摘要：隨著計算機的日益發展，參數化設計成為現代建筑設計發展的必然趨勢。本文首先闡述了參數化設計的含義，然后從優劣兩個方面探討了建筑設計中的參數化設計，具有較強的前瞻性和科學性，以期推動建筑設計的發展。

　　關鍵詞：參數化設計;建筑設計;優勢;劣勢

　　Abstract: with the development of computer, parametric design for the modern architectural design the inevitable trend of development. This paper expounds the meaning of parametric design, and then from two aspects discusses the quality of architecture design parametric design, with strong prospective and scientific nature, to promote the development of architectural design.

　　Keywords: parametric design; Architecture design; Advantages; disadvantage

　　中圖分類號： TU2 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1參數化設計的含義

　　建筑不是孤立在客觀環境之外的，這些限制條件就是德勒茲所說的“力”，建筑是處理了這些“力”的關系之后的結果，建筑師同樣拿來德勒茲“抽象機器”的概念，將建筑對應這臺“抽象的機器”，將這些“力”從“機器”的一端輸入，而“機器”的另一端就會輸出相應的結果，這個過程同時也對應了建筑設計過程。建筑師的主要工作不是在紙上涂抹、畫概念草圖，而是將影響建筑設計的限制條件轉化成這種“力”，并建立一臺“抽象的機器”，而表達建筑的工作是由計算機來完成的，對計算機而言，這些“力”被稱為“參數”或“參變量”，“抽象的機器”被稱為“參數化模型”，參數化設計就可以表示為將參數輸入參數化模型并由計算機生成建筑形體的過程。

　　徐衛國教授對參數化設計做過如下定義：“它把影響建筑設計的因素看作參數，然后找到一種關系，那這些影響建筑設計的參數組織到一起，借助于計算機編程和計算機的軟件將其組織在一起，形成一個參數模型。參數中包括了各種各樣的影響因素，有些因素是可變的，稱為參變量，有一些參數是固定不變的。當改變參變量的量的時候，就能得到不同的結果，這個結果就是設計的雛形，也就形成了參數設計的結果。”

　　參數模型的建立需要很多的工具，這些工具很多都來源于其他學科，分形理論、涌現理論、元胞自動機理論都是組成參數化工具箱的工具，對于同一個建筑設計師選擇的工具可以是不同的，建筑生成的結果會根據選取工具的不同而不同，對于不同的建筑采取相同的工具由于參數的不同也會產生不同的結果，這些都完全取決與建筑師個人的選擇。

　　有些時候已經存在的工具并不能滿足建筑師的要求，那么就要建筑師首先設計這個工具，也就是編寫程序，因此，腳本語言的編寫相對來說具有更大的靈活性和適應性。

　　2參數化設計的優勢

　　2.1體驗的改變

　　參數化設計帶來的體驗上的改變是最直接、最明顯的，這種改變不僅是對建筑的使用者、來說的，對建筑師來說，在設計過程中的體驗也是跟傳統設計完全不同的。

　　對建筑師而言，傳統設計的思路是建立對中心性、完形態的之高審美追求至上的，建筑師進行的所有工作都是在不斷加深、加強這個追求，并使之最終得以實現，換句話說，建筑師總是在進行真正的設計之前在腦子里想象出建筑的只言片語，然后再著手設計，之后所有的工作不過是盡量實現這些只言片語的組合而已。修改設計的過程同樣如此，建筑師只有在最初的幾次修改時會充滿激情，多次之后的修改過程會顯得相當乏味。而參數化設計的過程卻恰恰相反，我們在腦海里會根據設計條件首先定義好一些規則，如果這些規則不夠詳細而足以控制整個設計的進行時，我們就要多加上一些限制條件(或稱規則)。運行參數模型(很多模型在運行之后，其結果是動態生成的(如迭代)，這與傳統的設計過程十分不同)，如果結果不是我們想要的，那么就改變參數或是調整規則，參數的改變、規則的調整都會產生完全不同的結果，甚至有些參數模型(如涌現)每次的運行結果都不相同，就是在這些調整的過程中，建筑師才真正找到了參數化設計的樂趣。

