《WA》非线性建筑参数化设计——采访徐卫国
WA：作为本期特约编辑，您是如何组织本期内容的？
徐卫国：关于运用数字技术进行建筑设计这一主题，先锋建筑师及激进的建筑学院从1990 年代中叶开始进行探索，经过10多年的时间，今天已经普及到了世界各地建筑学院的教育以及越来越多的建筑设计事务所的项目实践中。目前，这一建筑设计的变革具有3 个方面的新趋势：1.从热衷于虚拟形象的生成发展到运用参数化方法进行实际项目的设计；2.运用各种软件技术对复杂形体的建造材料及构造细节的物质性研究；3.将软件技术运用到更大尺度的城市设计上。本期在文章及实例的选择上也正是试图反映上述3种建筑设计的新趋势。
WA：关于这一新的设计变革，用“非线性建筑”这一词来概括，您是如何考虑的？
徐卫国：“非线性”一词来自于非线性科学，即复杂科学，它完全不同于发源于牛顿原理的现代经典线性科学，它可以对动态、不规则、自组织、远离平衡状态等现象进行合理地阐述，是人类对自然及社会的一种全新的认识理论。那么，新科学在建筑领域是否有对应物呢？
1997年，查尔斯·詹克斯应邀作为英国AD杂志129期的客座主编，该期杂志的序言标题为：“非线性建筑：新科学=新建筑？”，詹克斯在文中简述了科学界新的复杂科学（即非线性科学），已经取代了发源于牛顿经典理论的旧的现代线性科学，尽管科学家们对非线性理论还未达成一致的看法，但是，非线性科学所揭示出的关于宇宙的事实让人类认识到，宇宙其实要比牛顿、达尔文及其他人设想的更具活力、更自由、更开放、更具自组织性；接着，文章指出了新的非线性科学在建筑界已有相对等的新的建筑形式，如毕尔巴鄂古根海姆博物馆，辛辛纳提阿罗诺夫中心，柏林犹太人博物馆扩建；并预言，非线性建筑将在复杂科学的引导下，成为下一个千年的一场重要的建筑运动。
当时，詹克斯之所以把上述3个建筑称作非线性建筑，是因为“它们部分地通过计算机非线性的方法生成出来”。从今天的观点来看，尽管这3个建筑均称不上真正的非线性建筑，但詹克斯关于“非线性科学对建筑设计的影响将带来一场新的建筑运动”这一预言，却实实在在正在发生。
事实上，建筑设计可看作一个复杂系统，众多外部及内在因素的综合作用决定设计结果。我们可以把各种影响因素看成参（变）量（Parameter），并在对场地及建筑性能（Performance）研究的基础上，找到联结各个参（变）量的规则，进而建立参数模型（Parametic Model），运用计算机软件技术生成建筑体量、建筑空间或结构形式，且可以通过改变参（变）量的值，获得多解及动态的设计方案。
如果我们承认建筑设计是一个复杂系统，设计过程中各个参数按某种规则的集合则是一个动态稳定结构，设计结果只不过是过程中某阶段的动态结构形态的定格记录。这一动态结构的形态是建筑设计过程这一复杂系统的写照，它必然反映各个参（变）量之间游牧状（Nomadic）的互相关联，因而，其形态也会呈现出一种非线性的存在状态，这样，作为结果的建筑形态将超出经典的欧基里德几何体系而产生出一种流动性的非线性体，它是对各种复杂问题的解答，表现出建筑的复杂性。从这一角度讲，我们是否能把这样产生的、具有流动性的、非线性体量的建筑设计称为“非线性建筑”呢？
WA：那么，又怎样定义参数化设计这一概念呢？
徐卫国：参数化设计实际上就是要找到一种关系或称规则，把影响设计的主要因素组织到一起（这里把影响建筑设计的因素看作参（变）量或参数），形成参数式或者叫参数模型，并用计算机语言进行描述，通过计算机技术把参量及变量数据信息转化成图像，这个结果就是设计的雏形。
参数模型给建筑设计带来了灵活性，给设计结果带来了更大的可控性。当设计的条件或
设计想法改变的时候，可以修改参数模型得到新的结果，当变量的大小值改变的时候，可以不用改变参数模型而只改变输入信息就可得到新的结果，结果变得可控。
对于简单形体的设计，比如，一些标准的几何形体，不借助参数化的平台，也很容易修改它的形状；但是，对于复杂的不规则的形体来说，如果用传统的设计工具，要改变某一个设计条件，它的形状要随之改变的话就很困难，现在如果有了参数化设计平台，修改模型或改变变量的大小，就可以马上得出设计的结果。从设计方法的角度来看，有了可控复杂形体的方法。事实上，对于设计项目来说，从设计的开始到设计结束，设计要求会不断地改变，设计的条件也在不断地改变，作为建筑师本身，在分析和研究的过程中也会不断发展自己的想法，这就造成了影响设计的因素的变化，而这些变化若在参数化设计平台上，就很容易反映到最后的结果上，这就是参数化设计的特点。
在传统的设计中，要把一个想法变成最后的设计结果，完全靠人脑想像获得建筑形状，会受到局限；而参数化设计，想法和思路借助于逻辑分析及关系规则来实现，当建筑师分析和研究设计条件时，就是在寻找逻辑关系，他并没有一开始就把概念变成形象，而是通过逻辑关系的控制作用，最终得到设计形体，建立逻辑关系的过程也会改变最初的思路和概念。
