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建筑设计中的新兴趋势反映了一种感知和理解建筑的新方法。当今的许多建筑项目看起来更加流畅,摆脱了僵硬和重复,同时与更柔和的集成几何图形相协调。这可以归因于参数化主义,这是一种利用技术和参数化软件来实现形式的前卫建筑运动。
该风格探索了通过操纵控制点、节点、线、平面和体积的参数可以实现的无限迭代,最终超越更大规模的结构甚至城市化和总体规划。
随着 21 世纪前所未有的技术发展,参数化设计正在兴起,因为技术可以促进设计过程并满足可持续性要求,同时创造出引人注目的新颖形式。参数化设计的强大之处在于它能够管理和促进开发复杂性的能力。
创新是建筑的目标之一,参数化及其与技术的结合为创造力的蓬勃发展和以惊人的速度和效率进行的无休止的实验提供了坚实的基础。如果没有参数化设计的工具和技术,几乎不可能设想、创建和执行具有参数化设计的复杂性的形式,这也反映了这种设计风格及其理念主导行业的另一个原因。
参数化主义
ZAHA事务所设计
我们今天所熟知的参数化主义,很大程度上要归功于帕特里克·舒马赫,他是扎哈建筑事务所负责人,也是ZAHA所属员工福利信托基金的终身主席,自扎哈·哈迪德于 2016 年 3 月去世以来一直领导着该公司。除了建筑教育外,他还学习了数学和哲学;他对这些学科的兴趣反映在他的设计思维和哲学中。
舒马赫在他的《参数化主义宣言》中首次提出了“参数化主义”一词,他在书中阐述了这一设计范式的哲学和原则。他的宣言为参数化主义被认可为一种合法的建筑风格奠定了基础,影响了一代建筑师采用其原则。
对于舒马赫来说,参数化主义强调元素之间的灵活性和动态关系,用流畅的形式(如样条线、曲面和细分)取代传统的刚性几何图形。这些元素充当复杂系统的构建块,通过脚本相互作用和共鸣,实现持续的变化和适应性。
舒马赫的《参数化主义宣言》对建筑界产生了深远的影响,他提出参数化主义是一种新的全球风格,旨在将其确立为主流建筑范式,就像现代主义曾经是那样。他强调,参数化主义不仅仅是一种设计方法,而是一种综合风格,应该影响建筑实践的各个层面,从单个建筑到城市规划。
舒马赫工作室
参数化主义源于对参数化设计系统的创造性利用,旨在表达日益复杂的社会进程和制度。参数化设计工具本身无法解释从现代主义到参数化主义的这种剧烈风格转变。
帕特里克·舒马赫
他的宣言挑战建筑界通过持续变化和元素之间的动态关系来接受复杂性和创新。舒马赫对统一建筑风格的呼吁引发了争议,但也鼓励许多建筑师探索参数化设计在其作品中的潜力。通过倡导广泛采用参数化原则,舒马赫帮助参数化主义在学术界和实践中获得了实质性的吸引力。
虽然舒马赫和其他人认为参数化主义是未来的发展方向,但我们要记住,建筑一直是一种促进创造力和创新的追求。
扎哈建筑事务所的最新建筑作品远不止是实验性的宣言项目;它们在现实世界中作为高性能项目取得了成功。因斯布鲁克的Nordpark缆车站就是一个很好的例子。没有其他风格能够实现这种对不同场地条件的适应性变化与这些表型变体之间的基因型一致性的巧合。
风格之争应该被解读为一场建筑和设计竞赛。目标不是让一种风格占据主导地位,而是创造更可持续、更舒适、更一体化、更实用的建筑。只有时间才能证明参数化主义是否能满足所有这些考虑。
参数化主义的发展与成长
作为一种风格,参数化主义也已经足够成熟,可以融入建筑以外的设计领域,包括家具、时装和珠宝设计。此外,参数化主义的倡导者在赢得竞赛和委托方面取得了更大的成功。
像扎哈这样的建筑公司已经将参数化设计作为自己的标志性风格,并继续证明它如何能够激发创造力并创造出难以想象的东西。扎哈和舒马赫是第一批将数字设计工具完全融入设计过程的建筑师。
早期版本的GH
为了突破传统建筑的界限,她使用了 Rhino和 Maya 等工具,这些工具让他们能够灵活地试验和探索潜在的形状和几何形状。扎哈经常采用平滑的曲线形式,以响应不同的周围环境条件和相应设置的参数。
扎哈最著名的作品包括盖达尔·阿利耶夫中心和广州大剧院,它们经常被用作参数化建筑的典范,也是参数化为造型设计带来的创新和活力的生动证明。扎哈还使用参数化和数字工具来评估和优化建筑物的环境和可持续性性能。
扎哈并不是唯一一家将参数化主义作为一种风格并将技术作为其主要实验和设计工具的建筑公司。Gensler、Gehry Partners、BIG 等知名公司,甚至规模较小的公司也为参数化主义做出了贡献。
参数化主义不应被单独归类为标志性作品,这反映了每个人都可以采用这种风格,并从它所倡导的技术工具和设计逻辑中受益,以创造高性能的建筑和结构。
参数化主义以前存在吗?
