数字渗透: 参数化建筑十年

随着计算机技术的进步和中国经济的发展，近几年国内涌现出许多参数化设计工作营和培训，不少海归派建筑师也在如火如荼地进行着参数化设计实践。数字化工具在一批充满激情的推动者的努力下，正在从思维方式上改变着整个建筑设计环境。2013北京“数字渗透”系列活动日前在北京拉开帷幕，来自全球各地的成名建筑师和建筑新锐共同探讨了数字技术对建筑相关领域不断扩大的深化和影响。数位普利兹克建筑奖得主更是系统地介绍和展示了自己的建筑作品从概念形成到施工完成的整个过程，使观展者能够对数字建筑的设计及建造有一个全面了解。这不仅仅是一场视觉的盛宴，也将是一次关于参数化设计的深度思考，让我们重新定位了计算机技术今天在建筑领域所扮演的角色。

世界范围内的参数化建筑实践

参数化设计，顾名思义就是将影响设计的因素，例如环境、视线、地形等许多信息看作参数，通过计算机将它们组织并转化成图像信息，生成建筑形式的雏形。改变参数就会得到新的设计结果。参数化设计也可以用在其它方面，如对构造节点，建筑表皮以及建造过程的研究。在过去10多年的数字设计探索过程中，曾前赴后继地涌现了许多代数字技术建筑师。虽然最初一代建筑师仅仅改变了把计算机用作绘图工具的做法，但这一开山之举已经开拓了数码设计的崭新领域，使人们开始意识到计算机在建筑领域的巨大潜能。之后，建筑师们开始从建筑设计的各个方面探索数字化工具的应用，慢慢地生成复杂形体变得轻而易举。

如今新一代数字技术建筑师，充分拓展了参数化工具在具体项目中的应用，运用参数化软件在短时间内处理人为无法处理的海量信息，更高效的完成对整个设计及建造过程的控制。纵观全球先锋的建筑事务所，盖里、福斯特、扎哈，他们都有各自的参数化研究小组。如盖里的“盖里科技”（Gehry Technologies），就是专门开发建筑信息建模（BIM）软件和服务的部门，他们在方案构思阶段就将CATIA引入设计，并优化成Digital Project（DP）软件设计平台，建立数字信息模型。盖里的设计团队完全从数字模型中导出施工图数据和各种技术参数，实现建造过程的数字化信息控制。

扎哈也有一个“计算机研究组CODE”（Computer Design），这是一个纯粹的研究小组，他们正努力把参数化技术和扎哈事务所的独特风格结合在一起。而福斯特的“特殊建模小组”（Specialist Modelling Group）则会参与到设计的所有阶段，从概念设计一直到施工现场，工作内容包括计算机辅助设计、环境建模与分析、优化设计、施工制造、互动性以及可视化设计等方面。这些先锋事务所的专门研究小组都致力于开发计算机工具的潜能，使之能更好地控制复杂建筑形体在建造过程中的时间和成本。如果没有参数化工具的辅助，这些建筑师们根本无法实现他们天马行空的想象力。

扎哈・哈迪德设计的盖达尔・阿利耶夫文化中心就是参数化设计运用的一个典型作品。拥有优雅飘逸、冲入云霄的曲线形态的文化中心，刚刚竣工不久就已经成为了阿塞拜疆重要的地标性建筑。这个复杂的建筑形体使用了12027块复合面板，拼接成了一个90千米长的连续表皮。12027块复合面板看似相同，其实每一块尺寸都不一样，如果依靠传统的二维图纸逐一绘制，工作量是无法想象的，只能通过引用三维建筑信息模型以及参数化编程控制技术去解决异型构件的设计信息输出问题。于是建筑师在建筑模型生成阶段，必须通过编程为每一个幕墙单元生成唯一编号，并依据编号管理每个幕墙的参数信息，然后将这个三维模型和数据库提供给厂家，厂家再在其基础上依据生产工序进行更深入的二次翻样设计，完成幕墙加工信息提取工作，生成详细的加工参数表。如此一来，每一个构件都能很容易地找到自己唯一固定的位置，极大地提高了生产速度和施工效率。传统的二维图纸固然短期内不会消失，但是三维建筑信息模型的辅助却毫无疑问地将建筑设计从传统几何形的限制中解放出来了。

而在中国，参数化建筑实践尚处在刚刚起步的阶段，新生力军大多也是从AA、UCL、Berlage等国外知名建筑院校毕业的海归派建筑师。比如曾经在AA的DSL（Design Research Laboraroty）学习过的徐丰，毕业后在ZHA工作过一段时间，回国后创立了自己的建筑工作室，而且开展了国内第一个数字建筑工作营。还有现在已经有不少知名建成作品的王振飞，也是毕业于著名的Berlage。

尽管中国的数字建筑环境仍不能提供非常专业系统的研究平台，多数还是以个体为单位点式铺开，但在如今西方参数化建筑教育已经相对成熟的环境中，中国留学生却已经成为海外留学生群体的主力军。2013年北京数字建筑展策展人之一Neil Leach提到，去年南加州大学去年的研究生课程，32个学生中有27个是中国人。去年秋天哈佛GSD的课程中，获得前两名的都是中国学生。由于大批受过参数化建筑教育的海外留学生的归来，数字建筑文化开始以病毒的速度迅速在国内蔓延扩散。生力军的充盈，使我们无法保守想象下一个十年中国建筑环境会发生怎样的变化，中国的数字建筑前无古人，却后有来者。

参数化建筑在中国

当下中国的建筑设计环境正在经历一个有趣的阶段。十年前，中国大概都没有几个人知道什么是计算机脚本，而十年后的今天，北京已经开始筹备它的第五个数字建筑展。现在却几乎没有建筑师不知道什么是Grassshopper和Catia。

这十年里，全球建筑领域的计算机技术大致经历了三个阶段，第一个阶段是“虚拟现实”：人们将一个并不存在的世界以具象的方式模拟出来，将建筑师头脑中的构思变成看得见的虚拟形态和环境，使得在建筑物建成之前其效果就可以被某种程度地预见。第二个阶段是“数字建构”：人们开始用计算机去研究结构和物理状态，使用物质或非物质的数字技术进行建筑设计及建造――非物质的数字技术包括创造性地使用脚本、编程和参数化模型软件；物质的数字技术包括创造性地使用数字建造技术，例如数控加工、3D打印和激光切割。而现在我们正经历着第三个阶段――不仅用计算机来理解物理行为，并且还控制整个建造过程。