这个逻辑关系是抽象的，它会给你带来意想不到的惊喜，德勒兹称之为抽象的机器。这个抽象的机器比较形象地说，就是在一端输入条件，另外一端输出形象。建筑师的主要任务现在转变了，转变成设计抽象的机器，即设计参数模型，设计逻辑关系，传统意义上建筑师的概念和思路，就被逻辑关系所代替，这样，设计再也不是一对一的设计，而是建立起一个抽象的机器，你可以不断地输入新的信息，得到新的结果，多种因素，多样的结果。另一个值得注意的问题是，由于参数模型只涉及到影响建筑设计的主要的因素，这样得到的结果，还需要考虑其他没有涉及到的影响设计的因素，因而还需进行修改、发展和演化，从而得到最后的设计。
WA：您与尼尔·林奇共同策展的2008 北京建筑双年展的主题为“数字建构”，这是从哪个角度提出的？
徐卫国：“数字建构”，具有明确的两层含义：使用数字技术在计算机中生成建筑形体，以及借助于数控设备进行建筑构件的生产及建筑的建造。前者的关键词是“生成”，而后者的关键词是“建造”，两者均离不开数字技术。这两层含义也可用“非物质性和物质性”来阐述，在计算机中生成设计属于数字技术的非物质性使用，而在实际中构件的生产及建筑的建造则是数字技术的物质性使用。
之所以用“数字建构”作为展览主题，是试图强调“生成”与“建造”的互相依存关系，在软件中生成设计是为了实际的建造，对建造的重视又可为生成提供目标甚至思路。
另一个重要原因在于，在10 多年数字设计探索的过程中，无论先锋建筑师还是激进的建筑学院，他们过多沉迷于计算机虚拟图像的追寻，过分崇尚算法与美轮美奂的形态之间的关系探究，结果忽视了数字技术对实际项目建造的作用。斯坦·艾伦（普林斯顿大学建筑学院院长）在谈到这一问题时，引用了作家巴拉德（J·G·Ballard）的一段话说明了他的看法，“我们居住在一个被各种虚构所统治的世界里??特别对于作家而言，越来越没必要发明一部小说的虚构内容，因为虚构已经在我们身边无处不在，作家的任务是要发明真实。”同样，各种虚拟的形状已充满了我们的计算机内存，我们的任务是要关注虚拟图形的实现。
事实上，数字技术对建筑的影响表现在一个实体建筑产生的各个阶段，从设计雏形的生成、形体的进化、建构逻辑的研究、形体分形、构件加工，直到现场施工，每个环节都离不开数字技术。因此，数字设计并不是孤立的，它是作为数控建筑生产产业的开端而存在的。
WA：在一些文章中提到，非线性建筑在思想上受到德勒兹哲学思想，如褶子、平滑、图解、
生成概念的影响，请谈一谈褶子思想对非线性建筑的影响。
徐卫国：德勒兹是法国后现代哲学家，“被公认为是创造概念的大师，他创造概念的方式独特，在不同领域之间追踪概念，让这些领域既保持相互沟通，又有相互间的差异”。他的哲学思想，特别是上述4 个哲学概念，1990 年代之后直接影响到先锋建筑师们看待和解决问题的方式。
褶子思想是德勒兹通过巴洛克风格的启示，对莱布尼茨单子理论创造性阅读及诠释而创造出来的哲学概念。1986年，德勒兹出版了《褶子：莱布尼茨和巴洛克》一书。德勒兹在书中提出了一个褶子的世界，在这个世界中，时间和空间随着物质的折叠（Folding）、展开和再折叠而生成。他提出，弯曲（Inflection）是褶子形成的理想基本元素，可被视为“纯粹的关于线或者点的事件”。同时指出，物体是在由内向外及由外向内的双向折叠中形成的，因此，物体本质上没有内外之分，空间与时间共存于物质的折叠中，外观就是物体自组织的体现。他又进一步引申到，当建筑表皮具备结构和材料的双重特性时，表皮就可以代替空间结构成为建筑自身，并成为空间和时间的主导。
在这里，德勒兹阐述了物体形成的规则：首先，它是在内外双向折叠中生成的，因而生成的物体没有内外之分；其次，物体的生成是在空间中，从一个时刻到另一时刻的时间延时过程中发生的，因而，它是动态连续的。如果我们用这一哲学概念来思考非线性建筑问题，其实德勒兹的“物体”可以看作非线性建筑的非线性体，反过来说，非线性体也就找到了形体概念定义的理论基础。事实上，褶子思想定义了非线性体并说明了它的特性。
FOA设计的日本横滨码头，RUR 与XWG 合作设计的广东三水城市中心项目，都是这一思想的典型实例。在这些项目中，表皮成为了地形的延续，建筑中的屋顶、楼板和墙体，城市中的道路、建筑和基础设施都被混合在一起，形成了一个连续和转换的表皮结构，从而“消解了外立面作为内外空间之间对立产物的固定模式”，打破了内外、时空、人工与自然之间的疆界，“折叠”作为建筑的逻辑呈现了个体与文脉之间的连续性。
WA：德勒兹的“平滑”思想与“游牧空间”相对应，请谈一谈这一概念。
徐卫国：德勒兹的“平滑”思想是相对于“条纹”（Striation）及“格网”（Grid）而言的，他用后者形容封闭的、等级的思想独裁，与条纹及格网对应的是国家空间（State Space），在其中的运动要受水平面引力的限制，因此只能在固定的“点”之间运行，它是一种矢量空间；而他用“平滑”形容自由、开放、不受理性束缚的思想，与之对应的则是“游牧空间”（Nomadic Space），其中的运动可以从任何一点跳到另一点，其分布的模式是在开放空间里排列自身的规则，变量永远置于变化的状态之中。
游牧空间是游牧民活动的场所，位于草原和荒漠延扩的土地上，具有广阔无垠、没有边界的特点，游牧民活动的路线具有不确定性，他们运动的方式是驾驭着差异的烈马在旷野上任意驰骋，因而是自由的、开放的，但他们这种自由的生活方式也受某种条件的控制，一般认为是地方气候造就了他们的生活。从这一层面来看，游牧空间与非线性建筑所创造的连续空间具有相近的特征。如果说褶子思想定义了非线性体可见的物质实体的话，那么，这一物质实体所带来的空间是否可用“游牧空间”来形容呢？
