浅析参数化建筑设计的优势与劣势

张大伟

摘 要：参数化设计极大地拓展了方案设计思路、节省了设计图制作及修改的时间和成本；同时，参数化设计在艺术造型和施工建设中的表达上具有可视化、直观化的特点，是其它设计方法无法比拟的，这就为设计施工一体化提供了保障。

关键词：参数化 ；建筑设计； 因素

一、参数化设计的优势

1.体验上的改变

参数化设计会给我们带来最直接、最明显的体验式的改变，这类改变是不同于传统设计的。对建筑师来说，传统设计的理念是树立在对中心性、完整性的审美追求之上的，建筑师进行的所有工作都是在不停的激化、加剧这个追求，并使之可以实现，换句话说，建筑师在进行方案设计之前都会在脑海里先勾画出基本形态，而后再开始设计，之后所有的工作都是来实现这些形体。修改设计的过程也是这样的，建筑师只有在先前的几次改动时会洋溢着激情，屡次修改后的改动过程会感觉非常枯燥。而参数化设计的过程却正好相反，我们会在大脑里依据设计条件先规定好一些规则，如果这些规则不够具体但能够控制整体设计的进行时，我们需要多增加一些限定条件（或称规则和标准）。大多数模型在运行后，其结果是由动态生成的（如迭代），这与传统的设计过程不同，若是结果不理想，则需要改变算法或调整参数，参数的变化和算法的变更都会得到不同的形体，一些模型的参数（如涌现）多次运行研究的结果也是不同的，在调整过程中，建筑师才能体会到参数化设计所带来的乐趣。

参数化建筑给使用者和参观者带来一个特殊的空间体验和形体上的视觉冲击力。由于参数化设计的成果作品往往伴随着渐变、流线状的形态、互动式的功能等等，这些元素都与传统的几何形态关联，使我们体会到的心理感受完全不同，所以动态的、不稳定感甚至百思不解都是参数化设计带来的不同感受。

2.效率的提高。效率上的提高是建筑设计作为实际工程而非工艺品的最大优点，主要体现在以下几方面：（1）准确的完成复杂造型的设计。过去的方法是针对基本的形体设计，但对于复杂的造型建模时采用传统的设计方法会感到无计可施甚至不标准。在使用参数模型的过程中，能让输入参数和输出形态之间具有准确、可控的关联，这将使复杂造型的设计和建模能够实现。例如望京SOHO项目，没有计算机的协助生成的造型势必没有办法精确的表达。（2）快速的生成多个方案。深化设计方案，为甲方做出多样性的参考方案是建筑设计中必不可少的工作，对传统的设计方法来讲，这一工作会非常繁索，每份备选方案的设计都是一次创作过程的反复，而且还会损耗建筑师许多的创作想法，而参数化设计的关键是建立参数模型，只要参数模型确立了，那么建筑设计的方案阶段就进行一半了。对于相同的参数模型，输入不一样的参数会输出不一样的设计结果，有多少种备选方案取决于输入参数的数量，因为对于计算机而言生成10种模型和1000种模型基本是一样的，不同的是我们输入1000组参数可能会比10组要多用一些时间罢了。（3）方便的修改方案。传统的设计中，我们通常从总图开始进行推敲、深化、修改、再推敲、再深化、再修改，最后让设计方案能够实现，这些流程中所有的再推敲、再深化、再修改的部分都是之前工作的重复，而这种重复也许只用在调整容积率或是面积这样的小问题上。正是这样的小问题会导致重新设计，让建筑师们既费神又费力。在参数化设计中这些过程都是以参数模型来表现的，而容积率和标准层面积只是参数模型中变量罢了，建筑师需要做得只是修改输入参数或是添加一些脚本语言在程序中，而修改过程则是计算机来处理的，这样设计的过程会变得便捷、高效，但是在我们建立参数模型时候会有一点点繁索。（4）专业之间的精确对接。建筑师一般主要关注的是建筑的平面功能、交通流线、立面造型，与之相对应的图纸就是建筑的平面图、立面图、透视图等等；作为结构工程师，他们普遍关心的是柱网的密度、跨度及柱和梁的尺寸等，所以需要柱网平面、配筋图等等；而设备工程师往往只需要一些剖面或节点罢了。每个专业对同一个项目的侧重点基本都是不一样，所采用的评判标准也是不一样的。所以各专业相互对接时要将图纸变成自己专业可用的图纸，各专业图纸准确对接是对工程进度非常重要的。已往的设计方法只要专业对接都需要各专业重新布图，许多设计时间浪费在各专业交接上。

