非线性参数化建筑设计教学课件.ppt

1、五,非线性参数化建筑实例分析参数化建筑产生渊源参数化建筑产生渊源目录一，非线性参数化设计产生的基础二，参数化设计的概念三，参数化当前的发展趋势四，参数化建筑与传统建筑设计的对五,非线性参数化建筑实例分析三，参数化当前的发展趋势四，参数化建筑与传统建筑设计的二，参数化设计的概念三，参数化当前的发展趋势四，参数化建筑与传统建筑设计的对比一，非线性参数化设计产生的基础二，参数化设计的概念三，参数化当前的发展趋势参数化建筑产生渊源参数化建筑产生渊源 自然界的万物都是不规则的，而大自然的人造物大部分却都是规则规范的几何形体，也许是是人类生产能力有限，技术条件不够，而靠仅有的生产技术能力只能创造出简单的标

2、准的人造物体。进入20世纪以来，非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚。模糊理论，混沌学，耗散结构理论，涌现理论，非标准数学分析等理论的建立，给人们展现了远离平衡态下的动态的稳定化有序结构；解释了自然界丰富的复杂性潜力；清楚了时间与空间的二元对立，表现了时空统一共呈的状态等等。当然建筑物也像其他人造物的一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性的发展道路，可以推测，其目标将是向着接近自然万物的方向。一，非线性参数化设计产生的基础参数化的崛起参数化的崛起“参数化主义”作为一种最前沿的当代建筑设计风格，它不仅挑战传统建筑设计理念，同时挑战传统建筑教学模式

3、，正在被越来越多研究建筑发展的业内人士关注。同时这种颠覆式的设计风格，正吸引着大批，年轻新锐建筑师，以满腔热忱，投入这场设计革命。当然，我们不应该称所有的设计叫参数化设计，有的应为参数化施工；有的应为参数化制图，参数化设计并非产生于理论之中，而是产生于设计实践之中，是众多不同实践者在不同环境中拼凑起来的概念，纵然背后都依靠着计算机技术的发展，但是这不足以将他们绑成一个整体，这是参数化设计与曾经的批判主义最大的不同。参数化，最前沿的设计风格，在建筑发展“并非最前沿”地区引发关注，是一个信号，参数化主义正以燎原之势，走入越来越多业内人士的视野，并逐步被推广.参数化的兴起得益于建筑技术的发展，突破了

4、传统建筑工艺和建造手段，计算机辅助设计采用的各种编程方法构建的数字化模型，极大的改变了传统的建筑设计手段和方法，逐渐成为一些前卫设计事务所和欧美建筑学院的设计模式。而参数化主义正式崇尚“自然”,让建筑形体还原并融入自然，真正成为自然的一部分为摆脱客观条件的限制以及尽可能还原本身的世界创造了条件。因而参数化设计来自大自然的形体灵感，沙丘，水滴，石头等，都可以经设计师消化理解之后，经参数化设计被塑性出来。目前，参数化设计还处于探索阶段，同时它时时刻刻影响着多门学科的发展。而它的研究正成为国内建筑教育，国内实践领域都是十分热门的话题。它的崛起在一定程度上是以社会经济生活形态的巨变作为历史条件，并且还

5、取决于设计软件的进步参数化建筑设计概念参数化建筑设计概念 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。其本质是借助计算机技术，将各种基本变量按照一定的数学逻辑进行计算，通过调整变量，实现设计成果的多样化，这是一个”自上而下“的计算过程。二，参数化设计的概念l 参数化建筑设计的变革有三方面的新趋势：l 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。l 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。

6、l 3.将软件技术运用到更大尺度的城市设计上。这节课的这节课的 计算机逐渐成为建筑师进行设计的重要工具，建筑业也不可避免的被参数化思想波及。参数化设计可以用计算机来延伸人的思维，让建筑师有更多选择的可能，参数化设计可以说是当今建筑界最为炙手可热的发展趋势。本次参数化设计课是由清华大学建筑学教授徐卫国演讲的,讲座上提出参数化是通过关系改变信息最终导致结果的变化。他对参数化设计做过如下定义：“他把影响建筑设计的因素看做参数，然后找到一种关系，当这些影响建筑设计的参数组织到一起时，借助计算机编程，最终形成一个参数模型。”参数化是一个涉及到多种学科的复杂概念。人与自然的和谐是艺术的起点和归宿。世界上现

