数字化时期建筑标准化分析★

袁小宇 高宇波

(太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024)



数字化时期建筑标准化分析★

袁小宇 高宇波

(太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024)

论述了建筑标准化与线性思维的关系，介绍了数字化时期建筑标准化的特点，并探讨了数字化时期建筑标准化的参数化设计方法，指出数字化时期的建筑标准化是非线性思维下的建筑标准化，体现的是整体性、动态性和复杂性特点。

建筑标准化，线性思维，数字化，参数化设计法

0 引言

建筑标准化是指在建筑领域制定相关的标准或者规范，即对建筑设计、施工和评估等过程制定可以重复或者共有的规则。建筑标准化是现代建筑业发展的一个重要方面，推动了建筑工业化和城镇化的发展。规模庞大和高复杂性是现代建筑业的突出特点，建筑标准化有利于保证建筑设计、施工和评估等各个环节的有效实施，减少建筑原材料的消耗，确保建筑的质量和经济适用性。

随着我国经济和社会的快速发展，城镇化在全国各地迅速推进，建筑标准化对我国城镇化发展起着举足轻重的作用。然而，互联网的快速发展将我们带入“大数据”时代，数字化时期的建筑标准化正显现出不同的特点和方法。因此，我们有必要对数字化时期下的建筑标准化进行再认识[1]。

1 建筑标准化与非线性思维

1.1 传统建筑标准化与线性思维

传统的建筑标准化是线性思维下的建筑标准化过程，线性思维下的建筑是一种“凝固的乐章”。线性思维是一种线性的、单因素影响和缺乏个性化的思考方式，认为建筑的各个元素在同一个建筑系统中是相互独立的。线性的建筑系统是系统中的各个因素相互叠加而成的。传统的建筑标准化是以线性思维为主导思路，将经典的牛顿经典力学和欧式几何学等现代科学理论体系作为理论支撑，运用计算机等辅助技术手段，从顶层设计到底层实施开展的建筑体系标准化。传统的建筑标准化与数字化时期的建筑标准化设计相比，显得呆板、迟钝，不能满足新时代下人的个性化需求。建筑的功能性处于首要地位，缺乏过多考虑建筑体系中各个因素间的非线性关系。虽然传统的建筑标准化在以往的时期中取得了巨大的成功，推动了建筑工业化的发展，但在数字化时期下也显示出自身的局限。

1.2 数字化时期下建筑标准化与非线性思维

非线性思维认为问题的解决方案不应该只有一个，建筑系统中的各个因素的相互影响是复杂和灵活的，并不是简单的线性叠加。非线性思维指出非线性系统中的各个元素之间是相互影响和相互制约的，整个建筑系统就是一个“不断跳动的节奏”。建筑本身作为一个非线性系统，是一个立体的、多维度的网状结构。

建筑涉及的领域广泛，建筑标准化的内容包括设计、工程、财务管理等，是一个多因素的复杂系统。数字化时期的建筑标准化是以非线性思维基础，将建筑中包含的人的意识或者思想放在一个重要的位置，重视人的精神生活，关注建筑的功能性和人的精神需求结合。数字化时期下的建筑标准化运用BIM等技术手段，融合非线性思维的理念，自上而下和自下而上相结合，力求实现建筑标准化和需求相适应。

线性思维和非线性思维实际上是辩证统一的，数字化时期下的建筑标准化需要根据实际中遇到的问题，采用合适的方式思考，从辩证的角度对数字化时期下的建筑标准化再认识。

2 数字化时期建筑标准化的特点

数字化时期非线性理论中的混沌理论和分形理论，对数字化时期建筑标准化的建筑设计产生了重大影响。建筑中的分形理论主张建筑的整体形象是建筑的骨骼，决定了建筑的整体气质，因此需要把握建筑设计的整体。同时，建筑的细节也需要投入足够的关注度，体现建筑的细节美。数字化时期建筑标准化需要处理好建筑的重复和相似性的问题。

数字化时期建筑标准化具有不同于传统建筑标准化的特点。首先，数字化时期下的建筑标准化在传统建筑标准化的基础上，强调建筑是动态的而非静态的，建筑是“跳动的音符”而非“凝固的乐章”；其次，数字化时期建筑标准化对建筑的整个生命周期投入了更多的关注，关注整个生命周期内建筑的功能性与人的结合，而非只关注短时期内的结果；再者，数字化时期标准化认为建筑是一个开放的系统而非一个自我封闭的系统，互联网和“大数据”时代的到来使得建筑的空间和功能更加模糊，只有将建筑构建成一个开放、运动的系统才能更好地符合时代的发展；最后，数字化时期建筑标准化实现建筑功能性的基础上，注重建筑与混沌理论的结合，在非线性化思维下建筑的线条比较柔软，尽量避免建筑线条和风格的单调，提高人的体验[2]。