WA：您认为还有哪些与非线性建筑有关的重要概念需要阐述？
徐卫国：另一个重要的概念是“生成”，我们把哲学家们对德勒兹生成思想的解读进行综述，可以将生成概念表述如下。
从本质上说，德勒兹的哲学是关于生成的本体论，在他看来，“事件”的根本属性就是“生成”。德勒兹在“生成”一文中曾经指出，“生成”总是逃避在场性的“现在”，因为它不能被固化成一种空间性的先后秩序（过去/将来），在某个特定的时点，它既在又不在，这里根本没
有可以独立地分隔开来的在场和不在场，二者总是已经在互动和转换的游戏之中了。“生成”是一个运动过程，它不是由事物状态决定的，它不提出“你将生成什么？”的问题，因此也不涉及模仿与再现。生成是对固化的理论和学说的瓦解，由于任何系统都是内在异质
的、多元化的，因此它的存在状态必然是开放的、时空统一的。维特根斯坦认为，生成的结果就是形成无数处于时空边缘、“家族相似”、但不能“类同化”的“事件”（Event），而系统就在这种关联的拓展和重组中穿越不同的层次、不断改变自身的性质，而根本无法固定在某个特定的领域之内。
生成的概念对于建筑学的直接影响是，将作为“结果”的建筑转化为作为“过程”的建筑，将寻求确定解答的设计过程转化为寻求开放系统的设计过程。所有遵循开放、动态和自下而上的建筑和建筑设计方法都是“生成”，它是相对于以往那种封闭的、静态的、自上而下的传统设计方法而言的。亚历杭德罗·赛拉·波罗（Alejandro Zaera Polo）就曾经讲到：“我们在设计中引入了连续的发展过程，而不仅仅是一种形式、一个图像，我们让其生长，等待项目的浮现，而不再拘泥于传统模式的再现或是从草图引出的发明。”
建筑存在于人的历时性行为当中，并与人交互发生关系，可以反映人的动作甚至情感，建筑的“形成”过程即是建筑的“建成”状态。“生成”的建筑结合了形式发生和时间历程两部分，是主体与客体、时间与空间的辩证统一。
Grasshopper 参数化建筑设计应用
Grasshopper 参数化建筑设计应用 摘要：在各种常用的参数化辅助设计软件当中，Rhinoceros 和Grasshopper 组成 的参数化设计平台是目前最为流行、使用得最为广泛的一套设计平台，Grasshopper独特的可视化编程建模，适合于前期方案构思阶段的快速实验。Grasshopper 采用并行数据控制方式。使得简单的程序可以处理复杂的的数据控制。它不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单流程方法达到设计师所 想要的模型。Grasshopper 其很大的价值在于它是以自己独特的方式完整记录起始模型（一个点或一个盒子）和最终模型的建模过程，从而达到通过简单改变起始 模型或相关变量就能改变模型最终形态的效果。当方案逻辑与建模过程联系起来时，grasshopper可以通过参数的调整直接改变模型形态。这无疑是一款极具特点、简单易行的参数化设计的软件。 关键词：参数化设计；Grasshopper；模型；变量绪论参数化建模技术在辅助 建筑设计上的应用越来越广泛，参数化设计，对应的英文是Parametric Design 标 准的英语表达是：ParametricDesign is designing by numbers.（Prof.Herr from ShenZhen University）。 它是一种建筑设计方法该方法的核心思想是，把建筑设计的要素都变成某个 函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得形态各异的建筑设 计方案。通过对Grasshopper 在建筑设计应用中的研究，可以帮助我们更好的理 解参数化设计建筑本身对建筑行业的影响，参数化概念的引入，可以对复杂形体 建筑构造进行精确调节，在保持固有衍生关系的前提下，进行最优化设计；并且 可以引入相应数学算法，使建筑自身在一个严密逻辑下进行自我设计。 一、Grasshopper 参数化设计概述1、目前参数化软件应用现状：参数化设计 工具随时间的发展和参数化设计的广泛应用，由一开始的应用其他领域的软件逐 渐发展到应用为建筑领域专门开发的软件。如动画领域的Maya、3dsmax,虽然是 为动画产业设计的软件，但其中有大量功能经恰当使用也可用来定义物体间的几 何逻辑关系。 UG、TopSolid 拥有明确的几何逻辑、强大的造型控制能力、极为准确的建模 功能以及直接将模型转化为施工图纸的建造服务功能。它们虽属工业化设计软件 却被用于辅助建筑设计。还有一类专门为建筑师开发的软件或插件。如以CATIA 为平台GT 开发的Digital Project、以RHINO 为平台的Grasshopper、Autodesk 公司 开发的Revit、以MicroStation 为平台开发的Generative Component 等。上述软件 可被应用于项目的不同阶段，也有各自不同优势。Revit Architecture 软件经过逐 渐的改进，目前已经具有了非常完善的建筑参数化设计与作图功能，其提供的族(Famliy)模型编写平台能够为建筑师较快掌握，建立特定制图环境所需的参数化模型、详图构件与标准符号。