参数化设计范文
时间：2023-09-27 07:57:24
参数化设计篇1
早在08年北京奥运会之时，人们就已经见识过参数化的能力，鸟巢与水立方这两栋建筑给人们带来的不仅仅是震撼这么简单，它们深刻的预示着一个设计时代的到来，之后如广州亚运会的小蛮腰，扎哈设计的广州双石歌剧院，以及深圳国际机场与杭州NBBJ体育场馆等诸多建筑在中国遍地开花的现实都证明了这个观点，利用参数化作为设计的另一种全新手段将会给设计带来一场革命性的变化！
08年底，无独有偶，一位ID名为Foral的海外留学生在ABBS论坛上开帖介绍了Parametric Design，翻译成中文也就是今天大部分设计者都知晓的“参数化设计”，这也是大多数国人认识参数化设计的开始；从此，“算法”、“代码”这些不是设计专业出生的人应该了解的术语也频繁的进入了我们的视线。感到欣慰的是，面对新事物国内大部分设计者们选择的是尝试与接收挑战，在我开始学习参数化时，使用的软件主要是Grasshopper、RhinoScript、Python、Catia、Digital Project以及Processing等辅助设计软件。
其中当属基于Rhino平台的Grasshopper是一个较为直观、代码呈现较少的参数化平台，同时也最实用于设计的初级阶段，因此目前被广泛的使用。而RhinoScript则是基于微软开发的VB Script脚本语言，属于纯代码编程；而Python进入参数化编程用于设计也是2013年年初才开始的，其具有的赋值方便与简介易懂，使其跻身为编程脚本中的佼佼者！以上三种都为参数化设计中的常用软件，会在后续小节中逐步讲解它们对于设计的使用！
正如我们之前所说的，参数化已经成为了一个新设计时代的标志，试想一下我们的建筑与室内空间是否也可以用程序来完成呢？目前大部分行业都倾向于使用算法和参数化进行处理，为何建筑与室内设计不那样做呢？
为何你需要捡起高中时的数学课本，从头学起？
说道这里，只怕很多人都泛起了嘀咕，数学对于学习艺术的人来说可能是永远不会触碰的领域，太过于抽象与理性以至于对于大部分习惯了感性思维的艺术工作者来说，数学太过于遥远！甚至有人对于数学不置一词、避而不谈，归其原因只有两个字：“不懂”！孰不知它对于设计这种实践性极强的艺术领域有着潜移默化的深刻作用！设计不是纯艺术，它不是外行人所理解的在纸上画一画就可以变为现实的学问；需要将你的思维，也就是优秀概念变为现实是需要极其理性的数据作为支撑，才可以实现的！这就需要数学的帮助，没有数学你现在所看到的很多惊世骇俗的建筑就不可能落地，参数化也就无从谈起了！
数学一词源于西方的古希腊语，意思很通俗就是通过学习获得知识的意思，因此早期的数学所涵盖的范围远比我们今日所讲之数学要广的多，和人类的生活也更加接近些。在古代人们最需要做的事就是丈量土地城池，以及核算人口户籍！道理十分简单，丈量土地因为人们需要生活，需要知道那一块地是你的该你耕种，那一块地是人家的，便于区分在收成之时向国家纳税；丈量城池因为需要营造，需要御敌，需要有家有住的地方，因此建筑也就产生了；核算户籍是国家的事，需要知道国家统辖范围之内每县每郡有多少人口，便于日后政策的实行！这些都是与生活息息相关的事！所以说早期数学远不如今天这般神秘，它是非常真实的，但是事物总是在不断进步与变化的，任何学科任何学问都是如此，当人们在不断总结与简化古人的知识时，一门学问就会变得抽象与难懂，归其原因也只有一个就是知识太多了，没办法洋洋洒洒的都将其详细记录下来。所以就需要你仔细阅读与理解，以至于今天没有一个人能够将人类从古至今所有的知识体系都学会，这才分出了专业与学科！那么数学也在这样千百年的变化之后，变得只剩下数字、符号、公式和定理了。这些东西似乎和我们今天的生活渐行渐远，甚至在表面上毫无关系。但是不要忘记，我们的建筑与室内的实现，依靠的可都是实打实的数据，没有了这些一切都会显得那么空洞！
说了这么多，视乎并没有和我们的设计扯上多大的关系，其实不然，仔细阅读上文你就会发现，建筑产生的背景是早期人类为了有个地方住，直至最后要住的气派，住的彰显身份这才有了现在惊世骇俗的建筑，这些建筑如何产生都要归功于数学的一门分支，也就是几何学！都知道几何学是研究空间形体的数学分科，所以对于下面所要讲的知识就随理成章了。事实上在古代，数学与建筑学一直都是不分家的学问。从古希腊的维特鲁维，到文艺复兴时期的建筑师和理论家——比如莱昂.巴蒂斯塔.阿尔伯蒂或者是众所周知的天才艺术家奥纳多.达.芬奇——它们首先都是数学家。这种学科间的关联现在看起来似乎不如以前那么明显了，但是诸如巴克敏斯特.富勒、圣地亚哥.卡拉特拉瓦、扎哈.哈迪德和其他许多同样也是数学家的建筑师证明了这样一个观点，建筑和数学之间的重要关联从未遗落。也许有人会说复杂的数学即时对于建造过程是必要的，但是对于设计的前期过程却是不必要的。我不反对这样的观点，因为这是事实！然而，对于数学的重要，至今为止也没有那个艺术类院校予以重视，对于建筑系与室内设计的学生来说，提供了数学课程的高等院校就更是寥寥无几了。实在是让人叹息！
1.“真”与“假”的逻辑对于数据的分配与判断作用
很多人可能没有听说过计算机程序判定数据的两种逻辑词语，它们是这样的两种逻辑词“真”与“假”，其实理解起来非常简单，也就是我们日常生活中常说的“是”或者“不是”，只是我们在用数学方式表达的时候，常常会使用一类判定式，也就是初高中学习的不等式概念，比如5>6为错误表达式，如果让人来读的话就会说成是5不会比6大，但是计算机可不这么说，虽然逻辑一样，表达可是会有差别的，为什么计算机不使用人类的表述方式，而偏偏就只是用一个词“假”呢？（程序写为“Fasle”）想想看人类这么表述是不是很罗嗦？计算机的表达方式很简洁，就一个字！最根本的原因还是为了方便人类阅读，如果用人类的表达方式那就完了，你一天也读不了多少判定结果，但是用计算机的表述方式就会简单许多，而且效率大大提高了！下面就是一个程序的实例，是我在研究生一年级时参与的一个室内工装项目，所使用的就是真与假的逻辑判断创建了这样一个程序！大大的提高了工作效率，如图1所示：
程序并没有多复杂，模型和创建结果如下图-2，图-3所示，分别是造型墙的4个分区和最终的完成效果。
2. 三角学在室内设计中的应用
对于三角学这门数学分科，早在高一的数学课本中就有详细的介绍，sin与cos这两个兄弟经常会合伙出现，对于建筑和室内来说，它们的使用非常广泛，在这里我就不一一列举了，说到三角函数大家都不陌生，可是若要换个名字称呼它，可能你就不认得它们了，它们真正的名字应该叫做圆函数，其实和圆有着十分密切的关系！因为如果我不这样说，你可能不明白下面这个实例如何能与三角函数挂上关系！这是我自己研究的一个使用三角函数制作室内空间常用的造型，旋转楼梯！观察下图程序与效果：