7、存的各种生命形态及其共同建立的秩序是人类所能获得的最高秩序，建筑设计与流派的未来亦包含其中。三，参数化当前的发展趋势参数化，形态关系的系统整合参数化，形态关系的系统整合l 进入21世纪后数字设计技术被普遍接受，二从数字技术中抽取的参数化思想渐渐成为事务所设计主流。借助参数化的系统，扎哈事务所将几何形态，空间关系等整合在一个连续的系统中。l 而参数化的含义有两重。其一，参数化作为一种设计理念（参数化主义）;其二，作为一种电脑技术。徐卫国 简介-清华大学建筑学院教授，国家一级注册建筑师。-曾在日本著名建筑师村野藤吾建筑事务所工作。多次到美国、日本、法国、德国、英国、意大利、荷兰、比利时、奥地利、新

8、加坡、马来西利、香港等地学术交流及建筑考察。徐卫国 生平 简介-参加20届UIA国际建筑师大会中国青年建筑师作品展。设计作品被收入青年建筑师?中国?33-出版专著快速建筑设计方法，发表论文40余篇。-作为农民住宅问题专家，南方周末2019.1.9曾进行专题报导。非线性建筑的重大意义及著名作品非线性建筑的重大意义及著名作品l 参数化设计依赖于电脑的软件，它的诞生，发展和传播都带有鲜明的数字化烙印。作为一种更高效的建筑技术软件，它的出现必然会对建筑设计产生重大的影响。在参数化设计的帮助下，建筑是能够达到无线逼近的理想建筑形式。当前，国际上许多知名青年建筑师都在参数化领域获得了成功，而且屡试不爽。如

9、2019年建成的喜马拉雅中心，矶崎新 广州歌剧院及朝阳门soho三期工程扎哈哈迪德 玛丽莲梦露大厦mad事务所马岩松。l 非线性参数化设计是一种复杂科学，它完全不同于发源于牛顿原理的现代经典线性科学。它适用于对动态，不规则，自组织，远离平衡状态。它将时间的概念融入到里面，给人的感觉是不断的变化。形象化的参数化设计形象化的参数化设计1.根据已有的案例编制模型2.从集中原型中挑选出一种3.根据规则更改圆形的参数4.修改盛行提的规则，同时加入其他的原型5.调整方案形成混合体四，参数化建筑与传统建筑设计的对比现代主义建筑现代主义建筑非线性建筑非线性建筑基本型几何性不确定性(有机)平面布局难以协调，僵硬

10、连续流动形态规整，简单，具体自由，复杂，抽象与环境的关系浅层次寻找内在关系，较好的结合施工难度工业化批量生产（共性）需计算没见不同快件的尺寸（个性强度）l 参数化技术需要遵循如下的基本规则：基本设计元素，软性，灵活，具有智能化的延展性，可塑性。l 在不断演进的组织体系中，建筑之间，建筑内的各子系统之间，以及最基本的设计元素，都遵循连续渐变和关联原则。l 传统建筑设计是在像正方形，圆形等几何形体的基础上进行设计，而参数化主义正是要杜绝这些固定僵硬的几何形体，避免尖锐的直角，直线，死角，同时还可以避免重复，和建筑各组成部分之间封闭孤立，无逻辑关联。l 参数化设计与传统建筑设计有着本质的区别，参数化

11、设计更趋向与自然和人性化。传统的建筑设计传统的建筑设计 固定僵硬的几何图形，缺乏灵活性和适应性简单和重复，缺乏变化和多样性褶子思想褶子思想 褶子思想是法国后现代哲学家德勒兹提出的，它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，德勒兹在一书中提出了一个褶子的世界，物质通过时间与空间的变化，随着物质的折叠，展开和再折叠而生成。而弯曲是褶子形成的理想基本元素。物质本质上没有内外之分，空间与时间共存于物质的折叠中，外观则是事物自组织的体现。“平滑平滑”思思想想l 德勒兹的“平滑”思想是相对于“条纹”及“格网”而言的，他用后者形容封闭的，等级的思想独

