文／梁變鳳 太原理工大學(xué)建筑學(xué)院 副教授

杜欣格 太原理工大學(xué)建筑學(xué)院 碩士研究生

王金平 太原理工大學(xué)建筑學(xué)院 教 授

徐 強(qiáng) 太原理工大學(xué)建筑學(xué)院 副教授

1 研究前提及背景概述

1.1 垃圾（包含建筑垃圾）產(chǎn)生的問(wèn)題

目前，垃圾在世界各地的快速增長(zhǎng)已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，特別是在東亞其他地區(qū)和澳大利亞。垃圾的產(chǎn)生不僅影響了環(huán)境，占據(jù)了大量的土地空間，還導(dǎo)致了疾病的傳播，這對(duì)社會(huì)十分有害。因此，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，正在積極采取措施對(duì)垃圾降解和再利用。為了節(jié)約成本，甚至建筑垃圾的回收率也同樣非常高。在我國(guó)，還存在著建筑垃圾可以隨意堆放或掩埋的情況，這對(duì)周圍的水資源造成了極大的危害，同樣的危害也包括空氣環(huán)境和土壤環(huán)境。建筑會(huì)誕生、成長(zhǎng)，但不會(huì)消亡，這是建筑垃圾存在于我們生活當(dāng)中的根本原因。

從圖1 所示的當(dāng)下社會(huì)建筑的“一生”來(lái)看，從夯實(shí)地基到鋼筋鐵骨的安裝，再到混凝土的澆筑、華麗立面的完成，一座座現(xiàn)代化摩天大樓落成交付使用，使用的過(guò)程或許持續(xù)70 年，而更多的時(shí)候不足50 年，一方面是建筑材料的老化導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，更多的是建筑的更新?lián)Q代速度過(guò)于快速，使得建筑往往達(dá)不到使用年限便棄之不用，出現(xiàn)了一片又一片的“鬼城”；另一方面，是機(jī)械化的暴力拆除與人工的拆除，直至大廈變成了一攤建筑垃圾及其帶來(lái)的后續(xù)垃圾難以處理等諸多問(wèn)題。

1.2 關(guān)于垃圾整體的數(shù)據(jù)整理

根據(jù)世界各國(guó)匯總的垃圾總量數(shù)據(jù)，2016 年為20 億噸（圖2），數(shù)據(jù)模型預(yù)測(cè)到2030 年垃圾總量將達(dá)到30 億噸，而到2050 年將達(dá)到35 億噸，這一數(shù)量之巨大讓人不禁感嘆垃圾存在于我們身邊的各個(gè)地方，如果不加以處理，世界將會(huì)出現(xiàn)諸多不可預(yù)測(cè)的可怕變化。在這種情況下，可降解材料領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生①。

而各大洲（或大區(qū)）對(duì)世界垃圾總量的“貢獻(xiàn)”也不同（圖2），較為落后的中東、非洲國(guó)家，每人每天產(chǎn)生的垃圾大概在0.5kg 左右，而在拉丁美洲、北美、南亞、歐洲和中亞地區(qū)，每人每天產(chǎn)生的垃圾量大概在0.5 ～1kg 左右，最為嚴(yán)重的地區(qū)為東亞和澳大利亞，人均每天產(chǎn)生的垃圾可以達(dá)到2.5kg，成為了垃圾產(chǎn)生的“震中”地區(qū)。

各大區(qū)每年產(chǎn)生的垃圾總量也均逐年遞增，甚至在非洲大部分地區(qū)、南亞地區(qū)出現(xiàn)成倍增長(zhǎng)的趨勢(shì)（圖2），垃圾降解、新材料的研發(fā)將刻不容緩。

圖2 當(dāng)下世界各大洲垃圾產(chǎn)生的數(shù)量以及趨勢(shì)

1.3 建筑垃圾產(chǎn)生的方式

城市一旦消亡，就會(huì)被遺棄或摧毀，但現(xiàn)代建筑材料是不可持續(xù)的。不像傳統(tǒng)的中國(guó)建筑，它有新陳代謝和死亡的過(guò)程（木材的特性導(dǎo)致）。

