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摘要：通过参数化设计手法与传统设计手法的对比，来体现出参数化设计手法的优越性，让建筑的同僚们对参数化设计有个全新的认识，以期能够引起中国建筑学院对参数化设计手法的重视，以便培育出一批具有社会责任感，敢于挑战的建筑师。
关键词：参数化设计；二元对立；非线性；数学分析
Abstract: by comparing the parametric design technique and traditional design technique, to reflect the superiority of parametric design technique, make the building's colleagues have a new understanding of parametric design, in order to be able to cause the Chinese School of architecture of the parametric design technique of attention, in order to cultivate a number of social responsibility feeling, dare to challenge the architect.
Keywords: parametric design; the two opposite; nonlinear; mathematical analysis
中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
自然界的万物都是不规则的，而大自然的人造物大部份却都是规则规范的几何形体，也许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机构；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灯等。当然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、参数化设计与传统设计的对比
1、参数化设计的定义
在中国鸟巢，水立方，广州塔，广州歌剧院等建筑取得巨大成功之后，参数化设计也走进了中国，参数化设计是一种全新的建筑设计方法，该方法的核心思想是，把建筑设计中的全要素都变成某个函数的变量，设计师们能够通过改变函数变量，或者改变算法来获得不同的建筑设计方案.
2、参数化设计与传统设计的对比
参数化设计方法与传统的设计方法也是完全不同的，传统的设计方法可以简单叙述为建筑师拿到任务书然后对项目进行分析构思，然后完成方案，这种方法是不可控的非常感性的而且这种设计方案是基于建筑师当时的知识积累而设计出来的，传统的设计方法产生的结果往往是非常单一的，而参数化设计建筑师也会拿到任务书，然后对项目进行分析构思，然后我们并不是急于设计出设计方案而是编写一个工具箱用这个工具箱来描述事物之间的关联，然后再由工具箱生成设计结果，一个工具箱往往可以给我们生成几十种甚至几百种结果，然后建筑师再通过计算机技术或者人工筛选出最优解就完成了设计方案，参数化设计大大的拓宽了设计师的思维平台，也给设计带来了多种可能性，同时也使的设计非常理性化,通过这种理性的设计建造出来的空间更具有舒适性和合理性，举个例子说明。（如图1所示）
这个例子是SOM的一个项目，使用的软件是由盖里公司开发的DP，这个建筑的内在逻辑是根据当地的建筑表面的热辐射量来生成遮阳板，从而达到最舒适合理的室内环境，这也体现了参数化设计的可控性和逻辑性，当其中
图1
某一种元素发生改变时，其他元素也会相应的做出改变，如形体的改变或者建筑选址的改变等等建筑的遮阳板都会自动更新一遍，始终使建筑具有最舒适合理的室内环境，这点也反应出了参数化设计的核心思想。参数化设计关心的是事物与事物之间的内在关联性而并非形式，形式只是在关联性下的副产物，但有很多人有种错误的认识，认为参数化设计就是做异形建筑，只为了追求个性而形式，也不考虑与周围建筑的和谐，也不考虑当地的文化等等问题其实不是的，这种认识是不正确的，参数化设计
图2图3