二、参数化设计的劣势

1.社会、文化因素。参数化设计思想并不遵守上千年以来人们习以为常的对称性、中心性的欣赏规律，其理论根源刚好与之相反——遵循的是复杂性科学和后现代思潮中的后解构主义哲学，正因为这样，设计出的项目常常与大部分人的欣赏水平不太一样。这在国内的体现更加明显，现在中国正在快速发展经济，在自然科学方面获得了飞速的发展，但在社会科学领域仍然落后，人们的思想境界也存在一定的不足，对新的哲学思想及学说接受也不深入。很多城市基本上都模仿欧式建筑风格纷纷怀旧，甲方对建筑认识还停留在“欧式=罗马柱”、“中式=大屋顶”的建筑符号层面。

对建筑师而言，中国建筑业尚未经历过真正的现代主义，而目前提拔出的建筑师只能说是在当代的思想下进行创作，对后现代理论的探索仍处在模仿的状态实践就更屈指可数了[16]。此外，中国的参数化设计研究多半是一些优秀的建筑师从国外带来的，许多人不理解其理论背景、思想基础所以不容易接受。建筑师们尚且如此，人民群众的接受程度也就可想而之。正是在这样的社会和文化条件下，参数化设计要想被社会真正认可还需要很长的一段时间。

2.技术因素。参数化设计在技术上有两方面制约：（1）在建筑设计范畴，运用在一些小型的建筑或景观小品上参数化设计的使用是相对成熟的，而对于一些复杂的大型建筑而言，它比小型建筑的约束条件要高很多，建立参数模型就比较麻烦，其转换条件也相当复杂，建模初期这对建筑师和程序员都是很头疼的。（2）是指一个项目从概念阶段到实施阶段的技术，这些技术包括施工技术，材料加工技术等等。即使有数控机床技术，但也局限于一些小尺度的构建加工。国内的施工很多情况是人工进行建筑构建的加工的，其准确度和效率有时达不到设计的要求。

3.经济因素。经济原因是参数化设计落成过程中最大的约束条件，参数化设计作品一般会比传统的建筑项目造价高出几倍乃至十几倍，一般情况下，甲方即使接受了先进的设计理念，但也无法接受高昂的预算。例如中钢天津响螺湾项目由于资金原因在花费了2亿元挖完基坑工程后被迫停工。这主要原因是由于，参数化设计所需的构件并不像传统建筑那般大量重复，它强调渐变、流线型，因此构建类型、生产精确度要求相对比较高，所有构建都需要依次加工，这不仅花费大量的人力物力、而且需要先进的加工技术所支持，这些没有经济的支持是没有办法进行的。鸟巢最开始的设计预算为40亿，大量缩减到30亿，用钢量达5万吨安装时需要7000名工人来完成。

三、结语

参数化设计的优势是显著的，但制约因素也是多方面的，主要是由于参数化设计当前仍然很不成熟，归根到底还是新锐的设计技术，也正是因为这种不成熟性、开拓性才会让越来越多的建筑师为之痴迷，也会是其引领将来建筑设计的趋势。

参考文献：

[1] 刘艳，郑添，曹光荣. 参数化设计的优势与劣势研究[J]. 城市建设理论研究，2012（9）：13-15.