高层建筑参数化设计理论与发展

高层建筑参数化设计理论是怎样的？发展历程又是什么？请看鲁班乐标编辑的文章。

1建筑的参数化设计系统概述

建筑的参数化设计是设计人员根据不同的工程关系及几何关系制定不同的设方案［1］。为了满足设计要求，不仅需要考虑初始的工程参数及尺寸，还需要保证这些基本关系在设计参数发生改变时不会受到影响。参数主要分为两类:一是尺寸值，又称为可变参数;二是各元素的空间几何信息，又称为不变参数。参数设计的本质就是在可变参数的作用下，系统时刻保证不变参数保持不变。

参数化设计只是解决建筑问题的手段，并不局限于某一具体的建筑类型。本文系统地探讨了高层建筑的复杂性与参数化设计理论的关系，并对参数化设计在建筑设计中的应用作出了详细的介绍。在当代建筑中，非线性形态的建筑占绝大多数，非线性形态建筑具有较为复杂的特性，传统方法很难解决其中的设计问题。由于参数化设计技术的优越性，它能很好地适应非线性形态建筑的设计需求。因此，参数化手段也能用来进行普通形态的建筑设计，并且还能很好地解决和优化传统方法中存在的问题。

2高层建筑参数化设计理论与发展

2.1高层建筑的复杂性与参数化设计

高层建筑参数化模型不仅体现了建筑系统的特征，还对高层建筑的复杂性做了充分的诠释。在过去设计辅助工具有限，大部分建筑师只能在脑海中思考建筑设计的方案，在草图上进行绘画，也只能是脑海中思考的片段。因此，高层建筑的复杂性在创作过程中有较为明显的体现，建筑师在设计过程中难以得到明白的认知。参数化设计可以很好地诠释建筑的复杂性，具体体现在两个方面。

1)参数化设计的设计过程是可视的。利用参数化设计技术，建筑设计过程中的所有设计元素及将这些元素关联在一起的设计逻辑都能直接地反映出来。这种直观的设计过程，形象地展示出了高层建筑中数量庞大、种类繁多的各个“个体”，以及各个“个体”之间错综复杂的逻辑关系，使得高层建筑的复杂特性能被清楚地认识。

2)参数化设计对高层建筑复杂性的诠释也表现在其对建筑形式的变化上。参数化设计技术具有设计模型数据化的特点，建筑设计人员能通过模型，大胆地尝试各种建筑造型，进行模拟，并解决在实际建造过程中可能出现的问题。

2.2高层建筑参数化设计方法的两种趋势

1)以复杂性科学理论为基础的趋向。随着计算机技术水平不断提高，使得建筑师们对高层建筑的复杂性及矛盾性有了更新的认识，许多设计师在实践作品中秉承复杂性理论，表达出建筑的矛盾与冲突［2］。但是，人类脑海中的想象毕竟有限，对复杂性的表达无法做到对建筑复杂性的完整诠释。参数化技术则不同，它首先设置好初始参数，而后添加影响因素，并设置生成逻辑，在参数化程序中最终形成图形信息。这种图形资料有建筑的形态雏形，也有平面的构图关系，存在许多形式的结果，是诠释建筑复杂性的可行之径，是进一步深化设计的依据。

复杂性学科广泛蕴含于建筑设计的方方面面，这使得建筑设计师在进行参数化设计实践时，出发点具有多元化的特点。从哲学的角度出发，建筑师可以利用参数化设计工具合成具有哲学寓意形式的建筑;从复杂外形的角度出发，设计师又可以利用参数化设计工具直接生成复杂的建筑形态。无论从怎样的目的出发，参数化设计工具这样多样化的应用，都极大地促进了它与建筑设计的联合发展。因此可以说，以复杂性科学理论为基础的参数化设计技术是未来高层建筑参数化设计的主要趋势之一。

2)作为普适性设计工具的趋向。高层建筑的参数化设计的另一趋向是将其作为优化过程，在建筑设计过程中对建筑设计问题进行解答，以更加合理的方式处理传统建筑设计中凸显出的难以解决的工程问题。这种高层建筑的参数化设计技术，主要是对已形成的设计雏形进行修改，较少运用于对设计概念的直接生成。

3高层建筑参数化设计发展展望

计算机技术对高层建筑参数化设计技术发展的制约很大，未来计算机技术的发展，将极大地提高参数化设计技术的成熟度。目前，与参数化设计有关的软件有很多，一方面可以看出参数化设计软件具有多样性，但另一方面也反映出参数化设计技术的发展尚不全面，软件功能普遍不强，设计覆盖面不够宽泛。因此，发展计算机技术是发展高层建筑参数化设计技术的首要任务。此外，在技术应用层面，高层建筑参数化设计技术需不断推广普及，增加建筑设计师对参数化设计的认识，拓宽该技术的应用面。在我国，参数化设计还停留在解决复杂建筑形式的问题，主流建筑形式依然沿用传统的设计方法，这毫无疑问限制了参数化设计技术的发展。

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