关于异形建筑在设计中的方法探讨

【摘要】：当今世界出现了许多具有异形化造型倾向的新建筑，而传统的二维制图已经不能满足此类建筑的表达，因此如何将异形建筑得以实现，是本论文想要探讨的问题。

【关键词】：异形化 三维建模软件 辅助作用 施工配合

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

从上世纪90年代中期开始，建筑设计出现反对“平庸”的萌芽，“求奇求怪”的“异形”之风不可阻挡的袭来，而中国迅速的工业化和城市化，为其提供了最佳的试验土壤。随着境外设计事务所进入中国市场，中国的一线城市成为了异形建筑的扎根地，从国家大剧院“巨蛋”、奥运会体育馆“鸟巢”，央视大楼“大裤衩”，再到东方之门“秋裤”，人们对异形建筑的争议从来没有停止过。不论异形建筑是褒是贬，确实为中国建筑业带来了视觉冲击，大胆的创新构思也促使着我们思考如何实施这些异形体的问题，本文将以一个实际项目来对这个论题做出一些尝试和探讨。

项目基本概况

本文所要探讨的项目在异形建筑里算简单体型，通过简单形体的转角旋转，形成一个个空间上的变化。项目为一个水利项目，位于太湖流域，风景优美，业主要求其成为流域里一栋别具一格的标志性建筑。结合太湖文化，以 “波浪”作为建筑母题，通过简单几何形体扭转，刻画出太湖的山水形胜，体现吴越文化兼容并蓄，全新的建筑形态，成为流域里一处美景。这段形态复杂的建筑体其实是由一个标准段，重复5次而成，两头悬挑，横跨整个河道，总长度为159.2米，重复的韵律感加深了“波浪”的感觉。整个结构采用了钢结构，外面建筑材料选择铝板、玻璃及穿孔铝板。建筑形体由一个简单的长方形开始，每4.5米顺时针及逆时针各旋转75°，再选择其外轮廓，经过6次旋转变形，又回到简单长方形，具体的图像变形过程如下：

标准构件1标准构件2 标准构件3标准构件4

一个标准段形体（如下图）

设计及施工中的难点

在施工图的深化设计中，利用Autocad软件，平、立面均只能表达投影线，剖面也只能在有标准杆件的位置剖切，可以定位建筑完成面与钢结构之间的距离。而由于此形体是空间可变的，其他每处钢结构与建筑完成面之间的距离都是变数，因此传统意义上平、立、剖已经相对毫无意义。空间结构也给建筑材料统计带来了麻烦，从而无法算出材料所需面积。更为糟糕的是，施工更加麻烦，设计上的平面定位对于外立面幕墙施工毫无用处，而他们需要的是每一处节点处加转接件的尺寸。此时，一个关键性问题出现了，是以结构尺寸为基准还是建筑完成面尺寸为基准？经过思考，我们决定以建筑完成面外轮廓尺寸为准，来控制结构尺寸，这样可以避免形体走样，以防达不到方案预期。控制好完成面的尺寸，就意味着幕墙的副框和转接件要根据完成面与钢结构之间的距离来定，每处都会是一个变数。万幸的是我们的异形体还算是规则的变化，确定好一个标准段的1/4，通过镜像就能完成一个标准段，再重复5个标准段，就完成了。那么，现在首要的问题就是解决定位相对关系，因此三维软件的运用就是必然的方法。

三维建模软件对于项目的辅作用

在国外，三维数字建模技术的发展运用较早，计算机的迅猛发展必然也带来建筑设计业的全新革命，这种全新的生产工具为我们提供了强有力的武器，目前，用于建筑设计的三维软件很多，主要是Sketchup、Autodesk Revit、ArchiCAD、Microstation。在本案中，需要精确建模，从而确定相关节点与钢结构之间的距离，因此钢结构的模型是参照的主要对象，钢结构的3d3s格式模型面线很多，直接在Su中打开，并转存，软件运行不了。因此，我选用了更为强大的Microstation软件，在Ms软件中直接打开3d3s格式的钢结构空间模型，并转存为skp格式的文件，这样就能方便在Su中打开，并进行参照编辑。然后在Su软件中，按照建筑完成面控制尺寸建出建筑外包体块，找到与钢结构之间的定位关系，进行两者的合并，从而得到模型的精确定位。由于幕墙是以钢结构连杆作为主框，而副框依托在主框上，而由于建筑体型的复杂性，使得副框的截面是一个变值，因此给幕墙的施工带来一定的难度。

因此，借助三维软件建模，对这种空间体型复杂的建筑是有相当大的辅作用，它能在施工中严格控制尺寸，并能减少构件的误差，为施工方也带来便利。在本案中，我根据幕墙单位提供的相关节点对应的平面位置在Su中进行剖切，生成dwg格式的文件，可以在Autocad中进行打开测量，完全完成从三维到二维的精确转换。幕墙公司根据 cad里测量的尺寸，确定几个关键点的控制尺寸，从而能精确各副框的截面高度，然后在相关点设置转接件，使得建筑外形能按照所规定的尺寸进行严格控制。

项目实施的可行性

在本工程中，设计方一直在施工阶段与钢结构厂家及幕墙设计厂家保持密切联系，设计方始终给施工方提供技术上的支持，通过与施工方的配合，也使得设计方了解施工中的难点，并从设计上加以优化，角色的交替能使我，作为设计人员，能加直观清晰的了解施工中的过程，而施工方通过与设计的配合，了解到设计意图，从而在细节上加以优化。三维软件的应用，在本项目中只是发挥其强大功能的一小块，而实现整个全生命周期的建筑过程，则需要业主、设计院与施工方各方都能用好三维BIM软件，在设计的各个阶段，体现出三维软件带给各方的最大利益。

结束语

数字化的建模软件带来了设计业的风暴，建筑技术水平的突飞猛进，都为异形建筑的可实施性提供了强有力的保障，怪异的造型和幕墙设计，完全颠覆了传统建筑造型，异形的建筑体态也带来了丰富的室内空间感受。看似“不合常理”的异形建筑，且不去评论其合理性和性价比，确实开拓出了中国建筑设计的新思路，再中国这样一种相对宽松的设计环境，百花齐放的设计体现出了新时代建筑师们的创新精神。为了能够更好的迎接异形的盛世，传统的二维软件已经不能适用，而三维软件便理所当然的脱颖而出。本次工程虽然不是很复杂的异形，但是借助三维软件的小小功能，也使它能够正常施工开展下去。我相信，在设计及施工中，方法是最重要的，对于异形，无非就是放样测量会出现难题，以及在构件的定制中会非常规，但是只要掌握了三维设计的方法，并能充分利用其优势，就能更好的发挥它的作用，为我们的设计提供强有力的技术保障。

参考文献：

著作：【1】《异形建筑》李志清

论文：【1】《数字建模技术对建筑造型异形化设计的影响》李田