如今,参数化主义已经成为一种新概念和新风格。然而,安东尼·高迪、路易吉·莫雷蒂和弗雷·奥托等一些著名建筑师却证明了他们的独创性超越了时代。
安东尼·高迪是一位加泰罗尼亚建筑师,以其独特的有机形式和引人注目的纹理和颜色运用而闻名。他因设计出令人难以置信的教堂而闻名;也许与这些教堂一样引人注目的是他想象和创造它们的方法。
高迪依靠建模而不是绘图作为建筑表达形式。这转化为悬挂在天花板或带有附加重物的绳索上的倒置链模型。通过操纵重物及其位置,高迪可以修改拱门的形状,每次都能产生一个新模型。这个过程几乎与现代参数化设计软件和插件采用的过程相同。
高迪对数学的深刻理解是他设计建筑的基础,尤其是他后期的建筑,这些建筑几乎完全由数学直纹面(螺旋面、抛物面和双曲面)组成,并与直纹线、布尔值、比率和悬链拱参数化地关联在一起。无论高迪是否知道早期使用参数方程定义几何的作品,高迪在设计建筑时肯定使用了以参数方程为基础的模型。
参数方程的使用在高迪建筑的许多方面都可以看到,但也许最好的例证是他对悬链模型的使用。悬链模型源自罗伯特·胡克的字谜,从拉丁语解读和翻译过来是“柔性线悬挂,刚性拱门倒置即可站立”。
高迪利用这一原理设计了科洛尼亚·古埃尔教堂,他用鸟弹压住的绳子创建了教堂的倒置模型。根据胡克原理,绳子总是会稳定成一个形状,当倒置时,它会处于纯压缩状态。悬挂链模型具有参数方程的所有组成部分。
1967年世博会德国馆
高迪并不是唯一一个对设计过程中的“参数化” 3D 建模感兴趣的人。弗雷·奥托是一位德国建筑师和工程师,以其拉伸轻质结构设计而闻名。
奥托还使用了“肥皂膜模型、悬挂链模型、由弹力织物制成的拉伸织物模型和充气模型”作为迭代设计过程的一部分,其中更改模型的参数之一将有助于设计和结构实验过程。这些方法的目的不是将最终设计可视化,而是探索这些工具带来的巨大可能性以及项目可能蕴含的潜在潜力。
路易吉·莫雷蒂是一位意大利建筑师,以其有机形式和设计而闻名。他对数学的热爱体现在他的设计过程中,其中包括严格使用参数作为主要工具,以更明确、更准确地表达特征和结构。莫雷蒂遵循基于参数的设计方法完成了多个项目。
很多创新未能在建筑实践中扎根。在早期的商业系统中,如Itek的电子绘图机,在1962 年发布时,每台成本相当于 350 万美元,只有少数汽车和航空公司才能承担得起这样的成本。
1982年8月,当计算机价格逐渐下降到足以让一些人拥有个人计算机的时候,AutoCAD 发布了,并迅速崛起,主导了刚刚起步的计算机辅助设计行业。
曲线、人工智能和自我复制的几何图形不复存在,在 AutoCAD 中,这些都被命令取代,设计师可以使用键盘而不是笔在屏幕上明确绘制二维线条。经过十八个版本迭代之后,在AutoCAD2010中引入了参数化功能,并在新闻稿中宣称是“一项突破性的新功能”。
直到最近十年,参数化建模才从高迪、奥托、萨瑟兰和一些工程师采用的数学方法发展成为建筑实践的常规组成部分。虽然在数学中,参数表示一组数量,以许多独立参数的显式函数表示,但在建筑中,参数一词通常伴随着探索模型可能性的功利需求。这种探索是通过修改模型参数和修改模型关系来实现的。
如今,参数化建模不再是 CATIA 和 Pro/ENGINEER 等明显参数化工具的专属领域。相反,参数方程悄悄地驱动着许多BIM 工具,它们体现在文本脚本语言中,并通过基于图形的可视化脚本界面公开。参数化建模以某种形式存在于大多数当代建筑项目中。