图中所创建的楼梯与楼梯两侧的镶板均是使用三角函数来创建的，你可能会觉得除了镶板，楼梯很好建嘛，用SketchUp或者3Dmax也不难啊？是的，楼梯用这两款软件确实也不难做，但是如果我告诉你这个楼梯是我5分钟做完的，你做何感想？这是前两款软件与参数化不能比拟的地方，就是效率，这是一种巨大的优势！但是前提是你必须了解数学的的原理，你才能够这么快的完成这个楼梯的建模过程，更别提镶板上密密麻麻的渐变小孔了！这也只不过就是高中的数学知识，就可以帮助一个设计师快速的完成一个概念，可见数学逻辑对于程序的重要，对于设计效率的重要！举这样一个实例因为它很直观，而且在室内设计中会经常用到，也足够说明三角学对于室内设计的帮助是巨大的！
对于设计参数化所起到的作用
参数化在开篇已经做了详细介绍它是如何来的，在这里就不再重复了，参数化是一门新兴的技术，在国内很多人将它说的很神，什么非线性什么集群智能等等，其实无外乎两个字，那就是数学！这就是为什么之前需要对于数学这门古老的学科做详细介绍的原因就在这里，在这里再次将参数化这门技术做详细解释，它并不是大多数喜欢忽悠的人说的什么设计风格，非线性与参数化只不过就是一种设计手段，是设计者手中的高效能工具，有了它设计师就可以完成许多在常人眼里看似天方夜谭的造型，这些极度复杂的造型如果换做手工创建模型将会是不可想象的艰难，甚至可以说是无法实现的！对于设计来说，首先是需要有一个相当出色的创意，也就是概念，接下来才是如何实现的过程，东西都做的不堪入目何谈让甲方心甘情愿掏钱买单？这是在浅显不过的道理，然而出色的概念可不是参数化能够实现的，这取决设计师的修养和平生积累的经验，绝对不是参数化这样的技术能够独立完成的，也就是说参数化是居于设计之后的过程，而非在方案起始就能够产生作用的，因为人的思维永远都是活的，这是计算机所不能匹敌的，也是人类能够创造如此多彩世界的原因！那么参数化的作用又体现在哪里呢？首先参数化并不是很新鲜的东西，早在上个世纪它就已经出现了，只不过在建筑与室内设计中的应用是近几年才开始的，早先它还是在给电影大片做特效使用，还有就是军队的高科技！所以并不算是新鲜的技术，如今对于审美的提高，技术的进步，才使得这种需要极其丰富的数学知识作为后盾的技术，逐渐进入了设计的领域！
参数化并不神秘，参数其实就是数学中的数据调控，因为空间中的每一个模型都附带了或简单或复杂的数据信息，只要将这些数据稍作修改，模型就会产生连带的变化，从而使每一个不同的数据所呈现的模型形态都不相同，这就是参数化的魅力！在你具有优秀的创意之后再来使用参数化将会是如鱼得水、如虎添翼般的效果！
做设计的人都知道，每一个项目都是有时间限定的，当你完成此项目的时间越短，数据越精确时，创造的效益与节省的开支就会越大。这样的结果用什么方式才能够完成呢？答案非参数化无二！
算法解析
多年前读高中时，我就私下里自学过计算机编程，只不过那时就是一时兴起，没有真正学懂，但是也知道了算法这一概念，很多不知道如何编写代码的设计师百思不得其解，到底什么是算法呢？请看如下代码：
Dim u，v As Integer
u = x + 20
v = y + 26
If x > y Then
a = u * v
Else
a = u + v
End If
这就是一种算法，上述代码所表达的含义是一种不等式的判定，也就是当x>y时结果为真，执行a=u*v的运算，为假时执行a=u+v的运算，这是一个非常简单的代码，但是足够说明算法的含义。算法其实就是一种逻辑表达关系式，只是需要人们将日常所讲的大白话翻译成计算机能够听懂的语言，然后告诉计算机帮助我去执行我需要的结果！就这么简单，算法并不是完全相同的，因人而异当编写同一结果的程序时，算法可能千差万别，但其最终结果都是相同的！需要注意的是算法有优劣之分，好的算法应当是逻辑简单，判定简短精确，换成大白话就是言简意赅，没有啰嗦话！反之既然。在实际项目中，算法是极其重要的一环，这决定你的效率是否加倍，好的算法可能几分钟就能算出你要的结果，因为占用内存少，运算时间相对减少；而差的算法可能就需要十几分钟可能更多，试想一下对于一个争分夺秒的项目工程，每一个环节都节省几分钟，那可能就是节省好几天的重复工作了！
浅析代码——机器智能
在参数化进入建筑之前，机器智能化就已经开始应用了，人们所熟知的机器人就是计算机智能化的体现，不过再怎么智能，始终还是需要人机交互才能够完成计算机的智能运算，也就是说需要人们告诉计算机你该怎么做，做到什么条件了，执行这个条件下的运算；做到另一个条件了，开始执行另一个条件下的运算！这就是人们常说的机器智能，前提条件就是人机交互，没有了人对计算机发号施令，机器智能也就无从谈起了！说到底，其实还是人类的智慧在左右计算机的工作，因为机器智能化的先决条件是人们需要编写一串代码告诉计算机，你该怎么做，就如同下列代码一样：
Sub Main（）
Dim Plane， Radius， m
Plane = Rhino.WorldXYPlane
Radius = Rhino.GetReal（"int & 67"）
For m=0 To 10 Step 2
If（Radius + m） < 30 Then
Rhino.AddCircle Plane， Radius + m
Else
Rhino.Print"the cicle is really big"
End If
Next
End Sub
这串代码执行了一组添加圆的操作，它告诉了计算机如何执行数据的结果，当圆的半径与等差数列m的和小于30时，计算机将会自动添加小于30这个数据的所有圆，而当大于30时，计算机会自动停止添加圆，并且显示这个圆太大了！在之前计算机会询问你要求输入一个起始半径。这就是人机交互，也就是机器智能化的体现。
施工数据的读取
对于设计最终能否落地实现，有没有精确的施工数据是相当重要的一环，参数化能够帮助到设计的最直接表现就是能够读取精确的施工数据，这是其他常规建模软件都无法做到的，如果说模型单元太多数据就更难以读取！参数化的好处就在于读取数据时，可以分区域找到它们的精确数据！正如之前所讲述的实例旋转楼梯的施工数据，就可以用参数化很快的提取出来，如图6所示：
如图-6所示，参数化将楼梯的每一个阶梯节点进行了标号，另一侧的两组数据分别为阶梯的两侧节点坐标数据，有了这些施工就近在眼前了，要知道这是旋转的阶梯，内侧与外侧是存在着一种缩放比例关系的，所以数据不比平常的楼梯那么简单；再者因为是圆弧状所以施工对于数据的要求需要更加的精确。当然这样的两组数据因为小数点位过多，过于精确，有过施工经验的设计师肯定明白，这样的数据是需要简化的，不然施工还是没法做，施工所要求的数据需是整数，方便测量与定位，小数点过多则可能无法测量精确，1毫米之内的误差在施工上是允许的，所以只需要在程序中将这类数据再次简化成整数，就可以当作施工的准确数据了。这是参数化所具备的能力，也是它对于设计效率的巨大帮助！
4.设计的高效
