志。在设计过程中，建筑师若没有正确认识他所运用的技术，技术的意志会下意识的左右设计过程和设计成果。建筑师就会成为技术的奴隶，被动的接受技术带来的影响。这显然是我们不愿意看到的。为此，建筑师应该主动去了解数字化技术，深入了解数字化技术发展历史，使之更好的为建筑设计服务。

其次需要协同好与其他设计工种的关系。一方面网络技术的发展为建筑师和其他工种的设计人员有了更好的沟通交流平台，交流的进行不受时间和地域的影响。这其实很关键，倘若一个软件中所特有的技术操作结果并不能为其他软件所用，那么设计的过程依然和传统设计一样是片面的。

更为重要的是要处理好技术与文化的关系，数字化技术的引入还带来的文化和观念的碰撞与交融。正如B•吉尔（B．Gille）在《技术史》中所言，“程序化(技术的进步方式)必须渗透一切科技的范围，不仅包括经济这类经常被提出的领域，同样还包括社会、文化等各类领域。如果没有这方面的研究，强加技术发展是徒劳的，因为它不能适应一个总体平衡的必要条件”。但对技术的追求与对文化的尊重并不矛盾，建筑师应该积极应对数字化技术的发展所带来的文化异化，关键还在于建筑师对待数字化技术和文化的态度。

小结

尽管代表了最新数字化技术的参数化设计方法为建筑设计提供了更加高效和精确的设计工具和设计媒介，解放了建筑师的无意义的重复劳动，让建筑师思维更加专注于影响建筑生成的各种因素，但并没有根本改变作为建筑脑力劳动者的角色。建筑设计需要建筑师为自己的设计理念总体把控，发挥能动性。并且在平时的工作和学习中，建筑师要处理好自身与技术，技术与文化之间的关系，开展广泛的交流，积极地参与到建筑的研究和实践中去，主动和相关的专业人员进行交流和合作，谨慎地面对数字化技术多带来的设计思维和社会文化上的问题和挑战。

参考文献：

[1] 张利．从CAAD到cyberspace—信息时代的建筑与建筑设计[M]．南京：东南大学出版社，2002

[2] 李建成，卫兆骥，王诂主编．数字化建筑设计概论[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007

[3] 刘先觉主编．现代建筑理论 [M]．北京：中国建筑工业出版社，1999

[4] [英]艾姆利•拉克托斯．科学研究课题的方法论[M]．Cambridge，1978

[5] [法]柯布西耶著．陈志华译：《走向新建筑》[M]．西安：陕西师范大学出版社，2004

[6] [英]詹姆斯•斯蒂尔．徐怡涛，唐春燕译：当代建筑与计算机[M]．北京：中国水利出版社，2004