12、裁，与条纹及网格对应的是国家空间，在其中的运动收水平面引力的限制。而他用“平滑”形容自由，开放，不受理性舒服的思想，与之对应的则是“游牧空间”，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，变量永远置于变化之中。应用非应用非线性的线性的参数化参数化设计的设计的中国大中国大项目项目广州歌剧院首都t3航站楼银河soho广州双塔北京凤凰传媒中心五,非线性参数化建筑实例分析玛丽莲梦露大厦慕尼黑慕尼黑BMW公司办公楼公司办公楼日本神户梅里肯公园东方饭店日本神户梅里肯公园东方饭店案例案例广州歌剧院广州歌剧院广州歌剧院广州歌剧院简介广州歌剧院简介l 广州市歌剧院由世界著名设设

13、计师扎哈哈迪德设计l 地理位置：广州歌剧院位于广州珠江新城南部，频临珠江，在广州新城市中心轴线与珠江北岸交汇处西侧，与广东省博物馆，广州市第二少年宫，广州图书馆构成了广州省新中轴线上“四大公建”。l 总建筑面积:70000平方米l 大剧场:36400平方米l 多功能剧场:7400平方米l“大砾石”是1800座的大剧场和录音棚,艺术展览厅等,“小砾石”则是400座的多功能剧场等.l 设计理念：圆润双砾，寓意被珠江冲刷而成的砾石。设计概念源自于自然景观和建筑的美妙互动，以及地形学的影响。广州歌剧院的设计受到珠江河谷的独特影响，最后的形态犹如河流侵蚀而成地表景观中的褶线在影剧院里延续，创造出一系列室

14、内室外的，各种差异化空间和光线，各元素和层面见的平滑过度继续了这一景观语言。剧院特点剧院特点l 广州歌剧院外部地形设计成跌宕起伏的“沙漠”形状，与周边高楼林立的现代都市形象构成鲜明的对比。主体建筑造型自然，粗野。设计既融合了勒柯布西耶的粗犷主义风格和后现代建筑的隐喻理论发挥了自己的动态构成设计手法。l广州歌剧院整个造型的外围护，用悬挑结构和连续墙代替以往盒子建筑的梁柱结构。广州歌剧院的折面很多，很能分出主和次的关系，梁和柱子的区分也变得不是很明显了，就如同国家体育场中的钢结构区分不出梁柱。剧院室内惊艳部分剧院室内惊艳部分歌剧院的室内更为惊艳，扎哈于此完整地实现了其无缝流动的空间效果广州歌剧院的

15、声学系统在国内是首屈一指的，同时又是唯一一个不用安装声反射板，完全由建筑设计手段来满足一流的声学要求的剧场。基座如同主将自然延伸而来的人工景观,剧院赋予基座之上,别具雕塑感,通过图画手段表达几何形体间的关系参数化系统参数化系统参数化系统整合几何形态，空间关系 几何形体与声学要求的联系一系列的参数 声波的扩散和聚焦要求曲面的外凸或内凹参数吸声要求均匀渐变的三维表皮和深度 北京银河soho区位简介区位简介l 银河SOHO地址位于东二环朝阳门桥西南角，拥有总建筑面积33万多平方米，包含166,000平方米的写字楼及86,000平方米的商业区域，全新的工作休闲空间使项目与周边枢纽的联通趋于完美化。贯穿