不关心形式，形式都是在那种事物内在关联性下产生的结果，并不是为了形式而形式。参数化设计出来的建筑并不是于环境不适应而是最适应环境的，再举个例子这个建筑是哈萨克斯坦的一个图书馆（如图2.图3所示），这个建筑的原型是莫比乌斯环，表皮是大小不同的渐变开窗，有些人认为这是为了表皮的美观性而做的大小渐变，其实不是这样的，这个建筑的开窗大小是根据当地的阳光照射率的大小来开的窗，把当地的照射率数值导入参数化软件，再利用这些数值进行的开窗。能直射的照射率大的开窗就小，不能直射的照射率小的开窗就大，为了让更多的阳光进入室内产生更舒适合理的室内环境，这种利用自然来设计的建筑是非常合理的。在此希望那些对参数化设计有误解的人纠正那种错误的认识。
二、参数化设计软件
1、参数化设计软件的发展
参数化设计的工具是随时间的发展和参数化设计的广泛应用而发展的，由一开始应用于其他领域的软件 发展到应用于建筑领域的软件如动画专业的3dmax，maya虽然这些软件是为动画专业人士设计的，但这些软件中有大量功能可以用来定义物体间的几何逻辑，当建筑师发现可专门用来定义物体间几何关系的软件时，类似于CATIA,UG,TOP等都拥有明确的几何逻辑，强大的造型控制力，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，它们虽然是工业设计软件却被用来辅佐建筑设计，还有一些是專为建筑师开发的软件或插件，如以CATIA为平台由盖里公司开发的DP以及以犀牛为平台开发的grasshopper，以Micro Station为平台开发的Generative Component等上诉软件可被应用于项目的不同阶段也有各自的优势，如grasshopper因为其自身具有的可视化优点和便于调节性，所以grasshopper比较适合用于方案构思阶段的快速实验，而DP则是整个工程全面设计，生产，管理的较好选择，建筑师根据自己的情况和兴趣选择学习和使用软件的种类，有兴趣的建筑师也可以尝试脚本程序的编写，如maya的Mel ,Rhion 的rhionscript,还有各种软件里通用的VB和C#等，由于脚本程序是伊纯代码的形式呈现，相对比较抽象，但同时也正因如此，它带给设计师的是前所未有的自由度和广阔的发挥空间，另外，和计算机专业技术人员合作也是一种很好的沟通方式，这样可以更好地将各专业领域的知识进行结合，从而在设计上取得突破.
2、参数化软件具有的优势
用grasssopper说明下参数化软件具有的优点，第一可以取代大量繁琐的手工下面这个例子是把三条线等分成21份，再连接成面，这对于传统软件来说是个非常繁琐的任务，对于参数化软件来说可以在短时间内处理大量的数据。（如图4所示）
图4
参数化设计软件另一个优点是易于调节，对传统设计软件来说我们对结果不满意就只有删除重做，而对于参数化软件来说我们需要修改的并不是结果而是程序里的参数或者程序，这样可以在短短几分钟内生成几十个甚至上百个模型，这样可以大大提高我们的工作效率，
第三个优点是便于提取数据，这对于我们建造来说非常方便。
图5
参数化设计不管是软件还是参数化设计思维模式对于设计行业都是值得关注的，也应该重视的，希望全国的设计院校对参数化设计加大重视。（如图5所示）
三、参数化设计的起源与发展
参数化设计的起源，参数化设计最先起源于哥伦比亚大学，1994年，哥伦比亚大学建筑研究生院正式成立了“无纸设计工作室“将3年制“建筑学硕士”学位的第3年，以及一年半制“建筑设计科学硕士”学位的全部设计课程都纳入工作室；借助各种计算机图形技术，对数字建筑设计方法进行了广泛探索，比较有代表性的无纸设计工作室是杰夫里.凯普里斯和格雷格.林恩工作室等等继哥伦比亚大学之后AA建筑联盟也成立了“设计研究实验室”美国的麻省理工大学也成立了“计算机小组”美国的哈弗大学也成立了相关机构。{1}当时由于建造技术还没达到可以生产出计算机上那么复杂的造型，所以当时的参数化设计仅仅限于做些视觉艺术，但随着3D打印技术的发展使原来不可能被实现的造型得以实现，参数化设计得到了发展。再加上德勒兹提出了褶子思想，平滑思想，游牧空间等等参数化理论，在理论与技术兼备的情况下参数化设计得到了飞速发展在短时间了普及了美国和欧洲的大部分建筑院校和事务所，现在国外几乎每个大学都把参数化设计当成必修课，而在中国却只有几个老八校有数字研究工作室，这点便是问题所在，在中国参数化设计也才刚刚起步，需要进行很多探索和实践，参数化设计传到中国，是由几个留学归来的新锐中国建筑师从国外带回来的，如马岩松，朱锫，于雷。王振飞，徐卫国，徐丰等等都在参数化领域获得了成功，也为中国的参数化设计实践做出了贡献和推动。