非线性建筑 参数化设计
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参数化建筑设计方法Parametric Architectural Design MethodsLandscape _ natural forceGrowth _ Homogenous PrincipleNatural Structure _ Minimal Material Principle洛伦茨奇异吸引子两条不同的演化轨迹。
图中左右两条演化轨迹的初始点只在x坐标上相差10-5,但是经过一段时间的演化,就呈现出显著的不同,体现出了对初值敏感的特性。
Swam _ Emergent global behaviour based on local ruleCAD软件中的参数化设计——尺寸驱动(Dimension-Driven)参数化设计(Di i D i)·使CAD系统具有交互式绘图功能,自动绘图的功能。
·可以大大提高设计速度,并减少信息的存储量。
Solid Edge中的尺寸驱动模型Parametric approach_Coordinate transformation approach Coordinate建筑创作中的参数化设计方法通过特定的计算机编程设计工具去应对设计过程中的一系列设计变量,通过特定的计算机编程设计具去应对设计过程中的系列这样的设计能够对形态,功能,以及环境变量保持敏感。
——Patrik Schumacher建筑的外部影响及内部要求可以看作一个复杂系统,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,()并在对场地建筑性能()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(Parametric model),运用计算机技术生成建筑体量、空间、或结构,且可以通过改变参变量且可以通过改变参变量的数值,获得多解性及动态性的设计方案。
——徐卫国徐国外场地地形规划要求部因周边环境气候条件参数化素日照……多解的建筑模型内功能组织设计雏形部交通流线采光、通风修正完善因素安全疏散结构体系……设计结果参数化建筑设计过程的关键环节(徐卫国):•设计需求信息的数字化。
参数化设计的建筑设计方法研究摘要: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,人们对欧几里德几何体系产生了怀疑,影响到人类产品制造业,则表现为产品形态的非标准化;清除了时间与空间的二元对立,表现了时空统一的状态;歌颂了高度的连续性与流动性。
建筑物也像其他人造物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,走向非线性参数化的发展道路。
参数化设计植根于软件的发展,发自建筑学对于周边领域或是学科的借鉴;关键词:非线性建筑;现象学设计方法;生成性参数化设计; 关系构建式参数化设计;脚本设计全球化经济是当代真实的准则,将所有的东西都变成了商品,所有的地方都变成了市场。
过度的媒体文化缩小了天真的或是独特的发明的可能性,吸收了所有的不同和例外。
所有的优势都已经被占有过,所有的事情也都被做过,想过,或是规划过。
建筑也是如此,大多数的建筑会被层层的建筑规范,区域规划,工业准则,标准化参数,市场需求甚至政治需要所包围,事实上建筑师所拥有的自由是一种已经被限定过的自由。
先进的建筑诞生于建筑师终于认识到自己跳不出这种已经被限定过的自由,而所有“创造美好世界”的幻想都只是庸人自扰,于是伴随着名称的变化也伴随着所标榜的“主义”的变化,从“批判”变成了“后批判”(从解构到后解构,从后现代到后后现代)。
这种变化实际上代表了一种倒退——因为“后”并不代表“超越”,而仅仅代表“之后”。
在当代先进的建筑师中两个最大的力量,“Dutch派”和“Parametric派”,“Dutch派”算是一种简称——代表库哈斯和他的模仿者及追随者们。
他们的作品建立在差异的人类特性和弱点之上,喜欢寻找已知社会和系统的漏洞,然后进行反向的设计,并且喜欢用大量的统计学数据和量化的研究来兜售他们机智的结果。
而另外一种建筑学的力量可以称为“Parametric派”,或是”Parametric Design”(参数化设计)。
在这里有必要先介绍一下非线性建筑的概念,非线性建筑人们往往忽视最普通的自然现象,比如自然界中的万物都是非规则的形状便是一例。
非线性建筑设计分析摘要:在设计非线性建筑的过程中,立面设计通常与它的性能与邏辑的结合会形成一定的矛盾,这种矛盾对非线性设计产生具有一定的负面影响。
怎样处理这种冲突,并利用有效的方式进行处理,是非线性建筑设计过程中极为重要的一项问题。
文章对此进行了相应的探讨。