　　對建筑的使用者或觀察者而言，參數化設計的作品給他們帶來的更多的是造型上的視覺沖擊力，空間上的非凡感受。由于參數化設計的結果常常伴隨著漸變、強流動感形體、互動式功能等等，這些元素都與傳統的幾何造型給人們帶來的心理感受完全不同，因此，動感、不穩定感甚至費解都是參數化設計帶來的不同體驗。

　　另外，由于參數化設計結果本身的特點，傳統建筑材料的使用受到了很大限制，新材料的應用同樣從質感、顏色、光影上給使用者帶來了大不相同的感受。

　　2.2效率的提高

　　效率提高是建筑設計作為實際工程而非藝術品的最大優勢，主要體現在以下方面：

　　①精確的完成復雜形體的設計

　　以往的建筑設計總是基于對基本幾何體的處理，而面對復雜的形體建模時，我們借助傳統設計工具會顯得無能為力，有時還并不準確，而在參數化設計中，通過參數模型的幫助使輸入參數和輸出形體之間建立精確、可控的聯系就使復雜形體的設計、建模成為可能。比如深圳雙年展項目，沒有計算機的幫助，生成的結果必然無法準確的表達。

　　②快速的生成多個方案

　　優化設計方案，為客戶提供多種備選方案是建筑設計中必要的工作，對傳統的設計方式來說，這一工作會十分繁重，每個備選方案的設計都是一次設計過程的重復，其中還會消耗設計師大量的靈感，而參數化設計的關鍵是建立參數模型，一旦參數模型建立，建筑設計的方案階段就進行大半了。對于同一個參數模型，輸入不同的參數會輸出不同的設計結果，備選方案的多少僅取決于輸入參數的多少，因為對于計算機來說，生成10個結果的時間和1000個的幾乎是相同的，不同的只是我們輸入1000組參數可能會比10組更加耗時而已。

　　③方便的修改方案

　　傳統設計中，我們總是從總圖出發一步一步的進行推敲、深化、修改、再推敲、再深化、再修改，并最終使設計方案得以實現，在這個過程中，所有的再推敲、再深化、再修改的工作都是上一輪的設計過程的重復，而這些工作卻有可能只是在調整容積率或是標準層面積這樣的小問題。在參數化設計中建筑設計的過程都是以一個參數模型來體現的，而容積率或是標準層面積僅僅是參數模型中的變量而已，建筑師所要的做得僅僅是調整輸入的參數或是在我們的程序里再加入幾行或十幾行腳本語言而已，至于修改的工作，那是由計算機來完成的，一切都會變快捷、高效，雖然在我們建立參數模型時候會有那么一點麻煩。

　　④專業之間的精確對接

　　建筑師關心的往往是建筑的平面功能、交通流線、立面造型，相應的我們需要的就是建筑的平面圖、立面圖、透視圖等等;而對于結構工程師來說，他們往往關注的就是柱網的密度、跨度、梁柱的尺寸等，相對應的就是需要柱網平面、配筋圖等等;而設備工程師可能就僅僅需要某些位置的剖面或節點而已。各個專業對同一個項目的關注重點各不相同，所使用的評價標準也不一樣，因此，下一個專業就需要將上一個專業的圖紙轉化為本專業可讀的圖紙，能否讓設計圖紙在各個專業中精確的傳遞對一個工程的進度至關重要。以往的設計中，每次這樣的專業交接都意味著專業設計師要進行新的圖紙設計，工程周期中大半的時間都花費在了專業交接的工作上，而且，在這些過程中并不能保證精確無誤。而在參數化設計過程中，建筑師可以通過一個參數化模型到導出幾乎所有專業所需的技術圖紙，甚至是節點詳圖。在這方面，DP(Digital Project)是發展最為完善的參數化設計軟件，“在DP的參數化建模環境中，三維環境是和二維環境以及構件物理屬性清單聯系在一起的，只要改變三維模型的任何部分，二維的技術圖紙和構件物理屬性清單都會自動更新。反之你還可以通過改變和三維模型建立聯系的Excel的數據來改變三維模型的形態。”建筑師可以將參數模型貫穿于整個項目的設計過程中，包括方案設計、初步設計甚至施工圖設計。