DP 主要应用于整个工程全面设计、生产、管理的较好选择。 2、Grasshopper 编程建模在各种常用的参数化辅助设计软件当中，Rhinoceros 和Grasshopper 组成的参数化设计平台是目前最为流行、使用得最为广泛的一套设计平台，Rhinoceros 建模软件拥有强大的造型能力和Grasshopper 独特的可视化编程建模，两者结合比较适合于前期方案构思阶段的快速实验。Grasshopper 采用并行数据控制方式。使得简单的程序可以处理复杂的的数据控制。它不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单流程方法达到设计师所 想要的模型。
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之间最大的区别所在。
1. 通过参数化编程进行造型的区域 2. BIM的区域 DesIgn cycle anD aPPlIcatIon software 设计周期和应用软件 各软件分工和使用阶段如下： 平面工作由Microstation完成。方案时期的基础形态由Rhino生成，3DSMAX进行细节加工；初步设计时期引入GC对造型进行参数化，特殊部位使用Rhino生成，Catia进行综合并输出；施工图阶段由GC转移至Rhino平台，并采用Rhinoscript+Grasshopper实现从总体造型到特殊部位全过程的参数化，Catia进行整合、细化和BIM，并在Catia中实现输出。 图5
计算机辅助参数化设计方法
西南交通大学 本科毕业设计（论文） 轴系零部件CAD系统开发 CAD SYSTEM DEVELOPMENT FOR THE SHAFT PARTS 外文文献翻译 年级： 学号： 姓名： 专业： 指导老师： 2014年6月
计算机辅助参数化设计方法 在计算机辅助设计系统的参数化模型生成中提出了一种先进的方法。该方法在设计输入中利用了几何约束自动存储和拓扑参数技术的支持，将设计的顺序记录、设计者意图中的重要信息和全面的描述综合起来，从而实现设计。这是一种根据实际尺寸和结构参数用于执行评估模型的形状变种处理方式，它是基于存储的通用模型。 关键词：CAD 参数化建模变型设计几何约束 当代的参数化设计系统处理尺寸为设计参数。在本文中，他们被称为尺寸驱动的CAD系统。根据一个或多个维度的尺寸变化对几何模型进行高层次的调整为CAD系统关键的所在。在设计模型相同仅有尺寸不同的零件时只需改变不同尺寸即可得到相关模型，这种功能明显提高了设计效率。同时，通常需要的更新设计到设计制造的周期通常可以容易和快速地完成。此外，在概念设计阶段，尺寸在开始时并不总是已知的。在CAD中已有许多不同的技术已经发展到可以解决这个问题了。参考文献1就涉及到了这种技术。下面是两种主要的方法加以区分： ?利用高级编程语言进行尺寸参数化编程设计（例如利用宏语言） ?主模型图形交互设计，随后在主模型的基础上自动生成变种模型 第一种方法较明显需要系统用户具备特定的编程知识。因此，它只适用于特定的情况下，比如说有正当的额外培训费用。 图形交互式参数化设计方法在另一个方面有一些缺点：隐式约束的处理，如相切，直角，平行线等，没有得到圆满解决的。一个正确的集合在一个后处理隐式约束的手动分配是容易出错的。如果应用了隐式约束的自动识别方法，那么为了防止产生意外的约束，耗时的手动检查是必要的。在下一节中，介绍了一种利用设计命令的方法，克服了这个问题。 在CAD系统的设计方法的最新进展的参数设计中创造了一个进一步的主题。未来的CAD系统将在设计过程中支持高级形态特征如孔模式、铰链，复杂的通孔等与相对简单的几何图元，如点，线，面和小体结合。这些类型的系统通常被称为“基于特征的CAD系统。显然，这对于形状特征的三维变量生成又是至
参数化设计
1.什么是参数化设计 参数化设计是一种建筑设计方法。该方法的核心思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案，简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。 各种建模软件如sketchup、犀牛、Bonzai3d、3dmax 和计算机辅助工具revit 、archicad 这些所谓的BIM，都属于“参数化辅助设计”的范畴，即使用某种工具改善工作流程的工具；这些虽能提高协同效率、减少错误、或实现较为复杂的建筑形体，但却不是真正的参数化设计。真正的参数化设计是一个选择参数建立程序、将建筑设计问题转变为逻辑推理问题的方法，它用理性思维替代主观想象进行设计，它将设计师的工作从“个性挥洒”推向“有据可依”；它使人重新认识设计的规则，并大大提高运算量；它与建筑形态的美学结果无关，转而探讨思考推理的过程。
