淺談堡數字建筑的理論實踐范文

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摘要：介紹了數字建筑的實踐情況，分析了數字技術運用的三種原則，對利用數字技術形成新的建筑形態進行了深入思考。

關鍵詞：數字建筑；模數；折疊；變形；平滑混合

引言

在設計院的生產實踐中，計算機軟件的應用越來越普遍，數字建筑，指利用BIM和云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等信息技術引領產業轉型升級的業務戰略，它結合先進的精益建造理論方法，集成人員、流程、數據、技術和業務系統，實現建筑的全過程，全要素、全參與方的數字化、在線化、智能化，從而構建項目、企業和產業的平臺生態新體系。例如：AUTOCAD，3DSMAX，PHOTOSHOP，SKETCHUP等等。利用這些軟件進行施工圖繪制、建造虛擬場景，后期效果圖渲染，現代社會對建筑師們提出了更高的要求：我們還可以運用這些軟件來提供更多方案設計的可能性。

1數字建筑在生產實踐中的探究

1.1數字建筑的第一種實踐探究：模數

天正建筑是在AutoCAD軟件運行基礎上的一個插件，我們可以通過輸入具體的數值來控制墻體厚度、開間和進深的尺寸、柱網分布、樓梯平臺和踏步的尺寸等等。當拿到一個設計任務時，會明確規定各個功能房間的面積。例如：在設計一所中學時，普通教室54m2/間，專用教室140m2/間，計算機教室140m2/間，教師辦公室20m2/間等。一般我們會選用300MM的模數作為柱網分布。以7.2m為一跨，那么普通教室尺寸可定為6.3m伊9m，專用教室尺寸為15.3m伊9m，教室辦公室尺寸為3.6m伊6m。天正建筑軟件可以幫助我們快速合理地確定平面功能方案。

1.2數字建筑的第二種實踐探究：等距重復

連續的韻律，以一種或幾種要素連續、重復排列而形成，各要素之間保持恒定的距離和關系，可以無休止地連綿延長[1]。這些要素可以是立面中的窗洞、構件、幕墻劃分的材質、色彩、形狀、體塊等等。元素的相似性、間距的規律性、邏輯性形成韻律。同一式樣的窗洞規律性地等距重復帶來優雅干練、簡潔明快的審美體驗，但形式的美丑取決于虛實和窗洞的比例、對細部的把控。柱廊的重復讓人感到單調而枯燥，可以在細部上增加少量的變化，打破這種呆板沉悶，同時又能保持整體的均衡統一，在重復的節奏感中又有使人眼前一亮的閃光點。把窗洞和柱廊組合利用，使立面的重復引人入勝。在設計實踐中，為了形成更為豐富的視覺效果，往往通過相似元素的交錯排列。錯動韻律的“度”需要靠建筑師的“眼力”來把握。元素的間隔、虛實比例、元素的密度、元素的變化程度等等都會影響設計的視覺體驗。設計中，相似元素過少重復難以形成韻律，過多地重復又顯得單調呆板；相似元素在重復中可以錯動變化，但過大的變化會顯得突兀而沒有邏輯性，無法形成統一均衡的構圖。

2數字技術創造新的建筑原則

2.1數字技術的第一種建筑原則：折疊

折疊是建筑的構成面生成折疊后所圍合的建筑空間，即折疊生成建筑空間。折疊空間分為兩種表現形式，一種是圍合空間的所有建筑構成面都處于折疊的狀態，折疊的形式圍合成建筑空間。另一種是建筑的表皮處于折疊的狀態，而內部的樓板、地板、分隔墻等均為傳統的空間體系[2]。亨利•考伯就思考并應用過折疊這一策略。考伯設計的約翰•漢考克大廈的立面就被平滑融入到某個連續表面中，以致于大廈通過鏡像而不是模仿在周圍環境中隱形。開發商要求的大片波紋板的尺寸和建造大廈玻璃表皮的經濟需要，都排除了復制現有環境的潛在可能。折疊成為一種處理技巧，一種大型均質表面在保持連續性的同時用來產生變化的技巧。在漢考克大廈中，考伯通過復雜的折疊操作，使這棟建筑的表面衍射和反射了周圍的環境，這樣也讓這座建筑消失于環境之中。對于考伯來說，折疊不會形成單純模仿環境的“裝飾性遮蔽物”或“建筑紙板”效果，而會形成某種對鄰近獨特環境的閃動反射效果，并因而讓表面產生漫射效果。