無(wú)法更新的現(xiàn)代城市將成為未來(lái)的建筑垃圾場(chǎng)。最終，這些廢墟文明將成為隱藏在自然環(huán)境中的廢墟。如果我們能利用新的建筑材料讓建筑自然死亡，那么建筑的自然死亡在一定的時(shí)間內(nèi)將不會(huì)產(chǎn)生任何剩余的建筑垃圾，城市的活力和生活將會(huì)更加持久，城市的更新將會(huì)更加優(yōu)化。

城市中建筑的消亡一般存在兩種形式：第一種：被戰(zhàn)爭(zhēng)摧毀。由于戰(zhàn)爭(zhēng)、自然變化、政治、經(jīng)濟(jì)和其他因素，人們最終放棄這座城市。例如戰(zhàn)火常年燃燒的中東地區(qū)，大量建筑廢墟里的建筑垃圾在風(fēng)沙中暴露。第二種：放棄城市的原因可能是人類文明中產(chǎn)生的一些天災(zāi)人禍導(dǎo)致。例如切爾諾貝利核電站事故造就的“鬼城”，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的建筑被遺棄成為廢墟（圖3）。

圖3 建筑消亡的兩種方式

城市從誕生的那一刻開(kāi)始，就要開(kāi)始衰落，這只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題。當(dāng)城市的衰落開(kāi)始了，人口開(kāi)始銳減，大量的建筑物進(jìn)入無(wú)人居住的荒蕪之境。最終，大量的空置城市形成。

城市一旦消亡，就會(huì)被廢棄或摧毀，但現(xiàn)代建筑材料大都是不可持續(xù)的。不像傳統(tǒng)的中國(guó)建筑，它經(jīng)歷著新陳代謝和死亡，無(wú)法更新的城市將成為未來(lái)的垃圾場(chǎng)，最終，這些廢墟文明將成為隱藏在自然環(huán)境中的廢墟。如果未來(lái)我們能讓建筑自然死亡，在一定的時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有任何剩余的垃圾，城市的活力和生活將會(huì)更加持久。

1.4 垃圾的分類和篩選

筆者按比例列出世界上常見(jiàn)的垃圾類型，發(fā)現(xiàn)比例越大，垃圾輸出越多。此外，目前的垃圾類型被重新劃分為六類，包括玻璃、塑料和其他工業(yè)合成垃圾（定義為極端難降解的分類）。將廚房垃圾分為六類，我們選擇其中四類進(jìn)行了測(cè)試和模擬。

如圖4 所示，其中有41%的垃圾是玻璃制品、塑料制品以及其他難以降解的材料制品，它們的自然降解年限往往超過(guò)500 年，屬于極難降解的材料；其中4%的垃圾是金屬制品，它們屬于很難自然降解的材料，往往都超過(guò)200 年；2%的垃圾是橡膠制品，其自然降解年限在80 年左右；木制品也占了2%的比例，自然降解年限在15 年上下；紙制品的降解一般在4 個(gè)月左右，比較短，也占據(jù)了17%的垃圾總量；占比最大的是我們?nèi)粘Ｉ钪忻撾x不開(kāi)的廚余垃圾，占比為44%，自然降解的年限在3 個(gè)月左右，是自然降解速度最快的一類垃圾。試想若我們可以合理地利用這部分廚余垃圾，將之變廢為寶，既可以處理大量的垃圾，也可以產(chǎn)生極易降解的建筑材料。

圖4 垃圾的分類和篩選

筆者繼續(xù)將廚余垃圾細(xì)分為常見(jiàn)的6類垃圾，分別為：廢棄的果殼谷殼（廚房垃圾谷殼片，不易使用到新材料中，容易被分解）、廢棄的蔬菜（廚房垃圾蔬菜，不容易使用到新材料中，不易收集）、剩余的谷物和果皮（果皮垃圾，使用方便，易分解）、蛋殼和動(dòng)物骨頭（蛋殼骨垃圾，易收集，可分解），以此來(lái)看，果皮和蛋殼骨垃圾可以成為新材料的原材料是有理可依的。