建筑包括“功能”和“形式”两个大的领域。功能之间的相互作用，国内研究得很多。本科生大概都读过彭一刚写的《建筑空间组合论》。这种建筑空间的组合，实质上是“功能空间”的组合，蕴含着一定的逻辑关系。如果从参数化设计的角度来看，这就已经具备可操作性了。我们可以把一个一个的功能空间定义出来，再把它们之间的逻辑关系定义出来，那么，在符合逻辑关系的条件下，功能空间有多少种组合方法？通过各种参数化设计的软件，我们能够得到许多种答案。但这还没完。 参数化设计可以给你提供许多种复合条件的形式，接下去，你必须进行选择。要么人工选择，要么就再增加新的参数进去，从而逐渐推导出所有条件都满足的那个形式。 说到形式，建筑设计领域还涉及的一个美学的问题。美学问题一方面涉及到传统，另一方面涉及到个人的主观感受，是很难“参数化”的。而参数化设计的终极目标是全要素参数化，现在我们做不到，但坚持朝这个方向努力。 国内的建筑项目，绝大部分遵循先功能后形式的思路，也就是“形式追随功能”的思路，建筑的格局都定了，最后装点一下门面。建筑设计院就像一个个自动售货机，你把建筑用地的条件图和设计费塞进去，它自动吐出来建筑方案。因为容积率等技术经济指标是政府和开发商都已经定好了的，满足了日照标准之后，建筑方案只有很少的几种可能性。不同设计院给出的方案大同小异。如果你拿一本介绍楼盘的书来看，就有这个体会。在容积率和日照条件控制下的参数化设计，就是这个样子。当然，这是一种病态，是低水平的参数化。参数化设计的根本目的在于，用新的软件工程方法来延伸人的思维，让我们有更多的选择的可能。参数化设计的前景之所以被看好，就是因为，所有的变量都是有变化范围的。如果设计师判断，建筑方案哪里有点不舒服，那么他不是直接去修改方案，而是去调节参数。经过新一轮的计算，建筑方案会取得改善。这就触及到建筑空间的生成的较为本质性的问题了。在实际工程的应用中，现在能见得到的案例，基本上是用参数化软件来做建筑立面。但是经常遇到的问题是，控制得不够精细，弄得大面上看着马马虎虎，细节总有违背常理之处。这主要是由于软件不熟造成的吧。随着时间推移，逐渐会改善。我认为在城市规划、区域规划等领域，参数化设计可能更有发挥的空间。最近这几年，可以关注一下城市规划和城市设计领域的参数化设计的进展。 2.参数化设计的两个方面 不论是否应用参数化设计的手段，建筑师和城市规划师都面临两个方面的问题，一是认识现状，二是提出设计方案。在认识现状的这个方面，伦敦大学的比尔·西里尔教授提出了“空间句法”（Space Syntax）的理论。按照我个人的肤浅了解，空间句法就是把建筑空间、城市空间的现状，用数学语言描述出来。数学语言描述出来的东西，可以继续推导，得到了某种数据化的结果。而这些结果是有意义的，可以被理解的，建筑师和城市规划师可以把这些结果直接翻译成建筑空间。空间句法的方法，对建筑师来说，就是“参数化理解”，或者“参数化认知”。但是建筑学作为一个艺术学科，从根本上来讲，具有反对理性，反对逻辑的基因。美学理论里面不是有一句，说，There is no debate for taste, 艺术品位是无从探讨的，无法用逻辑的推理来得到正确的东西。艺术的法则是不同于逻辑的法则的。所以著名的建筑学者王鲁民教授就说，他很难理解现在参数化这样的时髦学问，“看不懂”，并且“很愿意与之保持相当的距离”。这也就印证了法国哲学家波德里亚所说的，参数化设计等
景观参数化设计初探
景观参数化设计初探 【摘要】参数化设计作为建筑及城市领域的一股热潮，当前也逐渐在景观设计中得到应用。通过近一个月的查阅资料和动手操作，了解了参数化设计的概念，分析了参数化在建筑设计中参数、规则和软件建平台的应用和景观参数化设计的案例，然后加以实践，在过程中对景观参数化设计面临的问题加以总结，希望通过整理能发现一些景观参数化的设计方向。 【关键词】参数化设计；景观参数；应用进展 在做中庭方案之前，还没有参数化设计的准确概念，建筑领域的热潮已经向景观领域涌来。在近来的一些景观设计中或多或少的出现了参数化设计的影子。参数化设计在一定程度上改变了传统的设计方式和思想观念。本文通过自己练习的一个概念设计来挖掘景观参数化的发展方向。 1参数化设计 1.1参数化设计的定义 参数化设计（parametric design），是一种具有普遍应用价值的计算机辅助设计技术，广泛应用于机械、汽车、轻工业等工业领域；而在建筑科学与工程领域，由于牵涉到社会、文化、技术等众多因素，其应用面临着一定的难度。目前关
于参数化设计的定义中较为全面、深刻的认识为徐卫国所提到的“参变量控制或表明设计结果的某种重要性质，改变参变量的值会 改变设计结果”。他认为设计过程的关键环节分别为：设计要求信息的数据化、设计参数关系的建立、计算机软件参数模型的建立等。概括来讲，参数化设计由寻找参数、设定规则和选择软件平台的3个关键过程所组成。 1.2参数化软件构成 根据包瑞清博士的研究，以参数化设计为代表的计算机辅助设计软件系统包括以下几个方面： （1）潜在使用的模型构建工具：如Rhinoceros 及其与之搭配使用的Grasshopper 与Python Script、Autodesk Revit、CATIA 等。 （2）潜在使用的后期渲染工具：如VUE、面向工业设计的Autodesk Showcase 和Alias Image Studio 等； （3）三维文件转换平台Deep Exploration。 （4）结构分析软件ANASYS Workbench（Static Structural）。 （5）地理信息系统工具：如ESRI Arc GIS、Global Mapper、AXWoman 等（目前景观生态学已开始应用）； （6）遥感影像处理：最具代表性的是ENVI 和ERDAS Imaging。