在中国越来越多的参数化项目建成，如鸟巢，水立方，广州歌剧院，凤凰传媒中心，哈尔滨木雕馆等等建筑取的的成功使越来越多的人开始关注参数化设计，越来越多的人加入到参数化设计的这条路上，不过我们非常孤独都是自己在研究学习，国内关于参数化设计的资源太少了，在此希望中国的设计界应该重视参数化设计这个领域。也许这将为中国的设计在国际上赢的更多的话语权，如MAD事务所的马岩松在06年以梦露大厦成为了第一个通过国际竞标获得设计权的中国建筑师，朱锫设计的阿布扎比博物馆也获得了国际设计界的认同等等这些年轻的中国建筑师为中国的设计在国际上赢的了话语权，他们的成功都有一个特点他们都会运用参数化来做设计，所以我觉得中国的建筑学院重视参数化设计领域也许可以培养出一批具有自己研究并解決问题的设计师，
四、参数化设计的思考
以前和一个朋友讨论过关于我们为什么要参数化？我们的答案是因为参数化设计给了我们一个传统教学模式无法给予的拓展思维创作能力的平台。无论是在与传统设计的对比中消化知识也好，还是学会利用理性的规律去表达感性也好。参数化设计的出现拓展了学生的设计思维，同时培养了学生自主创新和自主专研的能力。参数化设计可以帮助学生在模糊的教学模式中关注设计手法，并且独立自主的形成思维创作体系。这种严谨的逻辑思维体系是设计师在日后的创作中不应该缺少的。还和朋友们讨论过中国为什么而参数化？我们的答案是在当今中国一切都很规范，一切都在模仿的年代，我们渴望出现一批具有创造力的设计师出现，他们有自己的梦想，有对未来的构想，他们敢于挑战，敢于创新，敢于探索并具备一个设计师应有的社会责任感，所以中国很需要参数化设计来培育一批具有创造力具有独立研究并能解决问题的设计师。再此希望中国的建筑学院加大对参数化设计领域的重视和参数化设计人才的培育
参考文献：
[1]刘艳，郑天，曹光. 参数化设计的优势与劣势研究.城市建设理论研究.2012（9）
[2] 姚美琴.CAD中的参数化设计.山西科技. 2005（1）
[3] 邓载鹏. 数字建构与建筑参数化设计. 城市建设理论研究.2012（36）
[4]李正浩，张政. 参数化建筑设计的本质研究. 城市建设理论研究.2012（26）
关键词：参数化设计；二元对立；非线性；数学分析
Abstract: by comparing the parametric design technique and traditional design technique, to reflect the superiority of parametric design technique, make the building's colleagues have a new understanding of parametric design, in order to be able to cause the Chinese School of architecture of the parametric design technique of attention, in order to cultivate a number of social responsibility feeling, dare to challenge the architect.
Keywords: parametric design; the two opposite; nonlinear; mathematical analysis
中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
自然界的万物都是不规则的，而大自然的人造物大部份却都是规则规范的几何形体，也许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机构；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灯等。当然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、参数化设计与传统设计的对比
1、参数化设计的定义
在中国鸟巢，水立方，广州塔，广州歌剧院等建筑取得巨大成功之后，参数化设计也走进了中国，参数化设计是一种全新的建筑设计方法，该方法的核心思想是，把建筑设计中的全要素都变成某个函数的变量，设计师们能够通过改变函数变量，或者改变算法来获得不同的建筑设计方案.