根據(jù)兩例人工骨、蛋殼復(fù)合材料和蘑菇菌絲體生物磚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了上述假設(shè)，建筑本身可以有自己的生命，即選用建筑材料時(shí)使用自然可降解材料，而不是不可降解的材料，如鋼筋混凝土。

（1）現(xiàn)代的“骸骨”之城

骨骼中蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的比例幾乎是一樣的。礦物質(zhì)可以使骨骼堅(jiān)硬，蛋白質(zhì)可以使骨頭堅(jiān)硬。在劍橋大學(xué)的生物工程專業(yè)學(xué)院，Michelle Oyen博士正在她的實(shí)驗(yàn)室中探索制造人造化合物的方法，比如骨骼和蛋殼。一旦成功，這種化合物就可以作為一種全新的建筑材料，組合使用與自然形成的動(dòng)物膠原蛋白，形成一個(gè)網(wǎng)格，而這個(gè)網(wǎng)格會(huì)比傳統(tǒng)動(dòng)物骨骼更為堅(jiān)固，并可作為一種節(jié)能建筑材料，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的效果。

Michelle Oyen 博士作為研究的領(lǐng)導(dǎo)人，掌管著生產(chǎn)人造骨頭和蛋殼樣品的實(shí)驗(yàn)室。Michelle Oyen 博士和她的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：如果將膠原蛋白制造的骨頭和蛋殼混合起來(lái)，就會(huì)得到一種“晶格型結(jié)構(gòu)（attice-type structure）”，這種結(jié)構(gòu)比單純的人造骨頭或蛋殼更強(qiáng)。此外，這個(gè)團(tuán)隊(duì)還嘗試了利用合成蛋白和高分子聚合物來(lái)替換天然膠原蛋白，這對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)新材料或進(jìn)一步提升強(qiáng)度也是有幫助的②。

人造骨頭和蛋殼可以在正常室溫下利用動(dòng)物界中被大量拋棄的膠原蛋白制造出來(lái)，不僅如此，把整個(gè)制造過(guò)程規(guī)?；杂糜诖罅可a(chǎn)也并不難。

（2）真菌類生物磚

這種生物磚（圖5）它可以生長(zhǎng)成輕而堅(jiān)固的磚，并且發(fā)揮的作用與普通建筑用磚相同。具體的方法是將蘑菇菌絲體與干草混合，谷殼和其他農(nóng)業(yè)廢料（例如之前提到的果皮），倒進(jìn)他們?cè)O(shè)置好的模具，等待幾天，然后就會(huì)得到堅(jiān)固耐用、輕巧環(huán)保、極易于自然降解的生物降解磚。這種生物磚屬于耐火材料，而且不易發(fā)霉，而且它是一種輕質(zhì)、可生長(zhǎng)、可再生和可降解的環(huán)保新材料。它可以取代塑料領(lǐng)域中的塑料包裝、建筑材料等。

圖5 生物磚具體培育流程

2 類型演化與分析

2.1 模擬插件以及試驗(yàn)介紹

2.1.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)以及使用的插件

建筑的形體表現(xiàn)是存在各層次聯(lián)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間化的版本，其中的各個(gè)部分之間發(fā)生著無(wú)數(shù)復(fù)雜的數(shù)字化聯(lián)系，如何在一開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候就對(duì)這些聯(lián)系進(jìn)行合理的預(yù)期，然后對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程本身進(jìn)行設(shè)計(jì)是當(dāng)代建筑師所面對(duì)的課題，而建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)正是對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的合理化努力中產(chǎn)生的數(shù)字化設(shè)計(jì)手段[1]。這也是筆者此次設(shè)計(jì)需要涉及的設(shè)計(jì)手段。