3 数字化时期建筑标准化的参数化设计法

参数化设计法是数字化时期建筑标准化的实现方法。在数学概念中，“参数”是指函数关系中的自变量。数字化时期建筑标准化的参数化设计方法中，“参数化”是指将建筑系统中的各个元素之间的相互关系抽象成为函数关系，进而可以利用计算机软件等技术手段建立数学模型，进行数学运算。在建立的数学模型中，每一个因素之间是非线性的、相互关联的动态联系，输入变化必然导致输出的变化，且这个变化是复杂的。我们将建筑进行“参数化”时，需要在整个过程中保持动态和联系的观点看待问题，在建筑设计的各个阶段都要考虑各个因素的相互联系。建筑标准化中的建筑参数化与数学中的函数关系是相互联系，但又需要考虑到建筑设计自身的特点。针对建筑设计，参数化设计可以总结为将建筑的诸多影响因子纳入数学模型之中，并利用计算机软件等技术手段表达其关系的数学模型，得出一个输入和输出的系统。建筑参数化设计中的参数往往不是固定的，需要考虑实际情况和条件进行调整。逻辑性是参数化设计一个不可忽视的方面。参数化设计实际上就是表述各个参数之间的逻辑关系，因此每一个元素之间的逻辑关系是参数化设计的最重要的东西[3]。

数字化时期建筑标准化所采用的参数化设计方法相对于传统的建筑标准化设计方法，具有独特的优势。参数化设计方法在广泛应用于建筑设计之前，建筑师只能将建筑的各个元素之间固定联系表达在抽象思维或者手绘图纸之中，再通过重复性绘制图纸将其实现。这就意味着建筑师面对相同的或者说共有的建筑构件也需要不断地进行重复工作，对于现代建筑标准化的庞大规模，建筑师的大量精力耗费于此。例如，在传统的建筑设计中，建筑师设计建筑中一系列成比例关系的门，门的尺寸和形状的几何逻辑已经在建筑师的脑海中形成，但是建筑师依然需要重复绘图设计各个门的尺寸和形状。而运用参数化设计方法，借助于计算机软件等技术手段，可以非常方便地通过建筑师设定的固定逻辑关系生成这一系列的门，为建筑师节约了大量的精力。参数化设计法极大地将建筑师从重复性劳动中解放出来，使得建筑师可以获得更多的精力于建筑设计中。另外，参数化设计方法本质上是一种新的建筑设计方法，而非一种新的技术应用。参数化设计法打破了传统线性思维下各个元素相互独立的模式，从系统和整体的角度出发，强调逻辑关系，使得设计更多地回归到建筑之中。

数字化时期建筑标准化的参数化设计可以大致分为“先参数化后传统”和“先传统后参数化”两个大类。“先参数化后传统”强调的是首先利用参数化设计构建整个建筑的基本形状，生产一个较为满意的建筑设计初稿，在此基础上，建筑师再综合考虑、衡量各个因素的相互影响，进行细节设计。“先参数化设计”是一种“自下而上”的设计方法。“先传统后参数化”主张先按照传统的设计方法进行设计，然后在建筑设计的某个阶段或者时期再进行参数化设计，这是一种“自上而下”的设计方法。

4 结语

数字化时期建筑标准化是非线性思维下的建筑标准化设计，建筑是动态、开放、线条柔软的，更加强调建筑的功能性和人的结合。而参数化法是数字化时期建筑标准化设计的重要方法，将建筑师从传统的重复性设计中解放出来，打破了传统线性思维下各个元素相互独立的模式，从系统和整体的角度出发，强调逻辑关系，使得设计更好的回归到建筑之中。

[1] 田 宏.数码时代“非标准”建筑思想的产生和发展[D].北京：清华大学，2005.

[2] 孙 智.建筑工程标准化系统多主体协同优化研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

[3] 郝 刚.多元化背景下对建筑标准化的再认识[D].南京：东南大学，2005.

Analysis on building standardization in digital era★

Yuan Xiaoyu Gao Yubo

(CollegeofBuilding&CivilEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

The paper discusses the relationship of building standardization and linear thinking, introduces characteristics of building standardization in digital era, explores building standardization parameter design methods in digital era, and points out that: building standardization in digital era is building standardization under nonlinear thinking, embodies integral, dynamic and complex features.

building standardization, linear thinking, digitization, parameter design method

1009-6825(2016)05-0003-02

2015-12-09★：国家自然科学基金项目(项目编号：51378329)

袁小宇(1988- )，女，在读硕士； 高宇波(1968- )，女，博士生导师

TU201

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