在前面众多举例中，都是为了证明一个道理就是，参数化对于设计有着其他辅助工具所不能比拟的优势，就是高效能的完成设计的的概念，如数学一节中的两个实例无不说明参数化所具有的高效率，在我们工作室没有使用参数化制作室内项目的造型墙时，这个造型墙使用手工制作了将近一个星期的时间，而使用参数化编程完成这个造型墙的概念只用了区区半个小时就制作完成了，而且无论是造型的美感，还是数据的准确，都是手工无法比拟的，因为人做的总会不小心出现小错误，而及其运算的，只要逻辑正确算法合理，是不会有错误的，速度就更不用说了！再说旋转楼梯这个例子，使用3D或者SketchUp至少也得用去1个小时或者更多，加之复杂的镂空镶板，只怕一天时间也不一定能够做完，而参数化使用程序运算，只需要短短5分钟就完工了！
这是什么样的效率，相信不用我多说什么了，对于设计师来说完成一个项目的时间越短，出错越少也就意味着可以节约出更多时间来完善项目，将项目中不必要的错误将至最小，这无异于是设计工作方式的一场革命性变化。对于未来的设计将会是影响深远的！
5.对于思维的开拓性
在参数化没有进入设计领域时，想想看设计师们做的方案与项目都是什么样子的？大多数人应该都会想到笔直的大楼，在甚者就是多几个转折面而已，终其一点还是拜托不了直线的构造的影子，就连建筑的外观和室内的造型墙体也大多为传统的图案镶板！再看看参数化进入设计之后所创建的造型。（如图7）
这样的建筑与室内造型，在参数化还没有进入设计之前，只怕是那个设计师都不敢想象的，如此复杂的造型建筑和室内镶板，如果没有参数化的进入，建筑师会往这方面想嘛？答案是肯定的，不会也可以说不敢往这方面想，因为太过于复杂，以至于人脑没办法想象出如此密集的图形变化，这就是参数化能够带给设计师的启发，也就是原来造型还可以这样去做啊！
展望未来设计师的素质
在对参数化能够给设计带来的帮助，在之前小节已经做过详细的说明，那么对于设计师来说参数化又能够提供那些帮助呢？
很多人大概都存在这样一个误区，那就是设计是一门艺术的学科，这样说未免有些偏激，设计是需要实践落地的一门学科，与传统的绘画和雕塑并不是一回事，只是设计之初需要感性的创造。而之后便是理性的思维，如何将其做出来，保证能够不出问题，以及设计的美感和初衷仍然保留。这就需要详尽的数据作为支撑，才可能得以实现，对于一个优秀的设计师而言，不能只有天马行空般的想象而不具备解决实际问题的能力，不然一切都将是空谈，因为最终你的创意你的概念都是要在现实世界中落地的！所以换句话说设计师还需要具有很好的理性思维，才能够将好的创意真正实现。在感性与理性的中间找到平衡才算得上是一位优秀的设计师，不然你的想法都只能是交给他人来帮助你实现。
对于提高设计师本身的理性思维，参数化能够起到很好的作用，经过上述小节的说明，不难看出参数化是一种极其理性的技术，需要掌握它必须有良好的数学思维，不然就不可能理解参数化真正的含义。更不要说来帮助设计师高效的完成概念了！这是一个时代的要求，是任何一个想成为优秀设计师的人都不能逃避的现实！
（作者单位：湖南师范大学）
参考文献：
[1] 吴军.数学之美[M].人民邮电出版社，2012（7）
[2] [加]汤姆.维尔伯斯+刘延川+徐丰 编.参数化原型[M].清华大学出版社，2012（257）
参数化设计篇2
Y：先介绍一下当时申请AA的情况吧。
DY：那个时候知道AA是从建筑学导报，1996年有一期很详细地介绍了AA的教育体系和每个UNIT的研究方向，这样对AA这个学校就有了个大概的认识，之后也时常关注一些相关的信息，不过那个时候AA的主页远没有现在这么精致，信息量也不大，然后大三学年结束后接触到一位老师，她自己对AA所进行的教育模式以及内容方向很感兴趣，同时也鼓励学生去接触这方面的知识，了解国外的不同设计理念和设计方法。
Y：那你认为国内和国外比较起来，哪些比较大的因素导致了各种差别呢?
DY：我觉得最重要的是各种信息量的差别，AA的研究很具有前瞻性，也就是我们常说的很前卫，大部分因为它有自己的信息产生以及消化的系统和平台，使得获取信息很有效率，让内容也很丰富。当然，这个也有学校至今160年历史的积累和自身形成的风格。
Y：那你能举个例子说下AA所谓的系统吗?
DY：比如我们大家都见过“泡沫”，也听说过“泡沫逻辑”(voronoD，虽然这个理论和逻辑在很早以前就已经被发现并深入的研究过，但都多是基于几何学上对泡沫几何形式生成的研究，但有些AA的学生和老师就根据这一几何形式的产生规律发展出了一种生成物理形式的方法，并对这种形式的生成方法加以控制，进而提出一种建筑形式、空间的可能性。AA学生设计的前卫和创新就是因为从来不遵循旧有的思维和方法，以不同的家度对待、应用以知的知识。
Y：我发现英国很大部分学校仍然还是在打圈，就一直没跳出原有思维和方法，学生和老师经常看的东西也只是40～50年前的，英国人的顽固与守旧是出了名的，也许是物极必反的原因，所以反而有全世界最前卫和激进的学校和学生，AA的诞生最开始好像就是两位不满学院制度教育的学生辍学后建立的一个俱乐部。
DY：国内的建筑学教育模式确实需要更新，记得我在大四时，那位导师带了我一年，我们做了一个影剧院的设计，这个设计没有以往要求的标准的二维CAD图，却比较侧重物理模型和三维的表达。特别是通过手做的模型去感受和分析建筑体量、材料和空间的关系，最后每个设计小组的人都录制了一段DV记录片，记录下了设计、推导的过程，这个DV和最后一个1：200的模型就是我们交付的课程设计作业，这个设计对我有比较深远的影响，并不是说设计出来的东西有多么的不同，而是因为这个因设计而产生对建筑设计理解的角度不同，让我意识到从研究材料的形式以及材料形态的组合去发展设计也是未尝不可的，而且也是一条非常有意思的思路。
Y：或者说形式的存在本来就是有它的理由，最近两年参观AA夏季学生作品展上发现有很多物理模型，而且材料也用的比较多。
DY：我想AA的建筑是从形态出发归结到功能，而普遍的建筑学教学模式是从功能出发，归结到形式，AA是研究形式的可能性，比如之前说的泡沫，以一个泡沫为基本的元素或者结构，将一个两个放在一起和几十上百个放在一起能有什么不同形式的组合和变化?怎么样通过这样的不同形式组合来满足不同的功能?这是一个很有意思的问题，答案可以有无数种，你可以花一辈子的时间在这个上面，顺带提一下，最近曝光率很高的水立方，就是其中的一种答案。可以说大多数学校的做法是将平面、立面和剖面逐步细分，而AA是在思考如何将一个单一的物体依托某种规律或逻辑而生长为一个建筑。
Y：AA的特点也让我联想到赫尔佐格，他的作品也挺重视材料、形式和空间给人的感觉，路易康也很重视形式的本质，尊重材料的原有属性。
DY：我想在方法论上或许有相同之处，以材料本身出发，不过AA更多地借助了电脑的功能，所以从材料形式的复杂性来讲，较前人来讲更加的多样化与理性。
Y：在你申请的时候，除了之前学习当中的作品集，有要求你相关的软件和编程经验吗7
DY：学校并不会以你的电脑水平来评价你设计的好坏，我想AA会更加注重你的设计所表达出来的想法，以及你对建筑设计的理解角度是否符合你要申请的unit的要求。
Y：副进入AA的时候有感觉到什么困难吗?