建筑参数化建模
建筑参数化建模 发表时间：2016-11-09T15:09:41.207Z 来源：《基层建设》2016年15期作者：李学炫[导读] 【摘要】参数化设计，对应的英文是Parametric Design。是一种建筑设计方法。该方法的核心思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案，简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。 金刚幕墙集团有限公司【摘要】参数化设计，对应的英文是Parametric Design。是一种建筑设计方法。该方法的核心思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案，简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。标准的英语表达是：Parametric Design is designing by numbers.（Prof.Herr from ShenZhen University）。本文主要探讨基于Rhino及Grasshopper软件的参数化建模。【关键词】参数化建模（Parametric Design） Rhino Grasshopper 建筑 1 应用软件简单介绍 1.1 Rhino软件 Rhino中文名称犀牛，是美国Robert McNeel & Assoc开发的PC上强大的专业3D造型软件，它可以广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。它能轻易整合3DS MAX 与Softimage的模型功能部分，对要求精细、弹性与复杂的3D NURBS模型，有点石成金的效能。能输出obj、DXF、IGES、STL、3dm等不同格式，并适用于几乎所有3D软件，尤其对增加整个3D工作团队的模型生产力有明显效果。 Rhino是一款超强的三维建模工具，大小才几十兆，硬件要求也很低。不过不要小瞧它，它包含了所有的NURBS建模功能，用它建模感觉非常流畅，所以大家经常用它来建模，然后导出高精度模型给其他三维软件使用。 1.2 Grasshopper插件简单的说Grasshopper是一款在Rhino环境下运行的采用程序算法生成模型的插件。不同于Rhino Scrip,Grasshopper不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单的流程方法达到设计师所想要的模型。 Grasshopper其很大的价值在于它是以自己独特的方式完整记录起始模型（一个点或一个盒子）和最终模型的建模过程，从而达到通过简单改变起始模型或相关变量就能改变模型最终形态的效果。当方案逻辑与建模过程联系起来时，grasshopper可以通过参数的调整直接改变模型形态。这无疑是一款极具参数化设计的软件。 Grasshopper中提供的矢量功能是 Rhino 中没有的概念。在 Rhino 中制作模型，比如画曲线，拉控制点，移动，阵列物体等等几乎所有的手工建模都是在反复的做定义距离和方向的工作。而在以程序建模（参数化建模）的软件中，这个工作我们希望是尽量以输入数据和程序自动计算的方式来完成，以替代传统的手工去画的方式，在 Grasshopper 或者其他的参数化建模的软件中用来完成这个工作的工具就是矢量。 2 建筑外观模型 Grasshopper的建筑外观模型建立。Grasshopper的基本界面： Grasshopper的基本界面图1 下面演示基本建模的思路，首先建立建筑的基本轮廓，本次建立的一个椭圆，椭圆的大小可以通过改变输入函数大小实现。如下图所示： 参数化程序图2
非线性建筑
非线性建筑 非线性建筑是一种连续流动状的形体，这种形体作为结果来自于对建筑性 能及周边环境因素的分析，建筑的设计过程即是对各种影响建筑因素的研究， 并通过提练和综合，将各种影响因子从概念发展到形象，作为建筑的最终形体，由于影响的因素是复杂的，建筑的形体也必然是不规则的。因而建筑的形体是 设计研究过程的结果，是分析发展的生成物，从而也最符合建筑的性能，并也 能最好地适应场地。流动状的非线性形体不仅在形体的生成上依赖于计算机软 件技术，并且在形体的建造上依靠于计算机辅助制造技术(CAM)。借助于编程或已有软件，影响建筑的各种因子首先转化成计算机内在逻辑语言，而后可通过 计算机生成建筑形体，经过不断地修正与反馈，确立最终建筑形体。而借助于 计算机数控机床(CNC机床)，非标准的建筑形体可以拆分成不规则的部件，由 计算机数控机床自动制造出来，并组装成型。计算机强大的运算能力为非线性 建筑的产生与发展奠定了坚实的基础。 