2.2數字技術的第二種建筑原則：變形

建筑形式的“變形”借助的是與偶然因素之間的臨時形態聯系來實現。這種臨時性聯系，即關聯（affilication），是“變形”產生的最重要要素。通過“關聯”，建筑將會與當代社會的各種復雜狀況之間建立聯系并產生“變形”。“關聯”關系是一種臨時性在場聯系，是一些場地中或者更大范圍的環境中已存在的間接偶然聯系。“關聯”關系在建筑設計中的應用將會重新配置環境，并形成環境與建筑之間的新關系[3]。在我們的設計中經常遇到的情況是：第一，建筑師們會考慮場地環境這個首要因素，例如場地形狀、場地周圍的環境特征、細部處理以及材料特點；第二，建筑師會綜合考慮上述因素，并充分利用形成新的設計語言。然而，建筑師們探討的各種要素并不是我們所說的關聯關系，它是統領整個設計過程由建筑師預先設定好的秩序原則，往往使周圍一些細小而瑣碎的因素服從于這一大的設計原則，如地形特點和場所歷史文脈、所處地段風格。這種變形往往形成“形而上學”的設計形象，不能輕松、靈活、巧妙地融入其他的設計因素，使建筑形象僵化、死板、沒有人情味，不能因地制宜、與周圍的環境特點產生新鮮有趣的關聯聯系，同時也缺少變化，不能與置身其中的體驗者形成對話。真正合理有趣的建筑變形，應該充分利用地塊環境的各種要素，因地制宜，使布置在其中的建筑合乎邏輯，常規而不突兀。它不是由某一種獨立要素統治全局，而是由各個不同的因素共同發揮作用，是綜合考慮與權衡后的產物。

2.3數字技術的第三種建筑原則：平滑混合

在處理建筑“變形”問題時，處理原則之一便是在建筑中引入外部因素或次要因素，以便制造各種偶然性的效果。在這個過程中，我們除了可以采用在建筑中制造沖突、斷裂或矛盾的方式，我們利用數字技術又多了另一種選擇，那就是在建筑中建立柔性的平滑效果，也就是說，如何在建筑中建立一種包含各種差異的柔性平滑系統。建筑中的“平滑混合”具備兩個特征：其一是“平滑混合”是由建筑之中甚至周圍環境的各個無關而獨立的因素構成，其二是這些濃度不同的因素會由某個同時同種施加到它們身上的外力來進行“混合”。各個元素的混合，不是強行穿插或硬性碰撞的，也不是簡單粗暴的包含關系，而是一種溫和而有條理地疊加，各種因素相互吸引、漸進融合的結果。這樣井井有條的混合，可以創造出充滿秩序感和尺度感的形象，所有的變化都會顯得親切而具有吸引力。蓋里和劉易斯合作設計的劉易斯別墅（1992）也是從不同的彈性形態演變而來。這類形式的幾何體都是柔性的，并根據長度提供相應的平滑的曲線變形。這類形式不僅符合功能、結構和環境方面的要求，同時，這類形式還能適應場地的輪廓和環境。柔性形態中大量運用曲線來進行建筑創作，打破了直線中規中矩，一成不變的審美體驗。曲線的創作不是毫無邏輯與章法地隨意發揮，而是根據文化和環境因素作用而來。扎哈哈迪德厭倦使用一成不變的直角和直線，善于運用曲線和弧面，多使用鋼筋混凝土結構體系。她大膽運用幾何和流線型體塊，打破了僵化死板的建筑傳統。那些流線型的空間和光猶如天外之物，吸引了許多人的眼球。曲線的穿插利用，賦予了建筑未來感和時尚感，為空間注入了藝術氣息，使整個區域都活躍而靈動起來。在旋轉樓梯和天臺上運用曲線，與周圍方正板直的建筑形成對比，使整個城市都生機勃勃。利用曲線造型使建筑與空間相互交融，創造了新的公共建筑外觀形象，大膽運用曲線，打破建筑沉悶死板的氛圍。在商場前的開闊場地上設置曲線的階梯，可以流暢引導人們的購物動線，使商場造型成為設計亮點。在整個商場內設置曲線的樓梯，就像是一個流動的空間，一條靈動的線條，為購物者帶來充滿變化的動感體驗。

3結語

數字技術在信息化時代越來越普及，建筑師們應該站在時代的前列，敏銳地把握新興事物，大膽運用先進的科學技術來進行建筑設計創新實踐，為建筑設計實踐提供更多充滿新鮮感和時代氣息的可能性。

參考文獻：

[1]彭一剛.建筑空間組合論[M].北京.中國建筑工業出版社.2008.

[2]蘇騰飛.建筑折疊空間設計手法.豆丁網.2006（7）.

[3]劉先覺.現代建筑理論：建筑結合人文科學與技術科學的新成就[M].北京.中國建筑工業出版社，2008.

作者：馬晶 單位：云南省建筑材料科學研究設計院有限公司