“參數(shù)化設(shè)計(jì)的結(jié)果往往是一個(gè)對(duì)幾何形體的過(guò)程化的算法描述，在馬克.諾瓦克的‘算法奇現(xiàn)’里建立起了‘現(xiàn)實(shí)中互不關(guān)聯(lián)但是為無(wú)數(shù)變量所約束的數(shù)學(xué)模型與生成過(guò)程……每個(gè)變量與過(guò)程如同一個(gè)特定的插槽一樣對(duì)應(yīng)于一種外力影響下的形體，這種對(duì)應(yīng)既是統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的也是動(dòng)態(tài)的’③。在諾瓦克的探索中，他將從前對(duì)物體形態(tài)操作上的關(guān)注漸漸轉(zhuǎn)移到對(duì)于關(guān)系、范疇、級(jí)別更高的量度乃至曲面空間的操作上來(lái)。由此可知，參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法并不是要去預(yù)示一種恒態(tài)的形體，而是如布里演示的那樣，去創(chuàng)造一種‘同質(zhì)異形體’——具有并不恒定的空間或拓?fù)涿枋龅珔s具有恒態(tài)的特征?！盵2]

此次設(shè)計(jì)使用的插件有根據(jù)雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（BESO）的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)插件，使用者可根據(jù)設(shè)計(jì)需要將機(jī)械等邊界條件應(yīng)用于初始設(shè)計(jì)區(qū)域，并通過(guò)軟件計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)區(qū)域會(huì)演變成變形蟲(chóng)（阿米巴原蟲(chóng)）的各種形狀，最終得到合理的傳力和仿生形狀。

所以我們想通過(guò)蛋殼的實(shí)際實(shí)驗(yàn)和插件算法模擬蛋殼形態(tài)的過(guò)程，驗(yàn)證插件與蛋殼降解模擬的相關(guān)性。利用插件不同母體形態(tài)獲得不同條件下的模擬結(jié)果——“小單體”空間，并對(duì)其采光、通風(fēng)、流動(dòng)性和私密性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1.2 蛋殼試驗(yàn)及其算法模擬

我們通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行蛋殼與酸浸時(shí)，大量的氣泡出現(xiàn)在蛋殼表面，然后同類型缺口出現(xiàn)，緊接著蛋殼變軟，在微觀層面上，有一定相關(guān)的形態(tài)學(xué)變化，可以用模擬算法來(lái)進(jìn)行建筑模型的構(gòu)想塑造。

將部分蛋殼切斷，進(jìn)行荷載實(shí)驗(yàn)。結(jié)合對(duì)蛋殼承載的插件仿真實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)算法中蛋殼碎裂的形狀和形狀變化的形狀均為三角形。

在算法仿真中，以矩形、殼形和三角形為母形（圖6 上），以不同支座和不同受力組合為條件，進(jìn)行形狀仿真，選取相同狀態(tài)下不同迭代的仿真結(jié)果（圖6 下），最后，根據(jù)所得到的空間對(duì)特征進(jìn)行了分析，所得空間形態(tài)的改變結(jié)果會(huì)在后面展示。

圖6 以三種形體為基礎(chǔ)的模擬試驗(yàn)

2.2 所選基地概述以及Revit 建模

2.2.1 基地選址原因

所選基地位于上海市靜安區(qū)寶昌路與寶源路交匯處，周圍的地區(qū)是城市中典型的城中村，生活和環(huán)境都存在著很大的問(wèn)題。

通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用褡》啃枨蟮姆治觯贸隽巳走m應(yīng)性住房類型，形成了三套獨(dú)立的低層住宅建筑。建筑材料是之前所設(shè)想的材料，不同的功能空間在房屋類型中對(duì)應(yīng)著前一種“小單體”空間的特點(diǎn)，用阿米巴插件通過(guò)模擬建筑自身的新陳代謝，從而來(lái)模擬未來(lái)70 年的三種建筑的形狀，通過(guò)對(duì)最終形態(tài)面積和私密性分析，得出幾十年后的建筑形態(tài)已經(jīng)不適合居住的結(jié)論。

基地區(qū)以寶山路為界。寶昌路片區(qū)是上海典型城中村的代表，有大量的移民和許多老上海人，居住環(huán)境差、居住面積小、亂建現(xiàn)象嚴(yán)重、建筑改造率也高。

