建筑曾經(jīng)被看作是物質(zhì)化了的草圖，而現(xiàn)在，這種觀點正逐漸被物質(zhì)化了的數(shù)字信息所代替。新世紀以來，參數(shù)化設(shè)計越來越多的借用其他學(xué)科的研究成果，例如“遺傳算法”“群體智能”“機器智能”等來進行設(shè)計方案的生成以及優(yōu)化。參數(shù)化設(shè)計真正開始成為一種潮流并被一大批先鋒建筑師，理論學(xué)家研究、推廣、應(yīng)用。如哈佛大學(xué)的Kostas利用“形式語法”來構(gòu)建基于語言邏輯結(jié)構(gòu)的建筑自生成系統(tǒng)[1]，Schoch Odio 和 Paul Coates 等利用元胞自動機與遺傳算法等工具來構(gòu)建生成系統(tǒng)，UN Studio， B.I.G， Zaha Hadid等事務(wù)所也開展了相關(guān)的實踐活動，并有一批建成作品出現(xiàn)。OMA事務(wù)所與ARUP工程咨詢公司在CCTV新址的設(shè)計中，利用力學(xué)分析結(jié)果來建構(gòu)其外表皮。諾曼·福斯特在倫敦市政廳的設(shè)計中依據(jù)光照確定建筑體形態(tài)等。由此可見，參數(shù)化設(shè)計為建筑形態(tài)的創(chuàng)作生成提供了一種新的概念與手段。

形體的生成需要邏輯的設(shè)置與參數(shù)的輸入，“參數(shù)化設(shè)計”這一隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展而出現(xiàn)的新型設(shè)計手段，為形態(tài)生成理論的發(fā)展以及其設(shè)計思想的實踐提供了切實有效的技術(shù)保障以及實現(xiàn)平臺。從20世紀50年代在美國誕生第一臺計算機繪圖系統(tǒng)開始，得益于光柵掃描顯示技術(shù)（CRT）和鼠標等圖形輸入技術(shù)的發(fā)展，從90年代初開始，計算機逐漸取代圖板和丁字尺。成為建筑師推敲和調(diào)整設(shè)計方案的主要工具，宣告計算機在設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用進入了輔助繪圖（Computer Aided Drawing）階段。雖然這一時期的計算機輔助設(shè)計程序主要被應(yīng)用于繪圖和表達[2]?？墒牵瑥V義的參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)出現(xiàn)。即：在圖形繪制以及修改過程中，所進行的操作不外乎是對繪圖程序底層的數(shù)據(jù)進行操作與修改，并借與其程序的關(guān)聯(lián)性對圖形其他部分進行響應(yīng)，最終反映在程序表層的用戶界面，達到繪圖、修改、調(diào)整的目的。這是一種單項約束的參數(shù)化過程，即“輸入-反饋”模式。

新技術(shù)的發(fā)展必然會促進新方法的出現(xiàn)。到了本世紀初，一種更為先進的計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design）開始出現(xiàn)，這種設(shè)計方法旨在通過定義物體之間的邏輯關(guān)系，由用戶在輸入變量與輸出之間建立聯(lián)系，從而定義最終結(jié)果對輸入?yún)?shù)的響應(yīng)邏輯，進而影響最終設(shè)計。這種方法關(guān)注的是事物之間的邏輯聯(lián)系而非具體形式，將設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)變量化的同時建立起相互間的約束，是一種多維的參數(shù)化過程，其工作模式可抽象為（輸入-邏輯作用-反饋），當今語境下的“參數(shù)化設(shè)計”多指與此。

哈佛大學(xué)的Kostas在《Algorithmic Architecture》一書中基于建筑自組織邏輯提出了建筑生成“語法”[3]，他認為，“算法”在某種程度上來說就是一種語言結(jié)構(gòu)。一種生成語法就好似一種語言，有其獨特的架構(gòu)并具備可延展性、自生性與靈活性。建筑作為生成活動的主體，自然具有這種特性。通過將設(shè)計中的問題細分再細分，并將其以一定的結(jié)構(gòu)重新組合起來，最后在這個框架下對建筑生成的不同可能性做出多種推演，從而彌補人腦在這一方面的不足，最終在推演出的各種結(jié)果之間選取更加符合主觀期待或者客觀要求的一個解進行實施。Kostas認為這種全新的設(shè)計體系可以一勞永逸地解決建筑設(shè)計在“形式”和“邏輯”之間的矛盾。