DY：主要的困难还是在语言，不过不单是听得懂与否，而更是一种语境的区别，因为文化背景不一样，就如同学商科的与学画画的聊画廊，大家背景不同，注重点也不同，自然语言中的着重点和用词就都不相同，很容易就误解了。这个磨合期大概有3～4个月吧。不过当时在AA的组员英语都还不错，所以也帮助提高了不少。
Y：能举例介绍下脚本和数学在AADRL的运用吗?
DY：其实用数学不太准确，应该说是一种算法逻辑，叫algorithm。举例来说，我们先在MAYA里面画出5个点，取任意每两个点连线，10分钟的时间，我们也许可以画出10个联法，而如果将这5个点增加到5万个，再去联线就需要借助电脑脚本编程了，同时那将会生成很多种比较有趣的图案，简单地说，电脑脚本编程可以在短时间以大量的数据计算，来检验最初的设计概念。
Y：数位建筑在建筑界也是20世纪90年代兴起的，因为其涉及面广而深，所以还处在一个探索的阶段，可能性比较多。那么你觉得将数位建筑和其他科学结合起来会有可能吗7我个人就比较喜欢EMERGENT ARCHlTECTURE在结构生态和建筑的研究。
DY：据我所了解EMERGENT ARCHlTEC―TURE用到的主要是T~SELLATION(镶嵌)，一种多面体细分算法，用最少的面将一个复杂的形式无缝地衔接起来，举个简单的例子，就是将一个蛋壳打碎，然后计算如何将它组合起来，以建筑的角度来讲，根据不同的功能，碎的蛋壳可以部分是墙壁，部分是开窗，但都包含在一个大的整体的曲面内。
Y：关于数位建筑，在AADRL以及AA其他部门里面有什么特定的研究方向吗?
DY：数位建筑可以涉及的东西很多，在DRL的课程研究中，一些人侧重于由面生成建筑，一些人研究单位物体的组合变化如何衍生为建筑。另外，AA里面也有很多你刚才所说的EMERGENT ARCHlTECTURE那种方向，结合其他科学领域，我记得有研究粒子系统的，将一个粒子放大为一个小球，试验小球的群体流动行为，并进而在和基地地形的结合情况下继续实验，看小球的群体行为是怎样表现基地的特征信息的，同时研究不同的小部分小球群体如何衍变、细分为实体的空间以满足不同的功能需要，我自己曾经研究过弹性这一材料特性对材料形式的影响，以不同弹性强度去测试同一个面，再用同一个弹性数值测试不同的面，结果是有的材料变形接近，有的大不相同，这样来尝试出各种不同结果，当然更有意思的是，我可以在MAYA的模型空间中对大量的不同材料进行同时测试：比如，对一条线(线状的材料样本)设置不同的弹性强度，弹性强度为10时，会是某种变形，12又是不同的变形，多次尝试后会首先对弹性强度与材料形式的关系有个感性的认识，然后将上百条线同时设定不同变化数值，就有了一个连续而又变化的整体图解，这样就是一个最基本的数位建筑设计模式。
所谓数位建筑设计，就我的理解，它和传统的建筑设计最大区别就在于它扩展了人的能力，不管是想象能力还是实现能力，传统的手段和方法根本无法实现数位建筑的复杂性与多边性。比如我如果个人计算的话，也许只能计算出1到20的弹性强度使材料产生的变化，而计算机能在短短的几秒内就能计算出上万根线在1到1000之间的变化，所产生的变形将更丰富、更有意思。
Y：AA的建筑虽然很前卫，但也很注重于实践，不管在技能在思维培养方面。
DY：AA很注重建筑的实现性，所以很重视实际模型，这点和BARTLETT很不一样，BARTLETT更注重个人抽象思维能力以及表达方法。
Y：最后，能介绍一下你在ZAHA那里的工作情况吗?我了解过AA毕业的学生很容易被ZAHA接收，毕竟趣味相投，再加上走数位建筑的学校本来也很少。
DY：我在ZAHA那里工作3个月了，在AADRL的时候，我的导师PatrikSchumacher同时也是ZAHA的合伙人，毕业之后经他引荐，去了ZAHA工作。ZAHA那里现在已经有接近300人了，时常能看见她本人来公司参与项目审评。
参数化设计篇3
关键词：参数化设计；烟草机械设计；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.207
为了实现烟草机械设计的成本降低，使用参数化的设计就尤为重要。所谓的参数化设计就是用对应的关系表示参数化的模型尺寸，是一种具有灵活性的方法，可以用不确定的数值，而一旦其中一个参数值发生变化，而与它相关的尺寸也会随之发生改变。所以，参数化设计就是一种通过修改参数和几何形状控制，用参数化模型实现精确的原件造型。
1 参数化设计的功能介绍
参数化设计主要有以下几方面的功能：①参数化模型能够实现自动导出几何模型，输入的图形只要一个草图，没有必要是精确的图形，但是需要对一些几何要素进行约束，再通过约束条件的改变来确保精确的几何模型自动导出；②通过对局部参数进行修改即可实现集合模型的修改，对于机械设计中形状比较类似的一系列零件，对相关参数进行修改就能实现满足需求的新的设计；③将设计的全部过程信息存储下来，不仅能实现单一的产品模型设计，主要的是还能实现一族的设计，如此产品系列化设计即可得以实现。
2 参数化设计在烟草机械设计中应用的可能性
参数化设计在烟草机械设计中可以应用主要有以下几方面的原因：①参数化设计具有强大的尺寸修改图形功能和优良的草图设计能力，这对于多方案快速比较和开展动态设计的实现至关重要，对于全面做到优化烟机产品设计，实现变革产品设计方法意义重大；②在产品设计开发的初期，设计者对于下一步的需求和约束难免考虑不周，这样很容易出现设计图纸修改过大甚至导致图纸完全不可用，而参数化设计的协同工作环境，有效的改善了设计人员的产品设计过程，避免了设计人员进行串行设计过程的缺陷，而采用并行设计，通过参数化设计实现随时调整；③对于完全相同或者比较相近的零部件，参数化设计实现工作简化，避免重复劳动，节省了劳动时间；④应用参数化设计，提高了企业的自动化程度，利于企业人才培养，增强企业发展活力；⑤应用参数化设计对于设计人员工作效率的提高至关重要，同时能够设计出性能和质量更有优良的产品，同时缩短开发周期，降低成本，实现企业市场竞争力的增强。
3 两种典型的参数化设计方法在烟草机械设计中的应用分析
3.1 机械CAD的参数化设计