16、建筑群南北的中央大道及地下商城向北面与朝阳门soho及地铁站出入口相连，同时向东通过横跨东二环的天桥与外交部大楼毗邻。设计特点设计特点银河SOHO营造了流动和有机的内部空间，成为了北京二环上的地标性建筑。设计的一个主题是借鉴中国院落的思想，创造一个内在世界。不再是刚硬的矩形街区及街区之间的空间，而是通过可塑的、圆润的体量的相互聚结、溶合、分离以及通过拉伸的天桥再连接，创造了一个连续而共同进化的形体以及内部流线的连续运动。未来时代新城市空间 哈迪德运用参数化设计，将银河SOHO打造成一个360度建筑世界，每栋建筑个体都有中庭和交通核心，并在不同层面上融合在一起，没有角落，也没有不平滑的过度，创造

17、了连续流动的空间。为了解决前卫设计带来的施工难题，银河SOHO在设计和建设过程中率先引入了BIM（建筑信息模型系统）。总建筑面积近33万平方米的银河SOHO是北京东二环最 大的城市综 合体，投入 使用后将成 为一个多维 的、自 由的、开放 的、融合的 城市空间。l 银河SOHO是我知道的最能直接抨击传统规则几何形体的建筑设计之一，它巧妙地采用非线性参数化设计将银河soho设计成一个圆润，且连接点无痕的现代建筑，建筑形式抢眼，自由，无拘无束，接近自然。它形成了丰富流动的空间景致和室外平台，平台相互错综位移，不同层面面对彼此视角的介入，产生环绕的，引人入胜的环境。没有角落，也没有不平滑的过度，源自

18、自然的启迪，建筑的外观展示了连续流动的深空间。l 办公层数 F5-F18 商业层数 B1-F3 楼高 60米喜马拉雅中心上海喜马拉雅中心简介上海喜马拉雅中心简介l 上海喜马拉雅中心基地位于上海浦东的中心地区，上海市将来的3个会展商贸圈之一。l 上海喜马拉雅中心是一个兼具当代艺术中心，五星酒店，艺术家创作中心，商场为一体的复合设施。整体功能可分为酒店，艺术家创作中心，当代艺术中心，商业设施，公共开放空间的5个区域。地点：上海浦东新区地点：上海浦东新区 设计时间：设计时间：2019年年 建筑师：矶绮新建筑师：矶绮新 合作建筑师：上海现代建筑设计有限公合作建筑师：上海现代建筑设计有限公司司面积：场地

19、面积面积：场地面积 29000平方米平方米建筑面积：建筑面积：13300总建筑面积：总建筑面积：155000规模：地上规模：地上20层层 地下地下3层层 高度高度 99.9米米项目介绍数字技术喜马拉雅中心的中央部分容纳了一个当代艺术中心和一个约2000人的多功能剧场这种独特的有机造型是矶绮新曾在意大利新佛罗伦萨火车站设计中尝试过的，运用了”进化论结构的最优化手法“的设计。古根海姆博物馆古根海姆博物馆古根海姆博物馆是世界上著名的私立现代艺术博物馆，创办于1937年，以连锁方式经营，是一个博物馆群，总部设在美国纽约，在西班牙毕尔巴鄂、意大利威尼斯、德国柏林和美国拉斯维加斯拥有4处分馆。与传统定义上

20、的博物馆不同，古根海姆博物馆更像是一个异军突起的非典型性私人美术馆，作为非营利的永久性机构，为社会发展提供服务的同时，为艺术的可能性提供了更多的机会。建筑师：弗兰克.盖里所在国家：西班牙钦州交投宾馆钦州交投宾馆钦州交投宾馆及办公楼主体钦州交投宾馆及办公楼主体钦州交投宾馆及办公楼钦州交投宾馆及办公楼形体生成模型形体生成模型钦州交投宾馆及办公楼。建筑从水的自然形态以及海豚的优美身躯中抽象出流动的形态，加以升华，寓于建筑立面的变化中。建筑面朝白石湖方向开窗面积逐渐增大，同时创造出立面垂直方向上虚实韵律变化。建筑形体也试图打破高层设计竖向设计的单一性，建立竖向流动性，力图创造建筑功能和空间在垂直方向上