关键词:非线性;建筑设计;研究Keywords:non-linear;architecturaldesign;research0 引言作为一门前沿的科学理论,建筑的非线性设计理念不断改变人们的世界观和思维方式,并将变成目前信息社会的主要象征。
建筑非线性设计方式在城市建筑空间设计中进行了相应的使用,并且可以有效塑造特色城市的空间。
1 非线性参数化建筑设计介绍2 当代非线性建筑的形态特征当代建筑形式的改变和复杂性科学、计算机技术、拓扑、几何、生物科学领域的新发展,反映在经历了后现代建筑与解构主义建筑和当代建筑之间的差异,当代建筑不断追求一个新的联合,也就是异质元素的联合,使其能够处于过渡状态。
所以,对于当代概念性的非线性建筑的研究,我们可以利用无定形来进行。
目前,站在非线性建设设计的角度来看,建筑形态更多的是设计的产物,它并非设计的目的,设计的焦点从形式的形成原则转向过程的操作。
在设计过程中,逐步将并置、拼贴、组合等设方式转变为新的操作逻辑,例如:透明、平滑等。
这一部分的操作本质更倾向于和物质的体量进行分离,溶解其形式,通过弱化整体来完成形式的分解,与此同时,通过连接复杂的组织系统来实现整体统一。
对于这一点,西方建筑师在最近几年的理论和实践中获得了验证。
他们强调形式的扭曲和模糊,以及由此形成的空间效果,利用不同的建筑元素进行有效结合;与此同时,这样的形式和有机建筑、表现主义各不相同,它不是一种先入为主的形式,而是可以对外部环境、功能和技术做出最直接的反应,还能让其他的参考框架被引入进来促进形式的发展,特别是通过计算机技术和新的几何形式,如拓扑,其最终形式往往是各种因素操作的结果。
参数化设计及其在建筑学的应用和未来发展摘要:近些年,我国建筑业发展迅速,建筑参数化设计的概念正在被普及。
但是,目前很多设计师对参数化设计产生误解,将参数化设计与非线性建筑设计划上等号。
参数化设计本质是一种基于数字化设计技术的设计方法,它改变了传统设计过程中各个设计阶段相对离散的状态,将各设计步骤有机地整合在一起,并通过一系列的算法使设计结果得到优化。
参数化设计与BIM技术,VR技术及数字化建造技术的结合,将为未来建筑设计的发展提供新的可能。
关键词:参数化设计;建筑学;应用;未来发展引言什么是参数化设计?“参数化设计是运用数字技术,通过确立各因子之间的相互关系,进行可调整、可控制的动态操作辅助设计平台”。
在过去几年的建筑设计实践工作中,笔者利用参数化设计软件,通过计算机语言与算法,便捷地实现了空间扭曲的异形造型设计,同时也完成了对实际工程项目的局部设计优化工作。
以下就参数化工具在某实际项目立面优化设计过程中使用的情况做一些回顾,以展示参数化设计在实际工程应用中的便利性、准确性与快捷性,同时也对参数化设计工具在本项目中解决实际设计问题的思路进行总结。
1参数化设计与传统设计相比的优势(1)逻辑思维更强,数据来源更加准确,分析结果更加合理。
所谓逻辑思维更强,我们拿场地划分和功能业态分区作为一个切入点。
如果我们从参数化方向入手呢,举个例子,我们可以向场地抛出一系列自由运动的粒子来模拟人从不同角度进入场地后的可能行进流线。
拟人粒子不仅存有粒子间的相互作用(模拟人与人的实际交流),还有场地大环境对粒子的作用(模拟场地对人的吸引力),最后我们通过粒子运动流线的疏密来划分场地。
而所谓数据来源更加准确,分析结果更加合理,是指随着大数据时代的发展,参数化设计这种采用类似GIS开源数据的数据分析和建模逻辑的设计手法,相较传统建筑设计而言更具有数据准确性。
(2)创造新的建筑学知识。
自从参数化应用于建筑设计以后,各种跨学科的概念被引入建筑学作为一种游戏规则存在。
建筑⿊科技——参数化设计参数化、BIM、⼤数据、⼈⼯智能、VR等新技术不断涌现,Revit、Rhino、Grasshopper、CATIA等软件的功能不断丰富,城市化进程中的现代建筑结构设计要求不断提⾼。
建筑师和⼯程师需要更加智能、⽅便的⼯具才能更好的设计与优化建筑模型,实现持续优化设计。
接下来就为⼤家介绍⼯程软件研发室近年来在参数化建筑设计领域取得的成果。
参数化建模的代表项⽬1参数化设计参数化设计在建筑界已得到⼴泛应⽤。
参数化就是通过控制个别参数来⾃动调整建筑的整体模型。
参数化设计软件可根据建筑师对建筑的空间定义,布置相应的结构体系,准确模拟各设计参数之间的关系,快速提供量化、直观的设计成果。
某⼤型体育场全参数化模型由于不同层次的参数相互关联,对任何关键参数的调整即可修改整个结构模型,⽣成⼀个完全不同的⽅案。
⼯程师可以控制不同的参数⽣成⼤量建筑结构⽅案。
通过⽅案⽐选,寻求理性与艺术俱佳的设计。
此外,还可以利⽤参数化技术,实现装配式建筑的模拟施⼯。
某空间结构⽀座⽅案⽐选某体育场装配模拟2⾼层建筑参数化⾼层建筑的外形、布局,随设计者的构思⽽异。