将计算机技术应用于设计领域，引起了设计技术的大变革，同样，也深深影响了烟草机械设计手段。如今，机械CAD在烟草机械行业的应用已经相当的普遍，而人们对CAD支持软件的使用已不只是满足于用其进行一点一线的画图和图形修改。接下来的这场变革，彻底结束了过去烟草机械设计人员在的图版中反复画图、修改的徒劳工作。CAD的参数化设计便是引起这场变革关键，它可以采用计算机辅助，实现整个产品生命周期的设计与制造，实现了产品的快速更新换代。另一方面，它利用友好的用户界面可以实现结构参数的改变，最终完成设计工作。在这个过程中，参数化设计系统不仅具有参数化设计功能、绘图以及装配功能，同时还能提供给用户参数化图库生成工具，这种工具能够让使用者建立自己的参数化图库。总而言之，CAD的参数化设计对于烟草机械设计来说具有非常关键的优势，能够实现烟草行业的快速、个性化设计需求。
3.2 Pro/E的参数化设计
Pro/E能够实现参数化设计，同时还能够与CAD进行数据交换，它的使用对于烟草机械设计行业的发展影响重大。Pro/E环境中，用户自定义特征（UDF）能通过Create Local Group 生成，同时gph 文件也能生成，然后就可以在Pro/E 中随时调用文件造型。相关变量赋值也可以通过调用簇表形式实现，然后根据输入的参数得到新的模型；在Pro/program的Input 模块中有用户放入的参数，用户需要更新时，系统会提示输入参数，然后系统会自动生成新模型，重新使其模数化。烟草机械设计中比较有特点是链传动和齿轮传动的装置比较多，比如烟草机械中应用范围比较广的直齿圆柱齿轮，在Pro/E系统中，可以用Pro/program 方法来进行参数化设计。设计的步骤是：首先打开Pro/E，选择新建零件，在“工具”栏中选择命令“参数”，定义齿轮参数。然后选择“关系”命令，定义齿轮参数关系式：Z 设置成齿轮齿数；M设置成齿轮模数； HAX设置成齿顶高因数；X 设置成变位系数；D 设置成分度圆直径；CX设置成径向间隙系数；DF 设置成齿根圆；HA 设置成齿顶高；HF 设置成齿根高；DB设置成基圆直径；DA设置成齿顶圆直径；A设置设置成压力角。渐开线的生成是齿形生成关键点，可以用笛卡儿坐标系实现直齿轮齿渐开线的生成。第一个齿形的完成可以利用切割法，生成的渐开线命名为1，然后通过镜像功能得到渐开线2；将后将渐开线2围绕中心线旋转，可以自定义旋转的角度；再选择得到的渐开线3，以同样的旋转角度旋转，即可以生成渐开线4；然后用“拉伸”、“切除”命令在渐开线1和4 ，以及这两条渐开线与齿顶圆和齿根圆所形成的齿槽截面轮廓上开出齿槽，最后根据“阵列”命令实现固定齿数的齿轮生成，运用这种方法就能设计出任何类型的齿轮。
4 结语
作为一种新型的设计方法，参数化设计具有非常强大的优越性，近些年来已经受到工程设计人员的广泛好评，并得到了很好的推广和应用效果。作为高级精密技术产品的烟草机械，同时又具有种类繁多，个性化要求较多的特点，因此将参数化设计应用在烟草机械设计中，不仅能够实现劳动时间的节省和劳动成本的降低，同时工程技术人员还能将节省的时间用于新产品的研发。但是参数化设计方法的广泛应用还需要广大技术人员继续努力，同时，将参数化设计的功能发展的更为全面也还需要一定的时间。
参考文献：
[1]金建国等.参数化设计总综述[J].计算机工程与应用，2003（07）：16-18.
[2]林通，叶智彪，申宝成.Pro/E技术在工程机械仿真设计中的应用[J].设备管理与维修技术，2007（05）：62-64
参数化设计篇4
关键词： 参数化设计 尺寸驱动 UGNX
传统的CAD技术大多是用固定的尺寸值定义几何元素，输入的每一个几何元素都有确定的位置，要修改设计内容，只有删除原有几何元素后重新设计。而设计过程中不可避免地要多次反复修改，这样给设计人员带来大量繁重而又乏味的事务性工作，也极大地影响设计效率。因此，除了采用特征技术之外，新一代的CAD系统大多增加了参数化设计功能，使得产品设计可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改，从而大大方便设计过程。
具体来说，参数化技术是采用参数预定义的方法建立图形的几何约束集，指定一组尺寸作为参数使其与几何约束集相关联，并将所有的关联式融入应用程序中，然后以人机交互的方式修改参数尺寸，通过参数化尺寸驱动实现对设计结果的修改。参数化设计过程中，参数与设计对象的控制尺寸有明显的对应关系，并具有全局相关性。参数化设计不同于传统的设计，它储存了设计的整个过程，设计出一组而非单一的在形状和功能上具有相似性的产品模型。
参数化设计的目的就是通过尺寸驱动（或图元驱动）方式在设计或绘图状态下灵活地修改图形，方便设计过程，提高设计效率。
参数化设计的主要技术特点是基于特征、全尺寸约束和尺寸驱动设计修改。
（1）基于特征：将某些具有代表性的几何形状定义为特征，并将其所有尺寸存为可调参数，设计时通过指定参数来生成特征实体，并以此为基础来构造更复杂的几何形体，
（2）全尺寸约束：将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸的约束来实现对几何形状的控制。设计时必须以完整的尺寸参数为出发点（全约束），不能漏注尺寸（欠约束），当然也不能多注尺寸（过约束）。
（3）尺寸驱动设计修改，通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变，尺寸驱动已经成为当今CAD系统的基本功能。
参数化设计技术彻底改变了自由建模方式的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式而牢牢地得到控制，若打算修改零件形状时，只需编辑一下尺寸的数值即可实现形状上的改变，大大方便设计过程。
从应用上来看，参数化系统特别适合于那些技术已经相当稳定、成熟的零配件和系列化产品行业，此外，参数化设计还能较好地支持类比设计和变形设计，即在原有的产品或零件的基础上只需改变一些关键尺寸就可以得到新的系列化设计结果。
UGNX中的建模模块是采用特征技术和参数化技术建模的最基本的核心模块。利用UGNX软件进行零件三维实体造型的过程，实际上就是使用建模模块依次创建各种类型特性，并同时赋予相关参数以进行约束的过程。参数的输入可以由操作者在建模过程中直接输入，也可以以系统特定的创建表达式的方法传递，还可以事先通过其他的算法生成具体的数据，在建模过程中由系统自动读取这些数据。特征之间可以相互独立，也可以在相互之间存在一定的参考关系。