2、参数化设计与传统设计的对比
参数化设计方法与传统的设计方法也是完全不同的，传统的设计方法可以简单叙述为建筑师拿到任务书然后对项目进行分析构思，然后完成方案，这种方法是不可控的非常感性的而且这种设计方案是基于建筑师当时的知识积累而设计出来的，传统的设计方法产生的结果往往是非常单一的，而参数化设计建筑师也会拿到任务书，然后对项目进行分析构思，然后我们并不是急于设计出设计方案而是编写一个工具箱用这个工具箱来描述事物之间的关联，然后再由工具箱生成设计结果，一个工具箱往往可以给我们生成几十种甚至几百种结果，然后建筑师再通过计算机技术或者人工筛选出最优解就完成了设计方案，参数化设计大大的拓宽了设计师的思维平台，也给设计带来了多种可能性，同时也使的设计非常理性化,通过这种理性的设计建造出来的空间更具有舒适性和合理性，举个例子说明。（如图1所示）
这个例子是SOM的一个项目，使用的软件是由盖里公司开发的DP，这个建筑的内在逻辑是根据当地的建筑表面的热辐射量来生成遮阳板，从而达到最舒适合理的室内环境，这也体现了参数化设计的可控性和逻辑性，当其中
图1
某一种元素发生改变时，其他元素也会相应的做出改变，如形体的改变或者建筑选址的改变等等建筑的遮阳板都会自动更新一遍，始终使建筑具有最舒适合理的室内环境，这点也反应出了参数化设计的核心思想。参数化设计关心的是事物与事物之间的内在关联性而并非形式，形式只是在关联性下的副产物，但有很多人有种错误的认识，认为参数化设计就是做异形建筑，只为了追求个性而形式，也不考虑与周围建筑的和谐，也不考虑当地的文化等等问题其实不是的，这种认识是不正确的，参数化设计
图2图3
不关心形式，形式都是在那种事物内在关联性下产生的结果，并不是为了形式而形式。参数化设计出来的建筑并不是于环境不适应而是最适应环境的，再举个例子这个建筑是哈萨克斯坦的一个图书馆（如图2.图3所示），这个建筑的原型是莫比乌斯环，表皮是大小不同的渐变开窗，有些人认为这是为了表皮的美观性而做的大小渐变，其实不是这样的，这个建筑的开窗大小是根据当地的阳光照射率的大小来开的窗，把当地的照射率数值导入参数化软件，再利用这些数值进行的开窗。能直射的照射率大的开窗就小，不能直射的照射率小的开窗就大，为了让更多的阳光进入室内产生更舒适合理的室内环境，这种利用自然来设计的建筑是非常合理的。在此希望那些对参数化设计有误解的人纠正那种错误的认识。
二、参数化设计软件
1、参数化设计软件的发展
参数化设计的工具是随时间的发展和参数化设计的广泛应用而发展的，由一开始应用于其他领域的软件 发展到应用于建筑领域的软件如动画专业的3dmax，maya虽然这些软件是为动画专业人士设计的，但这些软件中有大量功能可以用来定义物体间的几何逻辑，当建筑师发现可专门用来定义物体间几何关系的软件时，类似于CATIA,UG,TOP等都拥有明确的几何逻辑，强大的造型控制力，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，它们虽然是工业设计软件却被用来辅佐建筑设计，还有一些是專为建筑师开发的软件或插件，如以CATIA为平台由盖里公司开发的DP以及以犀牛为平台开发的grasshopper，以Micro Station为平台开发的Generative Component等上诉软件可被应用于项目的不同阶段也有各自的优势，如grasshopper因为其自身具有的可视化优点和便于调节性，所以grasshopper比较适合用于方案构思阶段的快速实验，而DP则是整个工程全面设计，生产，管理的较好选择，建筑师根据自己的情况和兴趣选择学习和使用软件的种类，有兴趣的建筑师也可以尝试脚本程序的编写，如maya的Mel ,Rhion 的rhionscript,还有各种软件里通用的VB和C#等，由于脚本程序是伊纯代码的形式呈现，相对比较抽象，但同时也正因如此，它带给设计师的是前所未有的自由度和广阔的发挥空间，另外，和计算机专业技术人员合作也是一种很好的沟通方式，这样可以更好地将各专业领域的知识进行结合，从而在设计上取得突破.