非线性思维对建筑的影响 一、概述 自20世纪中叶以来，随着计算机的发展，科学技术逐渐的改变着人们的生活，无论是高科技术的航空领域和通信领域，还是人们生活中所应用的工具， 信息技术已经改变了这个世界。21世纪以来，中国也随着经济的迅速发展，逐 渐的进入了信息化时代。为举办2008年的北京奥运会，所修建的鸟巢、水立方、CCTV等前卫的建筑更加开阔了人们的视野，没有人会知道建筑可以是这样的， 我们也许只知道数字信息化改变着科学技术的发展，例如航空、通信、汽车、 互联网等。却很少有人知道数字信息化技术，改变着建筑的发展。 任何艺术的理论、形式、风格的产生，都与当时的时代背景息息相关，建 筑更不例外。1920年产生的现代建筑体系在统治了世界近半个世纪后，历史进 入了一个多元共存的时代，各种学科的交叉融会，为建筑理论的发展与建筑设 计的创新提供了丰富的养分，建筑师们在各种新思想和新理论地指导下不断进 行着各种建筑实践的探索，各种各样的建筑理论与形式不断涌现。在可持续发
简析非线性建筑的设计
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/1713540659.html, 简析非线性建筑的设计 作者：贾景奇张娜 来源：《科技探索》2013年第09期 中图分类号：TU 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2013）09-0186-01 摘要：当前，西方建筑创作中出现的追求非线性形态的倾向于非线性科学有着不解的渊源，一些建筑师有意或无意地引入了非线性科学的基本原理来拓展建筑创作的理论和方法。非线性复杂形体建筑是用理性表达感情的典型建筑类型，虽然目前在世界范围内，总体的建造量不算太大，但它代表了建筑设计领域和建筑技术的最高水准。 关键词：建筑非线性建筑形式建筑立面 任何艺术的理论、形式、风格的产生，都与当时的时代背景息息相关，建筑更不例外。1920年产生的现代主义建筑体系在统治了世界近半个世纪后，历史进入了一个多元共存的时代，各种学科的交叉融合，为建筑理论地发展与建筑设计的创新提供了丰富的养分，建筑师们在各种新思想与新理论地指导下不断进行着各种建筑实践的探索，各种各样的建筑理论与建筑形式不断涌现。在可持续发展成为人类实践主题的当代，建筑师们都希望能够为建筑学的发展找到正确的方向。非线性建筑设计冲破了传统欧几里得几何学与现代主义建筑匀质空间的限制，走向动感强烈、风格多变的自由空间造型艺术的领域[1]。这样的建筑必定是运用最新地 科学理论与建筑技术，迎合人类社会的发展趋势并体现时代精神特色。 建筑作为一种塑造物质形体和空间的造型艺术，似乎先天的拥有“形式”的优先权[2]。当代世界建筑在＂复杂性科学研究＂的影响下,建筑形态呈现平滑、折叠、混沌的趋势以及复杂性 形态[3]。2004年竣工的瑞士再保险公司总部大楼坐落在伦敦圣玛丽阿克斯大街，是座玻璃外观的尖顶摩天大厦，高180米，40层。面对狭窄的基地，建筑师没有追求强烈的视觉效果， 而是试图找到”适合基地的最有效的结构”，生态节能，顺应环境成为建筑的出发点。为此福斯事务所组织了一个由建筑师、结构工程师、建筑物理工程师数学家、计算机编程员等各类专家特殊的设计顾问小组。他们借助于特定的计算机程序，通过严谨的数学公式生成各种几何形式，对其进行理性的评估、筛选。建筑最终经过电脑模拟和风洞试验，由空气动力学决定，形成了这种螺旋形的双曲面型体。 建筑形体备良好的物理性能 (1)塔楼表面的空气动力学曲面能够引导风能沿建筑表面光滑地吹过，大大降低了建筑的 风荷载。 (2)风经过建筑时，会在其表面形成一定的风压，从而增强了建筑室内通风。 (3)避免在建筑周边产生的强烈下旋气流和强风，改善了建筑周边城市环境的通风状况。
模块化设计
模块化设计技术的研究现状 模块化设计[15]的概念在20世纪50年代由欧美一些国家正式提出，随后得到越来越广泛的关注和研究[16,17,18]。模块化设计方法已经在机械（如数控机床、模具、减速箱、工业汽轮机）、电工电子（如微机、通信设备、电动控制仪表）、船舶、建筑、电力、武器装备（如方舱、雷达、航空电子设备）等行业中得到广泛应用[19]，并取得了显著的效益。Huan和Kusiak[20,21]等对模块化产品开发研究现状进行了评述，指出了一些有待深入研究的问题。 1．模块化相关概念的研究 对于模块化设计，目前还没有公认的权威性定义。许多学者根据各自的研究，从不同的角度对其进行了表述。 文献[22][z22]认为，模块化设计综合考虑系统对象，把系统按功能分解成不同用途和性能的模块，并使之接口标准化，选择不同的模块（必要时设计部分专用模块）以迅速组成适应用户不同需求的产品。 文献[23][z23]认为：模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场不同需求的设计方法。 文献[24][z24]认为，模块是一组同时具有相同功能和相同结合要素，而具有不同性能或用途甚至不同结构特征，但能互换的单元，模块化设计是基于模块的思想，将一般产品设计任务设计成模块化产品方案的设计方法。它包括两方面内容：一是根据新设计要求进行功能分析，合理创建出一组模块—即模块创建；二是根据设计要求将一组存在的特定模块合理组合成模块化产品方案—即模块综合。 