利用“表达式”建立零件的尺寸参数和参数关系，通过一次建模操作，获得一种零件的模型作为此类零件的建模模板，利用这个模板，通过赋予各有关参数不同的值，就能比较轻易地获得多个零件的三维模型。这种设计方法称之为“数据驱动”的参数化设计方法。
下表给出了四种轴承盖的结构参数，按照上述思路，我们可以按照图1标注，在表达式中给这些参数赋值，在建模过程中系统将会自动地引用“表达式”中的各参数的具体值构造各个特征，从而完成模型的创建。当表达式中的参数发生变化之后，数字化的模型会随之发生变化，这正体现了UGNX的“数据驱动”的本质。
表 轴承盖系列零件结构参数
根据上表给定的参数，在UGNX的表达式中输入对应的参数表达式和参数关系，如图2所示。在建模的过程中应用参数建模，即可得到图3中的第一个轴承盖，再根据上表中的第二个轴承盖的参数数值更改表达式中的值，对应得到第二、第三、第四个轴承盖。
图1？摇 ？摇？摇图2？摇？摇？摇
图3
此例充分体现出UGNX参数化建模和数据驱动的强大功能。
参数化设计篇5
【关键词】AutoCAD 参数化设计 模块化 几何约束
1 引言
在机械设计已全面进入计算机时代的今天，如何创新且快速地设计成了企业持续发展的灵魂。只有快速地将产品设计出来，才能迅速占领市场制高点。机械设计作为一种充满创造性的工作，必然要在继承以往设计的基础上，经过反复地修改好完善。同时，机械设计往往是系列化设计，常常需要借鉴以往的设计结果。据不完全统计，机械零件的结构要素90%以上是通用或标准化的，零件有70%-80%是相似的，参数化设计的概念由此应运而生。本文对基于AutoCAD软件平台的几种实现参数化设计方法进行分析，并选用AutoLISP编程环境对其进行参数化开发。
2 参数化设计的概念
参数化设计（Parametric Design），也称尺寸驱动（Dimension-Driven），是通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或者修改已经定义好的参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动。事实上，参数化设计的意义不仅仅在于可以提高设计效率，而且也是提高设计质量的有效途径。AutoCAD软件作为通用CAD设计软件，更注重功能的全面性，几乎涵盖了制造业的方方面面，缺乏专业针对性。有效地对其二次开发，实现专业化、本地化，才能真正意义上实现基于CAD技术的参数化设计。
3 参数化设计方法
3.1 参数化设计理论方法比较
参数化设计的理论方法主要有以下四种。
3.1.1基于几何约束的数学方法
此种方法利用尺寸约束建立方程式，通过数学方法解方程组，一次解出所有特征点的坐标值，确定出几何细节。采用该方法必须输入充分且一致的尺寸约束，才能求解约。但由于非线性方程组求解过程本身的不足，求解稳定性还需提高。
3.1.2基于辅助线的建模方法
将几何图形轮廓建立在辅助线基础上，通过对辅助线的约束来得到所需图形。
3.1.3基于几何推理的人工智能法
建立在经验数据基础上，利用扩展的数据结构实现几何约束的推理。
3.1.4基于特征的实体造型方法
使用几何特征取代直线、圆弧等基本几何要素建立方程式。
目前后两种理论方法仅停留在理论阶段，辅助线建模的方法又相对繁琐，基于几何约束的数学方法更具有操作性，是当今参数化设计的首选方式。
3.2 参数化设计实现方法比较
参数化设计的实现，有两种常用的方法：一是依靠现有的软件平台进行二次开发；二是自己开发软件。第一种方法开发者不需要具备很深的软件开发方面的造诣就可以做到，门槛较低。自己开发软件则需要具备很多的软件开发的知识和很强的编程能力。本文以第一种方式实现参数化设计。
AutoCAD软件是一种开放式结构，它提供了多种开发接口，让使用者充分发挥创造力，根据自己的需要对其进行二次开发。这也让AutoCAD软件经久不衰。
在AutoCAD环境下，实现参数化设计通常采用如下三种方法。
3.2.1通过图形交换文件实现参数化
首先需要编写与AutoCAD的接口程序，并把所需要处理的模型写成接口文件。再通过接口文件调用命令来实现。这种方法对于高级语言比较熟悉的人来说比较容易掌握，但兼容性较易出现问题。
3.2.2通过编程接口实现参数化
AutoCAD提供多个编程接口，可以使用VBA、Object ARX等语言编写程序，并通过编程接口对软件数据结构、内部命令直接访问。
3.2.3使用LISP语言编程实现参数化
AutoCAD官方推荐的编程环境为AutoLISP编程环境。此开发环境集成在AutoCAD内部，并根据软件特点加入了一系列专用函数。这些函数可以直接访问软件内部数据库、调用全部命令，还能实现实时处理，使设计绘图融为一体。
3.3 模块化的设计思想
模块化顾名思义就是将需要实现的功能分成不同子功能，互相独立，这样就能具备更好的多样性与创造性，可以根据需要“拼”出想要的功能，还能在编程的时候保持清醒的头脑，不易出错。
4 实现参数化设计方法举例
将此程序保存为“.lsp”文件后，载入CAD系统，通过输入命令“huitu”，再输入直线的长度“L”，就能自动绘制一条直线。通过输入不同的参数，即可驱动程序自动绘制不同长度的直线。
5 结论
本文在系统分析了基于AutoCAD软件平台实现参数化的理论方法和实现方法的优缺点后，提出以AutoLISP编程环境实现参数化设计的基本范例，为实现参数化设计提供一种思路。
参考文献
[1] 金建国.参数化设计总数[J].计算机工程与应用，2003，8（7）：16-18.
[2] Light R，Grossard D，Modifieation of geometric model through variation geometry[J].Computer Aided Design，1982，14（4）：209-214.
[3] 徐建成.零部件参数化设计方法研究与系统实现[D].南京：南京理工大学硕士学位论文，2004：17-19.