2、参数化软件具有的优势
用grasssopper说明下参数化软件具有的优点，第一可以取代大量繁琐的手工下面这个例子是把三条线等分成21份，再连接成面，这对于传统软件来说是个非常繁琐的任务，对于参数化软件来说可以在短时间内处理大量的数据。（如图4所示）
图4
参数化设计软件另一个优点是易于调节，对传统设计软件来说我们对结果不满意就只有删除重做，而对于参数化软件来说我们需要修改的并不是结果而是程序里的参数或者程序，这样可以在短短几分钟内生成几十个甚至上百个模型，这样可以大大提高我们的工作效率，
第三个优点是便于提取数据，这对于我们建造来说非常方便。
图5
参数化设计不管是软件还是参数化设计思维模式对于设计行业都是值得关注的，也应该重视的，希望全国的设计院校对参数化设计加大重视。（如图5所示）
三、参数化设计的起源与发展
参数化设计的起源，参数化设计最先起源于哥伦比亚大学，1994年，哥伦比亚大学建筑研究生院正式成立了“无纸设计工作室“将3年制“建筑学硕士”学位的第3年，以及一年半制“建筑设计科学硕士”学位的全部设计课程都纳入工作室；借助各种计算机图形技术，对数字建筑设计方法进行了广泛探索，比较有代表性的无纸设计工作室是杰夫里.凯普里斯和格雷格.林恩工作室等等继哥伦比亚大学之后AA建筑联盟也成立了“设计研究实验室”美国的麻省理工大学也成立了“计算机小组”美国的哈弗大学也成立了相关机构。{1}当时由于建造技术还没达到可以生产出计算机上那么复杂的造型，所以当时的参数化设计仅仅限于做些视觉艺术，但随着3D打印技术的发展使原来不可能被实现的造型得以实现，参数化设计得到了发展。再加上德勒兹提出了褶子思想，平滑思想，游牧空间等等参数化理论，在理论与技术兼备的情况下参数化设计得到了飞速发展在短时间了普及了美国和欧洲的大部分建筑院校和事务所，现在国外几乎每个大学都把参数化设计当成必修课，而在中国却只有几个老八校有数字研究工作室，这点便是问题所在，在中国参数化设计也才刚刚起步，需要进行很多探索和实践，参数化设计传到中国，是由几个留学归来的新锐中国建筑师从国外带回来的，如马岩松，朱锫，于雷。王振飞，徐卫国，徐丰等等都在参数化领域获得了成功，也为中国的参数化设计实践做出了贡献和推动。在中国越来越多的参数化项目建成，如鸟巢，水立方，广州歌剧院，凤凰传媒中心，哈尔滨木雕馆等等建筑取的的成功使越来越多的人开始关注参数化设计，越来越多的人加入到参数化设计的这条路上，不过我们非常孤独都是自己在研究学习，国内关于参数化设计的资源太少了，在此希望中国的设计界应该重视参数化设计这个领域。也许这将为中国的设计在国际上赢的更多的话语权，如MAD事务所的马岩松在06年以梦露大厦成为了第一个通过国际竞标获得设计权的中国建筑师，朱锫设计的阿布扎比博物馆也获得了国际设计界的认同等等这些年轻的中国建筑师为中国的设计在国际上赢的了话语权，他们的成功都有一个特点他们都会运用参数化来做设计，所以我觉得中国的建筑学院重视参数化设计领域也许可以培养出一批具有自己研究并解決问题的设计师，
四、参数化设计的思考
以前和一个朋友讨论过关于我们为什么要参数化？我们的答案是因为参数化设计给了我们一个传统教学模式无法给予的拓展思维创作能力的平台。无论是在与传统设计的对比中消化知识也好，还是学会利用理性的规律去表达感性也好。参数化设计的出现拓展了学生的设计思维，同时培养了学生自主创新和自主专研的能力。参数化设计可以帮助学生在模糊的教学模式中关注设计手法，并且独立自主的形成思维创作体系。这种严谨的逻辑思维体系是设计师在日后的创作中不应该缺少的。还和朋友们讨论过中国为什么而参数化？我们的答案是在当今中国一切都很规范，一切都在模仿的年代，我们渴望出现一批具有创造力的设计师出现，他们有自己的梦想，有对未来的构想，他们敢于挑战，敢于创新，敢于探索并具备一个设计师应有的社会责任感，所以中国很需要参数化设计来培育一批具有创造力具有独立研究并能解决问题的设计师。再此希望中国的建筑学院加大对参数化设计领域的重视和参数化设计人才的培育
参考文献：
[1]刘艳，郑天，曹光. 参数化设计的优势与劣势研究.城市建设理论研究.2012（9）
[2] 姚美琴.CAD中的参数化设计.山西科技. 2005（1）
[3] 邓载鹏. 数字建构与建筑参数化设计. 城市建设理论研究.2012（36）
[4]李正浩，张政. 参数化建筑设计的本质研究. 城市建设理论研究.2012（26）