Ulrich[[c25]25]提出模块化与设计中的两个特点紧密相关：1）设计中功能域与物理结构域之间的对应程度影响模块化的程度；2）产品物理结构间相互影响程度的最小化。这两点从设计学角度指出了影响模块化设计的基本因素，首先是在系统分析规划时，采用适当的方法对设计过程中各个部分，尤其是产品的功能域、结构域以及二者之间映射关系的合理分析，是模块化设计技术的关键影响因素。其次，要保证模块的功能、结构的相对独立性，即将模块之间相互影响的因素尽量减小。 Suh[c26]26]从功能－设计参数映射的角度定义模块化设计：模块化设计是一种分析结果的产生，这种结果以产品、过程和系统的形式表现，并满足预定的需求，其方法是选择适当的设计参数（DPs）完成从功能需求域（FRsspace）到设计参数域（DPs space）的映射，即，[FR]＝[A]?[DP]，[A]是设计矩阵。 Pahl和Beitz[27][c27]认为模块化设计是完成从功能需求域到模块功能域的映射，然后在考虑模块性能（如尺寸、重量等）基础上完成从模块功能域到模块结构域的映射，并将模块功能域的功能分为基本功能BF、附加功能AF、适应性功能AdF、专用功能CF、用户定制功能SF五类，相应地将模块结构定义为基本模块BM、附加模块AM、适应性模块AdM、专用模块第一章绪论6CM、用户定制模块SM。 文献[28]针对液压机结构尺寸无明显分级特性，而产品构成链具有固定结构形式的特点提出广义模块化设计的概念，通过模块模板的构造对液压机实施模块化设计。 2001年5月在美国密歇根大学召开的CIRP第一届柔性、可重构制造国际会议[29]以可重构制造系统[30,31]为主题，可重构制造的一项重要内容就是可重构机床（Reconfigurable Machine tools）的研究和开发。可重构机床[32,33]也是一种模块化机床，在设计时要求充分考虑机床使用中的可重构性，包括产品功能、结构和布局的重组，以及当机床与其它设备如物流系统集成而形成的生产线的重组。 还有一些关于模块化设计概念的定义和研究，这里不再列举。就上述提法来看，基本上都体现了模块化设计的特征和要点
非线性建筑设计的发展特点及构造方式
非线性建筑设计的发展特点及构造方式 摘要：目前，伴随着科技的发展与进步、网络化信息化的深入，我国这些年已 经开始着手有关非线性建筑设计的探究，目前仍处于起步阶段，需要不断的借鉴 与学习。非线性是目前建筑学界的探讨焦点。将非线性科学的思维与建筑形态学 探究方式进行融合。鉴于此，本文对非线性建筑设计特点及构造方式进行分析与 探究具有较为深远的意义。 关键词：非线性建筑；发展特点；构造方式 1建筑非线性概述 非线性科学使人类从全新视角认识自然和社会。超越了牛顿原理和线性科学，而属于随机的、模糊的复杂科学领域。非线性建筑，概括地说，就是在其设计过程、方法、结果等方面符合非线性特征的建筑形式。非线性建筑在状态上具有开放、动态、模糊、非平衡特征，在结构上具有去中心、层次、相关特征。受涌现、混沌、模糊、耗散等复杂性、非线性科学理论影响，非线性建筑得出一种自由曲 面建筑形态，它从自身性能要求和周围环境影响出发，试图构建一种新的美学、 科学和哲学框架，从而适应了非标准、不规则的因素。 2非线性建筑设计的发展特点 2.1现代主义以后建筑形态的发展变化 上个世纪的现代主义运动从效果开始，重视效率和科学、当时新型的建筑技 术相融合，有着很强的生存价值，它的影响迅速推广到全世界，把建筑引进了一 个新的时代。包含了柯布的“新建筑五点”与密斯的“少即是多”等现代式的思想成 了建筑设计必须遵守的规定。即便是当前时代，现代主义依旧是现代建筑的主要 思想，有关当前建筑形态非线性特点的探究是以现代主义建筑主要背景下为基础 的分析。 2.2材料分析下的非线性建筑形态出现 在十八世纪之前，砖石构造是主要的建筑形态。因为它们的抗压功能大过其 抗拉性能，所以一般都是用叠加的方式建筑。到了二十世纪，则主要是钢筋混凝 土构造为主，也有着不错的拉压性能，另外还有砖石所没有的可塑造性。但是， 当代建材构建科学的变化让建筑的形态更多的依赖于它所选的构造方法与建筑材料。为此，如何更好的将建筑与材料相协调融合，就是当代非线性建筑的设计特 点所在了。当代的建筑师使用电脑在建材的探究上主要包含了两方面，一是，在 现有的建材隐藏功能上进行深入的挖掘；二是，关于新建材的使用。关于现有建 材的发展和非线性形态的出现。 2.3构造探究下的非线性建筑形态出现 建筑构造指的就是依照一定的顺序规章构建出具有一定空间关联与载荷能力 的实体体制，构造计划的主要目标就是拥有一定载荷力的构造形态。建筑构造形 态与构造科学、构造思想和建材因素相关。这是一种历史的经过，有着双重性。 一方面，这类因素在某些时候给建筑构造的创建带来了积极促进的效果，另一方面，这类因素的长期影响也会构成某种构造固定式，给新构造的出现带来了阻碍 的作用。探究简化的机械理性思想在构造领域中有了突破进展，把现代主义建筑 带上了一条构造理性化的发展之路。这也体现出了笛卡尔精神的本质，当代非线 性科学的兴起，打破了构造理性化的构造固定模式，慢慢的创建了一类非线性的