[4] 王玉琨，任卫红，茅艳，王狂飞.CAD二次开发技术及其工程应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
作者简介
冯超（1985年-），男，汉族，黑龙江省明水县人。硕士学历，研究方向为机械电子工程。现为北京航天发射技术研究所工程师。
林琳，女，1984年出生，汉族，硕士学历。研究方向为机械电子工程。现为达涅利冶金设备（北京）有限公司工程师。
作者单位
1.北京航天发射技术研究所 北京市 100076
参数化设计篇6
关键词：UG，螺旋叶片，参数化
一、前言
螺旋叶片是摊铺机中的重要部件之一，螺旋叶片的制造精度对摊铺材料的均匀性与否有着直接的影响。论文格式，参数化。。同时螺旋线形成的零件也是困扰设计人员的一个重大难题。UG软件是目前国际国内面向制造业应用广泛的先进的大型CAD/CAE/CAM集成软件之一，功能强大，内容丰富，涵盖了从设计、分析、加工、管理等各个领域。利用UG软件及二次开发工具C++对螺旋叶片进行二次开发，实现螺旋叶片的参数化设计有利于叶片后期的工艺分析和模具设计，同时对提高质量和缩短研发周期具有重要意义。论文格式，参数化。。
在部件的三维设计过程中，由于建模涉及到草图、基准、曲面和实体等各类特征，直接使用程序来生成部件的三维参数化模型非常繁琐、复杂。通过修改部件的表达式，从而修改模型，是一种比较方便、容易实现的三维模型参数化程序设计方法，本文采用该法完成叶片的参数化设计。
二、螺旋叶片三维造型及二次开发
1、建立三维模型样板
螺旋叶片与螺旋轴交线为圆柱螺旋线，而叶片的最大直径处的螺旋线也为圆柱螺旋线。因此可以把螺旋叶片看作是由两条圆柱螺旋线采用直纹面技术缝合而形成。论文格式，参数化。。首先利用UG软件的螺旋线生成工具可以直接生成螺旋叶片的两条螺旋线。其次直纹面是直线段在空间连续运动扫出的轨迹。直纹面的造型是截面线整体造型方法的一种简单形式，也是通过两条曲线轮廓做出直纹面。这些轮廓成为截面线串。截面线串可以由单个或多个对象组成。每个对象可以是曲线、棱边或面的封闭边界。也可以选择曲线的点或端点作为两个截面线串中的第一个。选择点对齐的方式对于直纹叶片型面造型来说是较好的，它能保证在构造过程中，所有截面的不同曲线的端点是对齐的，叶片比较光顺。最后利用加厚命令生成叶片厚度。生成螺旋叶片如图1所示。论文格式，参数化。。
图1
2、设计用户接口对话框
进入UG/Open UIStyler模式，创建如图2所示的“参数化设计”对话框。改对话框包括了叶片的主要设计参数：螺旋直径、螺距、输料轴长度、输料轴直径以及叶片厚度。论文格式，参数化。。
图2
3、创建应用程序框架
使用Visual C++ 6.0，创建应用程序的工程，工程名为project_Parameter。论文格式，参数化。。利用向导ugopen.awx创建应用程序，应用程序使用ufsts函数作为入口函数，当UG进程结束时，自动卸载。
将UG/Open UIStyler生成的对话框文件parameter_design_dialog_template.c重新命名为parameter_design_dialog.c，并将该檔及对应的头文件复制到工程所在文件夹内。在Visual C++ 6.0中，单击下拉菜单“工程”→“增加到工程”→“文件”。在打开的“插入文件到工程”对话框中选择对话框的两个文件将其加入到工程中。
前面已经创建了应用程序的菜单脚本文件。根据该菜单文件，在Project_Parameter.c主文件中，定义ufsts入口函数：
Extern DllExport void ufsta(char*param,int*returnCode,int rlen )
{
staicUF_MB_cb_status_t Para_Design_luoxuanyp( UF_MB_widget_t,
UF_MB_data_t,UF_MB_activated_button_p_t );
Static UF_mb_action_t_actionTable[]=
{
{“PARAMETER_DESIGN_LUOXUANYP”,
para_Design_luoxuanyp,NULL}
};
int errorCode = UF_initialize();
if( 0 == errorCode )
{
/* TODO:Add your application code here */
UF_MB_add_actions(actonTable);
/*Terminate the API environment */
errorCode = UF_terminate();
}
/* Print out any error messages */
PrintErrorMessage( errorCode );
}
三、螺旋叶片CAD系统构建
本文开发了基于UG的螺旋叶片参数化设计系统，利用UG/Open MenuScrip技术在菜单中增加了自定义菜单“摊铺机螺旋叶片参数化设计系统”及下拉菜单“圆柱螺旋叶片设计”、“等宽圆锥螺旋叶片设计”和“不等宽圆锥螺旋叶片设计”，由于时间关系，本文只研究了圆柱螺旋叶片设计方法。
1、启动UG软件单击菜单“摊铺机螺旋叶片参数化设计系统”下的下拉菜单“圆柱螺旋叶片”，如图3所示。
图3
2、进入螺旋叶片参数化设计的主接口，在用户接口对话框中输入螺旋叶片的设计参数，单击“确定”按钮。更新出新的螺旋叶片如图4所示。
图4
四、结语
本软件是基于UG平台，应用Visual C++6.0语言二次开发的螺旋叶片参数化设计系统。通过对CAD造型方法研究，利用UG软件的强大造型功能和二次开发功能，实现了其面向对象的设计方法，实现了叶片的三维设计功能，而且具有连接数据库的功能，提高了设计效率和产品质量。
参考文献：
[1]李民孝.沥青混合料摊铺机螺旋分料器设计计算及参数分析[J]，筑路机械与施工机械化,2000,4
[2]董玉德等.基于约束参数化的设计技术研究现状分析[J],中国图像图形学报,2002,6
[3]侯永涛,丁向阳.UG/Open二次开发与实例精解[M].北京:化学工业出版社,2007.4
参数化设计篇7
关键词：室内光环境；参数化设计；辅设计
0 前言
在环境的塑造空间处理中，光是不可或缺的重要因素，我们可以将空间视为建筑光环境的载体。在我国绿色照明理念不断推广的今天，实现自然光与人工光照明的结合运用已经成为我国室内光环境设计的重点与难点所在，传统的经验与计算已经不能较好地满足这类设计的需求，为此我们只有应用照明设计软件实现室内光环境的参数化设计，才能够保证自身设计具备着较强的经济生态和美学综合价值，真正为人们营造良好的人居环境。
1 室内光环境概述
1.1 室内光环境的基本要求
对于室内光来说，其本身可以分为自然光源与人工光源两类，其中自然光源主要指的是昼光，而人工光源则主要由白炽灯、荧光灯、高压放电灯所构成，人类对物体大小、色彩、颜色的认知，都受到了很强的室内光环境影响，甚至有调查表明人类的某些生理反应也与室内光环境有关，这就使得我们在进行室内光环境设计时，必须对光源的选择、配光的方式、构成的要素进行重视。在光源的选择中，白炽灯、荧光灯、卤素灯、LED、光纤系统等是最为常见的光源选项设计人员应结合具体室内环境挑选；而在配光的方式中，直接照明、半直接照明、半间接照明、间接照明与扩散照明是较为常见的几种配光方式；而在构成的要素中，砖石、木材、金属等实体介质材料与玻璃、透光性塑料、液体等虚体介质材料较为常见。[1]
1.2 室内光环境照明方式
在室内的光环境设计中，选择不同的室内光环境照明方式，会产生不同的光通量分布，这对于室内的光均匀度、阴影、炫光以及人的主观感受都会造成一定影响。在具体的室内光环境照明中，整体照明、局部照明与混合照明这三种照明方式最为常见，其中整体照明具备着耗电量大、光线充足的特点；而局部照明能够较好地实现引人注目、安静的、较为忧郁的光环境塑造；而混合照明则多用于工作与学习。[2]
1.3 室内环境照明效果
在室内光环境的设计中，通过照明能够实现较好的艺术效果，决定气氛、加强空间感与立体感、形成艺术与装饰照明的效果、获得艺术效果等各方面，是室内光环境设计能够形成的较为典型照明效果。具体来说，在气氛的决定中，粉红、浅紫色等暖色光能够塑造室内温暖舒适的气氛；而在加强空间感与立体感中，光与影的对比能够较好的增强空间立体感；而在形成艺术与装饰照明的效果中，塑造水面反射光、阳光透过树梢洒下光的艺术效果，就能够较好的提高室内空间的艺术性；而在获得艺术效果中，通过天棚照明布置，就很容易创造出较好的艺术效果。[3]
2 DIALux室内光环境参数化设计应用
想要实现室内光环境的参数化设计，我们就必须应用专业的辅照明设计软件，DIALux、AGI32、Relux、Ecotect、ligthscape等都是业界应用较为广泛的辅照明设计软件，本文主要对DIALux这一辅照明设计软件进行详细论述。DIALux这一辅照明设计软件是由德国GbmH公司研发的高性能照明计算软件，其能够为灯光设计师与规划师提供了室内外灯光设计的数字化解决方案，这一功能使得其能够较好的应用于室内光环境的参数化设计，其能够通过建立多个空间或场景，通过不同参数的输入实现室内光光环境的参数化设计，并能够快速地进行不同参数的对比，这样设计人员就能够大幅节省自身设计时间，保证自身室内光环境设计具备较强的针对性与实用性。