Patrik Schumacher（Zaha Hadid事務(wù)所合伙人）在《參數(shù)化主義-參數(shù)化范式和新風格的形成》（Parametricism – The Parametric Paradigm and the Formation of a New Style）中以尼克拉斯·盧曼的社會學(xué)理論為基礎(chǔ)，辨析了建筑學(xué)中時代性風格和其所屬時代的社會經(jīng)濟背景之間的對應(yīng)關(guān)系，并且提出參數(shù)化主義將成為繼四大時代性的風格-文藝復(fù)興、巴洛克、新古典主義、現(xiàn)代主義之后的第五種，并且屬于21世紀的時代性風格。[4]

牛津布魯克斯大學(xué)的GO Kawakita提出了基于Ecotect的響應(yīng)式立面設(shè)計系統(tǒng)（Responsive Facade Design System），其系統(tǒng)以遺傳算法為優(yōu)化選擇方法，采用Lua語言編程，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)取樣點的照度值選擇相適應(yīng)的立面窗形式，通過對不同取樣點的權(quán)重值設(shè)定來完成使用需求對程序選擇的反作用，實現(xiàn)光環(huán)境數(shù)據(jù)對建筑開窗位置和數(shù)量的控制[5]。

與此同時，國內(nèi)外的設(shè)計機構(gòu)也開展了許多基于環(huán)境影響的建筑形態(tài)生成的設(shè)計實踐。

由Gensler設(shè)計，同濟設(shè)計院進行配合的上海中心（Shanghai Tower）位于上海市陸家嘴核心商務(wù)區(qū)，是上海浦東新區(qū)的新地標。其表面為非標準曲面，以圓角三角形為基礎(chǔ)的形狀單元螺旋上升。在設(shè)計過程中運用了動態(tài)數(shù)據(jù)圖表對樓層的層高，單層面積設(shè)置以及房間排布進行了優(yōu)化設(shè)計，并且依據(jù)風荷載模擬分析優(yōu)化樓層旋轉(zhuǎn)角度。其雙層表皮之間的連接部分運用BIM平臺進行參數(shù)化設(shè)計以保證設(shè)計過程中的信息暢通。

由B.I.G.事務(wù)所設(shè)計的哈薩克斯坦阿斯塔納國家圖書館方案中，運用Ecotect分析所得出的網(wǎng)格日照數(shù)據(jù)進行開窗位置和大小的確定。

可以發(fā)現(xiàn)，基于環(huán)境生態(tài)性能的建筑形態(tài)生成方法已成為國內(nèi)外建筑生成方法研究的前沿熱點。國外在這一領(lǐng)域多為研究性的探索，圍繞日照輻射，光環(huán)境和風環(huán)境，通過定量與定性相結(jié)合的方法來探討建筑形態(tài)生成過程。同時以參數(shù)化編程平臺，生態(tài)性能模擬平臺，第三方信息交互平臺為基礎(chǔ)，通過參數(shù)化二次編程技術(shù)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳遞與響應(yīng)和設(shè)計方案的生成。這些研究與探索很好的討論了參數(shù)化設(shè)計手段與建筑生態(tài)性能模擬相結(jié)合的可能性，但是仍然存在著實驗邏輯較為簡單，實驗條件過于理想，設(shè)計流程缺乏整體性這三方面的局限。沒有形成具有實際推廣意義的設(shè)計方法框架，而且缺乏多種環(huán)境影響因子共同作用情況之下的相關(guān)研究。

注釋：

[1]Kostas Terzidis. Algorithmic Architectur[M]e. Architectural Press， 2006： 73

[2] Boddy R C，Wetherill M. Computer integrated construction： A review and proposals for future direction[J]. Advances in Engineering Software， 2007， 38（10）： 677-687.

[3]Kostas Terzidis. Algorithmic Architecture[M]. Architectural Press 2006： 73

[4]Patrik·Schumacher. Parametricism. 時代建筑[M]， 2012： 22-37

[5]韓昀松. 基于日照與風環(huán)境影響的建筑形態(tài)生成方法研究： [D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文， 2012：4-5