　　3參數化設計的劣勢

　　新型設計手段的產生總會帶來這一領域很大程度上的進步，但是任何設計手段或是設計思維的總有其兩面性，參數化設計也是一樣，其優勢不言而喻，但其劣勢同樣明顯，社會、文化、技術、經濟等因素是目前參數化設計仍為少數建筑師使用的主要原因。

　　3.1社會、文化因素

　　參數化設計思維并不遵循上千年以來人們習慣的中心性、完形態的審美規律，其理論溯源恰恰與其相反——遵循的是復雜性科學和后現代思潮中的后結構主義哲學，正因為如此，設計作品往往與大眾品味相左。這點在國內的表現尤為突出，當代中國正在大力發展經濟，在自然科學領域內取得了長足的進步，但在人文科學領域還很落后，人民的思想意識水平仍然比較低下，對世界上新興哲學思想、理論幾乎接觸不到，更加難以接受。普遍的情況是，各個城市紛紛效仿歐洲活中式建筑風格、盲目復古，客戶對建筑意識還停留在“歐式=羅馬柱”、“中式=大屋頂”的建筑符號的層面。

　　對建筑師來說，中國建筑界其實并未經歷過真正的現代主義洗禮，而現在培養起來的建筑師至多是在新現代的思潮下進行創作，對后現代理論的探索僅僅處于邯鄲學步的狀態，實踐就更加鳳毛麟角了。況且，參數化設計在國內的研究大都是由一些先鋒派建筑師從國外引入的，國內大量的建筑師對其理論背景、思維基礎都不了解，甚至難以接受。

　　建筑師們尚且如此，社會大眾的接受程度也就可想而之。就是在這樣的社會、文化條件下，參數化設計想要獲得真正的社會認同還需要很長的一段時間。

　　3.2技術因素

　　參數化設計在技術上的限制主要在兩個方面：

　　第一、在建筑設計的層面，目前所進行的參數化設計主要集中在規模較小的建筑或建筑小品上，對于一些大型的、功能相對復雜的建筑依然采取傳統的設計手段，即使運用參數化設計也僅用于設計中的某些階段，并不起指導作用。這主要是由于規模較小的建筑其限制條件也會相對簡單，參數模型的建立較為可行，當面對大規模的建筑設計是，大量的、繁雜的限制條件的轉化對建筑師甚至是程序員來說都會比較頭疼。

　　第二、是指一個項目從方案階段到實施階段的技術，這些技術包括施工技術，材料加工技術等等。雖然目前有數控機床技術，但它只能對一些小尺度的構建進行加工，在國內，很多情況下建筑構建的加工過程是人工進行的，在精確度、效率上都達不到設計的要求。

　　3.3經濟因素

　　經濟因素是參數化設計的實現過程中最大的限制條件，參數化設計作品往往會比傳統的建筑作品造價高出幾倍甚至十幾倍，很多情況下，客戶即使接受了先進的設計理念、建筑造型也接受不了高額的預算(由于經營困難，開發商迪拜薩馬公司取消了扎哈·哈迪德事務所設計的投資8230萬英鎊的迪拜歌劇院項目)。

　　主要原因是由于，參數化設計所需的構件并不想傳統建筑那樣大量重復，相反卻強調漸變、流動感，因此構建種類、生產精度要求高，所有構建都需要一一加工，這不僅耗費大量的人力物力、而且需要先進加工技術的支持，所有的一切沒有經濟的保證是無法進行的(鳥巢最初的設計預算為40億人民幣，經過大幅瘦身之后達到了30億，鋼結構用鋼量達5萬噸，結構構件多為彎扭構件，安裝時需要時，施工現場需要7000名工人共同完成)。

　　結語

　　參數化設計的優勢顯而易見，但限制因素也是多方面的，主要原因是參數化設計目前依然很不成熟，畢竟還是先鋒的設計手段，也正式因為這種不成熟性、先鋒性才會另越來越多的建筑師為之著迷，才會是其引領未來建筑設計的趨勢。

　　參考文獻：

　　[1]高巖，參數化設計--更高效的設計技術和技法[J]，世界建筑，2008.05

　　[2]柳青，孟旭彥，參數化設計--訪徐衛國及XWG工作室成員[J]，UEDTOPIC，2009.