在风⼒作⽤下,其绕流特性各异。
当布局不当时,在建筑物外部往往造成较⼤的风压,对结构受⼒不利。
我们利⽤CFD软件,结合参数化建模技术,进⾏数值风洞模拟,寻找合理的建筑形体。
数值风洞模拟建筑形体⽅案⽐选超⾼层建筑设计时,楼层与外形变动频繁,需要考虑不同柱⼦数量,不同腰桁架布置的影响。
超⾼层的整个结构模型往往都具有较强的逻辑性,采⽤参数化设计⽅法,可以简单的通过修改参数来⽣成不同的建筑结构⽅案。
某400⽶超⾼层建筑全参数化建模及⽅案⽐选利⽤参数化技术⽣成超⾼层建筑模型,并通过⾃主开发的接⼝软件,直接⽣成结构分析模型,实现快速建模,快速分析。
Rhino与Midas Building的接⼝软件3空间结构参数化⼤跨度空间结构形式多样、造型⾃由,被⼴泛应⽤于机场航站楼、体育场馆等建筑中。
2020·02一、“参数化主义”的提出帕特里克·舒马赫,扎哈·哈迪德建筑事务所的现任掌门人。
他曾经在波恩、斯图加特和伦敦学习哲学、数学和建筑学,他是扎哈·哈迪德建筑事务所联合合伙人并同扎哈一起完成了多项重大设计项目,在扎哈·哈迪德去世后,接管了事务所运营和世界上百项工程项目,从1992年至今,一直在包括哥伦比亚大学、哈佛大学设计研究生院任教。
“参数化主义”正是由舒马赫提出并广为流传的,他认为“参数化主义”在如今的信息技术的发展下已经成为一种新的风格,是如今的信息技术和社会经济对建筑所带来的变革性影响。
[1]技术的发展令参数化设计得以实现,使其有别于传统的风格形式。
帕特里克·舒马赫在其著作《建筑学的自创生系统》中提出了“建筑学的新框架”和“建筑学的新议程”。
他对建筑学科进行全面的解析,将建筑学作为一种自治网络进行分析,认为建筑是社会交往中重要的交流框架,并进一步提出了当代建筑的新概念和讨论框架,其中第11章详细地描述了“参数化主义”新风格。
他认为参数化主义的外在特征是复杂、非线性、联动,且由各不相同的单元体组成。
[2]作为一种先锋的形式风格,人们很容易误以为曲面即是参数化设计,其实并不是。
“参数化主义”不只是一种形式,而是一种全新的设计系统,是信息时代下设计实践的一种策略。
二、参数化设计概念参数化设计是通过数字技术定义各个参数并制定一套逻辑进行运算从而得到预想的设计结果,然后进行信息转换,通过数字平台进行数字建造的设计过程。
参数化设计可以分为两个部分,一个部分是各个部分构件的参数信息,另一部分是各个构件所组合成的参数结果,好比是自变量与因变量的关系,部分构件参数的修改将会影响设计结果,而这个参数的修改也会使之前所有的图纸进行统一的修改,从而使整个设计形成一个系统进行管理,提高效率。
各个构件之间相互联动,相当于一个完整的系统。
这是一个双向的过程,设计过程影响设计结果,反之,设计结果影响设计过程。
非线性建筑设计分析摘要:非线性设计就是将偏向于感性的建筑设计思维转变为更加理性的设计思维,将在传统的设计方法中更倾向于专注建筑形式的实现结果,转变为专注设计过程的逻辑推理,并大幅提高建筑设计的运算速度和运算量,使设计规则向更高效、科学的方向转变。
关键词:;建筑设计;非线性设计;特点非线性建筑设计突破传统建筑设计条框,主要体现在部分新型特征层面,如动态、自相似等,建筑内部空间为人们视觉提供新的流动性,与城市环境高度统一,成为城市的核心标志。
城市化建设脚步加快,为城市中添加多数非线性建筑,逐渐变更城市整体面容,但其仍处于探索阶段,带来优势的同时与各方冲突矛盾日渐凸显。
因此,建筑设计人员需不断提升自身素养,以创新性思维加强非线性建筑设计探索,实现建筑多元化目标,满足时代发展需求。
本文对设计方法进行简要分析并探究其在建筑设计中的应用策略,主要阐述的概念及其性质,介绍非线性建筑设计的概念及其特点,对在建筑设计过程中的关键环节进行详细论述,并对建筑思维的常用设计方法进行分析。
1非线性参数化设计概念及其性质非线性设计是一种全新的设计方法,通过数据逻辑建立一种特定的关系,这套逻辑包含自变量、逻辑联系、因变量,形成一套完整的方程式。
如果其中某个自变量发生改变,将会对数据结果产生影响,进而产生一种全新的数据模型。
即可以通过不断地改变参变量的数据,从而快速生成多种建筑方案。
这种设计模式可以将设计师从烦琐反复的设计修改工作中解脱出来,提高他们的工作效率,使他们将更多的精力专注于设计过程本身。
2非线性建筑设计的概念及其特点2.1线性与非线性的区别线性是数学上的概念,指变量与变量之间的直线关系,也可以理解为一阶导数为常量的函数,即f(x)=ax+b。
这样非线性的概念就很好区分,非线性的数学关系就可以理解为:一阶导数为非常量的函数。
非线性科学,其实就是复杂性科学。
在自然界中,很多事物都呈现复杂性的特征,如山脉、波浪、植物、细胞等,它们本身就是流动的、不规则的、自由的、随机的。