2.2.2 Revit 建模

利用Revit 建立以三種不同人群為前提的三套不同的戶型所構(gòu)成的建筑樓體。A 類型戶型包括3個(gè)臥室、2 個(gè)衛(wèi)生間、一個(gè)客廳和廚房，針對(duì)的是家中有老人的住戶，可以滿足兩世同堂甚至三世同堂家庭的居住需求；B 類型戶型是標(biāo)準(zhǔn)的兩室一廳的安排，針對(duì)的是三口之家的一般家庭單位設(shè)置；C 類型是出租型戶型，針對(duì)外來(lái)工作、上學(xué)等流動(dòng)人群設(shè)置，包括2 間臥室，1 間廁所和1 個(gè)廚房。

3 樓體降解模擬的過(guò)程

3.1 第一階段（住宅階段）

第一年，寶山路所在的村莊是上海市一個(gè)混亂、復(fù)雜、熙熙攘攘的角落。這座城市正在迅速發(fā)展，周圍是高端住宅區(qū)和繁華的商業(yè)中心。這里的景色與整個(gè)城市的景色不協(xié)調(diào)，房屋古老低矮、辦公樓外觀單一破舊、店鋪凌亂零散。低收入人群從事普通工作，他們的需求是不同的，但是他們都有信心去爭(zhēng)取更好的生活。我們的建筑，在這個(gè)復(fù)雜的區(qū)域，承擔(dān)著住房的任務(wù)，為不同的人群提供不同的空間需求。在這個(gè)平凡的年代、平凡的地方給這些平凡的人一個(gè)不平凡的家，使命雖小但偉大。

3.2 第二階段（住宅階段結(jié)束后的自我降解過(guò)程）

70 年來(lái)，城中村經(jīng)歷了拆遷和新建。許多建筑面臨老舊問(wèn)題，有一小部分正在被拆除。一些現(xiàn)代建筑出現(xiàn)在這個(gè)曾經(jīng)的老地方。在拆建過(guò)程中，建筑的自我降解代謝空間有了很大的變化，分區(qū)在建筑物內(nèi)已經(jīng)消失了，墻的承載也是一個(gè)問(wèn)題，建筑失去了原有的居住價(jià)值，這時(shí)便體現(xiàn)了其交替的使命，在接下來(lái)的三十年中，建筑將繼續(xù)自我代謝，建設(shè)將進(jìn)行人工干預(yù)，建設(shè)菌絲體的生物磚，從而創(chuàng)建新的建筑使命。

如圖7 所示，在70 年使用年限過(guò)后，樓體無(wú)須拆除，只需多年材料的自我降解便可以形成新的建筑形體，并且在一定的人為改造后便可以重新投入使用，賦予它新的功能使命，完全不會(huì)產(chǎn)生多余的建筑垃圾。雖然有一些結(jié)構(gòu)的部分缺失，但是它依舊可以行使其他的建筑功能。

圖7 第二階段建筑的降解展示

3.3 第三階段（商業(yè)模式的展開(kāi)）

在第100 年，現(xiàn)代化的城市已經(jīng)飽和。城市中沒(méi)有了從前村莊的跡象，這里熙熙攘攘，繁榮昌盛。

這個(gè)時(shí)代迎來(lái)了建筑的又一次重生，將菌絲體生物磚建筑與三個(gè)獨(dú)立的個(gè)體結(jié)合在一起，形成一個(gè)整體，成為一個(gè)充滿活力的商業(yè)中心。樓體自然降解形成的完全開(kāi)放的第一層空間和漫游的商業(yè)流線是一種對(duì)舊時(shí)代的懷舊，也是符合時(shí)代要求的混合產(chǎn)業(yè)分布，這是一種全新的建筑使命的詮釋（圖8）。

圖8 第三階段商業(yè)內(nèi)部效果展示

商業(yè)空間一層迎合了當(dāng)?shù)亓闶凵虡I(yè)模式和當(dāng)?shù)鼐用窬裆畹男枨螅纬闪司€下活動(dòng)場(chǎng)所與跳蚤市場(chǎng)相結(jié)合的商業(yè)形態(tài)。建筑位于道路十字路口，北側(cè)和東側(cè)向城市完全開(kāi)放，增強(qiáng)了人們活動(dòng)的自由，改善了商業(yè)氛圍。