作为一款强大的辅照明设计软件，DIALux这一辅照明设计软件在问}的处理上有着较好的灵活性与有效性，这一软件当下能提供全球161个厂商的50多万个产品的LUMsearch在线搜索服务，这就使得我们进行的室内光环境参数化设计能够真正保证设计效果=实际照明效果。[4]
3 DIALux室内光环境参数化设计应用案例
为了能够更好地对应用DIALux辅照明设计软件进行的室内光环境参数化设计进行论述，这里笔者以北京奥运地下车库采光设计为例，对这一软件实现的室内光环境参数化设计进行详细论述。
3.1 工程概述
本工程是位于奥体公园某区域中的地下车库照明设计，该车库高度为5m，土层厚度为2.25m～3m。
3.2 设计流程
结合该工程的情况，我们首先就能够发现这一工程采用传统方式无法实现自然光的引入，这就大大影响了该工程的光环境改善，而为了尽可能解决这一问题，设计人员在这一设计中应用了导光管，导光管的使用使得光传播的距离拉大，而光的扩散面积也得到了相应增大。由于该工程本身的特殊性，设计人员还需要保证导光管与建筑景观的融合，最后设计人员选择了大型导光管系统与人工照明相协调的照明设计，这一设计在尽可能提高地下车库光环境的前提下，实现了电资源消耗的降低。[5]
为了能够较好地完成这一设计构想，设计人员需要应用DIALux辅照明设计软件，通过对地下车库光环境的参数化设计，找出最佳的照明控制部分设计策略。在初步的光环境参数化设计中，设计人员首先确定了按照室外自然光的照度进行四种控制方式划分的设计理念，这一设计理念需要借助光电控制器才能够实现。在后续运用DIALux辅照明设计软件进行的计算分析中，设计人员最终得出了自然光与人工光结合的最优方式，这一结合能够根据室外照度进行人工照明的开启与关闭，这就在节约电能消耗的同时，最大程度上实现了该车库的自然光的采光系统设计，这种借助导光管机制实现的自然光引入，对于我国室内光环境参数化设计有着较为不俗的借鉴意义。此外，由于该设计实现了电能资源消耗的降低，其本身对我国资源节约型、环境友好型社会的创建同样意义非凡。
4 结语
在我国经验与社会快速发展的今天，我国民众对室内环境的要求也在不断提升，而为了较好地满足我国民众的要求，我们就必须做好室内光环境的设计工作。本文就室内光环境的参数化设计进行了研究，并对应用DIALux辅照明设计软件实现的室内光环境参数化设计实例进行了详细论述，结合这一论述内容，我们能够了解到室内光环境参数化设计所具备的优越性，希望这一论述能够为我国室内光环境设计的发展带来一定帮助。
参考文献：
[1] 王雅.基于室内自然光环境分析的广州地区中小学教室设计[D].华南理工大学，2014.
[2] 俞雪[.广州地区不同外遮阳形式的教室室内光环境研究[D].华南理工大学，2013.
[3] 孙文响.基于用户行为的光环境智能控制系统研究[D].浙江大学，2016.
[4] 路博.室内光环境辅设计应用与研究[D].太原理工大学，2015.
参数化设计篇8
关键词：参数化窗洞设计；热辐射量
Geco-based parametric building energy-saving design
――National Library in Astana, Kazakhstan
Guo Fang, Ji Guo-hua
(Nanjing University of Architecture and Urban Planning Institute, Nanjing 330000)
Abstract:At present, there is a "fracture" between the modeling phase of architectural design and building energy simulation phase. Energy simulation software’s modeling capabilities is far from being able to meet the requirements of architects, and secondary modeling and model format conversion process will inevitably lead to an error, and waste some work time. With the development of parametric energy-saving building design , several "design, calculation, feedback and adjustment"are needed between energy simulation and building design.therefore, developing a tightly parametric energy-saving building design process to become an imminent task. This paper described a set of parametric building energy efficiency design method based on Geco , Simulated and demonstrated parameterized windows design of the National Library in Astana, Kazakhstan，and last, looked to the future of Geco who will have good performance in parametric energy-saving building design.
Keywords:Geco Grasshopper Ecotect parameterized windows design;thermal radiation
随着计算机辅助建筑设计的发展，设计人员已经能够直观的看到甚至体验到所设计的方案“跃然屏上”，同时随着人们对舒适的室内环境以及建筑的节能设计的需求，建筑能耗模拟计算得到了极大的发展。然而建筑师在方案设计与能耗模拟的工作过程中出现了一个“断口”，即方案设计的建模平台（通常为SketchUp/Rhino/AutoCAD等）与能耗模拟平台（Ecotect/Energy Plus/SunLight等）之间的断口。能耗模拟平台的建模能力远不能满足建筑师的建筑造型设计要求，而且二次建模与模型格式转换过程中难免出现错误，同时需要浪费一定的工作时间。随着参数化建筑节能设计的发展，建筑能耗模拟与建筑方案设计需进行多次“设计、计算、反馈、调整”，这个“断口”便成了极大的阻碍。因此，发展一套紧密的参数化建筑节能设计流程成为一项迫在眉睫的任务。
这里介绍一套基于Geco的参数化建筑节能设计方法。
Geco是由奥地利因斯布鲁克的设计小组（uto）所开发的插件，用于连接犀牛平台下的Grasshopper插件和绿色建筑分析软件Ecotect，目前是非商业免费插件，并受网络非商业版权保护。Geco能够快速导出犀牛建立的复杂几何体，将其导入Ecotect进行计算，得到能耗模拟数据，并将结果反馈给Grasshopper。这套方法能极大地帮助建筑师在方案设计阶段迅速了解建筑的能耗表现，甚至可以通过循环运算能得到优化方案。
目前该插件只提供两方面模拟，一个是日照计算（Insolation Calculations），一个是采光计算（Lighting Calculations），分别对应Ecotect中的solar access analysis（EcoSolCal模块）图表 1 1和lighting analysis（EcoLightCal模块）。 图表 1 2
案例模拟
下面通过案例模拟具体展现Geco在参数化建筑节能设计中的表现。为了体现该方法的优点：克服Ecotect只能进行简单建模的缺点，满足建筑师对于复杂形体的追求，选择了BIG事务所设计的哈萨克斯坦阿斯塔纳国家图书馆为实验案例，图表 1 3模拟该方案以其表面的日均入射太阳直射辐射量（后文简称热辐射量）为参数，控制其表面的开洞面积，使得建筑室内获得较为均匀的热辐射量，从而到达节能目的。
实验步骤如下：
1．建立模型：通过Grasshopper建立模型：建立断面矩形、以点穿线放样曲面、转化为网格体。其中具体做法不做赘述。由于Ecotect的限制，必须将其转换为网格物体。使用犀牛中的“Mesh”命令转换，UV方向进行等分设置，将转化后的网格物体连接到参考网格物体上。图表 1 4
图表 1 1Geco中的Insolation Calculations对比Ecotect中的solar access analysis
图表 1 2Geco中的Lighting Calculations对比Ecotect中的lighting analysis
图表 1 3BIG事务所哈萨克斯坦阿斯塔纳国家图书馆方案（图片来自BIG官方网站）