21、的变化。钦州交投宾馆及办公楼竖向的流钦州交投宾馆及办公楼竖向的流动效果动效果玛丽莲梦露大厦，位于加拿大，2019年底，Mississauga市的两家开发商决定举办当地40年来的首次公开国际建筑设计竞赛为规划中的一栋50层高的地标性公寓楼寻找一个创新的设计，建设一栋具有时代意义的超高层建筑，从而树立城市新形象。玛丽莲玛丽莲梦露大厦梦露大厦 l 大楼外观形似西方男人永远的梦中情人玛丽莲梦露的身材!l。他从鱼的行为习惯上找到灵感,在这里生活，没有多余的死角，能够达到某种自然的舒适生活方式。l 整个大楼有微微倾斜的趋势每上升一个楼层倾斜度就有所递增。设计者是想通过这样的设计给人们创造更广阔的视野将居住

22、者与周边环境联系起来。玛丽莲梦露大厦本身是对自然和环境的强调，在这个设计中，连续的水平阳台环绕整栋建筑，而传统建筑中用来强调高度的垂直线条被取消了，整个建筑在不同高度进行着不同角度的逆转，来对应不同高度的景观文脉。从设计图来看，一层一个平面，有序叠加。1）上大下小减小风荷载2）满足城市规划临近面与道路中心线间的限高要求3）适应功能变化要求4）台阶形成的屋面平台利于观景5）是创造高层建筑独特形象的有效手段日本神户梅里肯公园东方饭店日本神户梅里肯公园东方饭店巧妙地处理建筑表皮与建筑功能之间的关系l 鸟巢和水立方的成功，向世人展示了数字设计特别是参数化设计的可能性及潜在魅力。每个建筑设计师都胸怀梦想

23、，希望走在时代的前端。l 三维设计时代，正在发生。北京凤凰传媒中心，T3航站楼，银河SOHO，广州歌剧院，广州电视塔.这一股新的设计及美学思潮正席卷整个世界。在信息时代，在新技术，新材料，新建造方法的推动下，怎么去理解我们身处的这个复杂的世界，怎么去思考设计本身，怎么去控制设计，怎么去建立自身的设计体系，设计审美？信息化时代多维的、参数化的建筑就是这样的。多元、开放和融合的空间孕育着全新的未来时代。人类正前所未有地被急速推入到剧变之中，这些剧变绝非是文明末日到来的信号，相反，它们有助于释放“人的内在潜能”，有助于展现“人类在尘世间命运的全部意义和她卓越的天赋”。参数化所带来的一切值得深思参数化

24、的缺陷参数化的缺陷参数化设计最大的困惑在于，软件的态度的并不能代表使用软件人的态度参数化设计带来的思考参数化设计带来的思考l 目前，参数化所带来的高效益，以及许多招标方案中所带有的参数化风格和工程实例，让好些建筑师认为找到了未来的发展方向。l 其实软件程序永远无法代替设计师的思维方向，参数的设定变量完全由人的大脑决定。l 参数化设计充其量是一种强大的工具。l 参数化设计依赖于电脑和软件。它的诞生，发展和传播都带有鲜明的数字化烙印，它的出现给建筑设计带来了翻天覆地的变化。l 其实，参数化的目的是将建筑师解放出来，进行一些更贴近生活的创造设计，而不是将建筑师禁锢在软件的功能范围里无法脱身。我心目中

25、的非线性参数化设计我心目中的非线性参数化设计l 几年前，我在一个同学书架上看到过一本参数化简易编程的书，发现书中一些编程都是通过控制变量改变最终结果。当时因为对参数化这个词的了解是微乎其微，也没怎么看。慢慢地发现许多人在应用犀牛软件来实现参数化设计。参数化设计是一种前沿的学科，在许多领域已经取得了很大的成就。而传统的建筑设计总是中规中矩的几何形体或其复杂的变身，当参数化渐渐走进我们的生活后，我们周围的环境发生了巨大的改变，气氛也不同了，建筑师的设计方法越来越多样。我个人认为，在目前的技术可能性之下，参数化设计真正的意义可能并不在于建筑设计，或建筑物的单体设计，而是在于城市设计，城市规划，以及区域规划