3.4 第四階段（商業(yè)模式結(jié)束后的繼續(xù)降解）

在200 年的發(fā)展之后，自我新陳代謝的高層建筑開(kāi)始在城市中出現(xiàn)，現(xiàn)代建筑已經(jīng)成為老建筑。建筑在自我更新和新陳代謝的過(guò)程中形成了巨大的支柱骨架結(jié)構(gòu)，菌絲體生物磚已經(jīng)自我降解殆盡。它在社會(huì)的快速發(fā)展過(guò)程中已成為一個(gè)社區(qū)的避風(fēng)港，這個(gè)區(qū)域內(nèi)靜靜地躺著過(guò)去的生活和記憶里發(fā)生的故事，它逐漸成為一個(gè)具有儀式感的紀(jì)念性建筑，成為一個(gè)地區(qū)內(nèi)的紀(jì)念碑，承載著過(guò)去百年的人們的記憶和經(jīng)歷，在快節(jié)奏的現(xiàn)在社會(huì)中成為不可獲缺的心靈凈化所。

如圖9 所示，它在數(shù)百年的降解過(guò)程中，變成了沒(méi)有承載功能的紀(jì)念碑，給予人們難得的緬懷過(guò)去的機(jī)會(huì)，這是這個(gè)時(shí)代不可或缺的。

圖9 第四階段紀(jì)念建筑效果展示

3.5 第五階段（降解完成）

在第300 年，城市的所有建筑都能夠自我更新和新陳代謝。我們的建筑最終會(huì)降解退化，不留痕跡，這就完成了我們起初設(shè)定的目標(biāo)。

建筑的一生（圖10）從起初的住宅樓逐漸變?yōu)樯虡I(yè)建筑，最終變?yōu)榫哂屑o(jì)念意義的紀(jì)念碑廊，建筑的功能隨著時(shí)間變化，并且在最后不產(chǎn)生任何建筑垃圾，這就是我們所構(gòu)想的未來(lái)建筑材料的自我代謝。在這種模型中，建筑不再是嚴(yán)格的垂直與水平，可受環(huán)境力影響而變形的表皮、拓?fù)鋵?shí)體、進(jìn)化算法等手段體現(xiàn)著時(shí)間因素在建筑設(shè)計(jì)中所起到的作用[3]。

圖10 建筑的一生效果展示

4 利用BIM 建模概述的優(yōu)點(diǎn)

BIM建模是當(dāng)下建筑從業(yè)者都積極追尋的，因?yàn)槠浔憬莸男问胶透咝У墓ぷ餍适俏覀兯J(rèn)可的，它的存在可以幫助我們進(jìn)行精細(xì)化建筑設(shè)計(jì)，也可以讓我們腦洞大開(kāi)，利用BIM 技術(shù)來(lái)完成人們腦海中的構(gòu)想，它有很多的優(yōu)點(diǎn)。

4.1 可視化建筑模型

BIM 軟件所建立的3D 立體模型即為設(shè)計(jì)結(jié)果，若需要各種平立面圖、3D 模型或其他圖說(shuō)，都可以由BIM 模型產(chǎn)出，也因?yàn)楦鲌D說(shuō)皆是由同一個(gè)模型產(chǎn)出，其圖說(shuō)都是相互關(guān)聯(lián)的，在任何視圖上對(duì)模型做更改，馬上可以在不同視圖相關(guān)聯(lián)的地方做連動(dòng)，也因?yàn)槭?D立體模型呈現(xiàn)，各階段工程人員可以更容易了解其設(shè)計(jì)。

4.2 雙向關(guān)聯(lián)的面向?qū)ο?/h3>

BIM 軟件通過(guò)參數(shù)關(guān)聯(lián)的技術(shù)進(jìn)行3D 建模，模型中，所有的構(gòu)件都存在著關(guān)聯(lián)，牽一發(fā)而動(dòng)全身。

