非线性参数化建筑设计教学PPT.ppt

五,非线性参数化建筑实例分析 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 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，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。 l 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。 l 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，并且还取决 于设计软件的进步 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 。 l 3.将软件技术运用到更大尺度的城市设计上。 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 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2003.1.9曾进行专 题报导。 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2010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 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，参数化设计更趋向与自 然和人性化。 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”思想 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 线性的 参数化 设计的 中国大 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bmw公司办公楼 日本神户梅里肯公园东方饭店 案例 广州歌剧院 广州歌剧院 广州歌剧院简介 l 广州市歌剧院由世界著名设设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 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 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 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 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 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 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 设计时间：2006年 建筑师：矶绮新 合作建筑师：上海现代建筑设计有限公 司 面积：场地面积 29000平方米 建筑面积：13300 总建筑面积：155000 规模：地上20层 地下3层 高度 99.9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 钦州交投宾馆及办公楼主体钦州交投宾馆及办公楼 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的 变化。 钦州交投宾馆及办公楼竖向的流 动效果 玛丽莲梦露大厦，位于加拿大，2005 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 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，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