4.3 整合式相關(guān)信息

在BIM 模型中，有關(guān)建筑工程所有基本對(duì)象的相關(guān)參數(shù)都存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4.4 貫穿整個(gè)生命周期

（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)：利用三維模型的技術(shù)和詳細(xì)信息，進(jìn)行設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、體積分析、傳熱分析、干涉碰撞等設(shè)計(jì)分析，在三維模型的基礎(chǔ)上增加時(shí)間，模擬施工順序并納入造價(jià)預(yù)算，成為造價(jià)估算的5D 模型，使業(yè)主了解整個(gè)項(xiàng)目的需求和預(yù)算。

（2）承包施工：直接使用BIM 模型，導(dǎo)入4D 概念，建立施工計(jì)劃順序，可以輔助施工過(guò)程管理，包括施工進(jìn)場(chǎng)、采購(gòu)、工程規(guī)劃和排序，進(jìn)行成本控制和資金使用分析、材料的訂購(gòu)和交付以及部件的制造和安裝，模型還包含詳細(xì)的對(duì)象信息，可以為承包商提供施工、材料信息和數(shù)量校對(duì)。

（3）運(yùn)行維護(hù)：在建筑物模型中建立建筑物內(nèi)各種設(shè)備的模型，并對(duì)今后的維護(hù)工作進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)輸入，相關(guān)管理部門可使用已建立的完整BIM 模型了解相關(guān)管理工作的進(jìn)度和責(zé)任安排，維護(hù)人員還可以通過(guò)模板了解進(jìn)度計(jì)劃和職責(zé)劃分信息。

這些優(yōu)點(diǎn)都可以幫助我們以極高的完成度去完成我們的設(shè)計(jì)，也希望今后越來(lái)越多的軟件可以互相協(xié)同，便于建筑師更好地實(shí)現(xiàn)一個(gè)個(gè)較好的概念和構(gòu)想。

結(jié)語(yǔ)

利用算法模擬實(shí)驗(yàn)可以用最快最多的可能性去得到我們所想要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這給了我們更多的可能去設(shè)想我們的設(shè)計(jì)的變化與可能，這是未來(lái)設(shè)計(jì)師們開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路、提供更多設(shè)計(jì)靈感的源泉所在，希望今后可以有更多相關(guān)的算法提供給建筑設(shè)計(jì)師們，為世界帶來(lái)更多的巧奪天工之作。也就是說(shuō)，建筑師作為體現(xiàn)時(shí)代精神的藝術(shù)家，在數(shù)字時(shí)代的大潮中必須更新自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，才能設(shè)計(jì)出表現(xiàn)時(shí)代精神的作品。毫無(wú)疑問(wèn)，建筑師的知識(shí)結(jié)構(gòu)面臨著更新，傳統(tǒng)的知識(shí)不是被舍棄了，而是加入了新的知識(shí)。建筑是時(shí)代特征的表象，建筑師必須緊跟時(shí)代[4]。

參數(shù)化設(shè)計(jì)為建筑師的工作方式和思維方式提供了新鮮的血液。它在建筑設(shè)計(jì)中表現(xiàn)為對(duì)復(fù)雜形狀的控制能力的加強(qiáng)，但參數(shù)化的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此，并帶來(lái)了派生的設(shè)計(jì)方法、自上而下的思想和自然的設(shè)計(jì)觀。復(fù)雜性科學(xué)的建筑滲透方法提供的是整體、復(fù)雜性的科學(xué),是數(shù)字化的建筑，有著非常深刻的問(wèn)題，所以很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，數(shù)字技術(shù)、參數(shù)化設(shè)計(jì)都將成為建筑學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)之一，建筑師們也還有很長(zhǎng)的路要走。

注釋：

①引自世界銀行公開(kāi)數(shù)據(jù)，2018年。

②引自https://www.163.com/digi/article/BQLDA56K00 162OUT.html。

③引自Kolarevic Branko,Architecture In The Digital Age。

圖片來(lái)源：

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