參數(shù)化設(shè)計伴隨計算機(jī)軟硬件的發(fā)展得到了廣泛應(yīng)用，起源于德勒茲德一系列哲學(xué)思想，并帶有其獨(dú)特的美學(xué)特征。在傳統(tǒng)的城市設(shè)計理論與構(gòu)成知識基礎(chǔ)上，將參數(shù)化作為切入點(diǎn)，分析城市設(shè)計的構(gòu)成五大要素：道路結(jié)構(gòu)、空間組織、空間形態(tài)、建筑形態(tài)與界面。為解決當(dāng)代城市設(shè)計中的具體問題提供參數(shù)化角度的設(shè)計思路與參考方案。

參數(shù)化； 城市設(shè)計； 構(gòu)成要素

TU984.11+1A

建筑論壇與建筑設(shè)計建筑論壇與建筑設(shè)計

［定稿日期］2024-01-04

［基金項目］四川音樂學(xué)院院級科研項目（項目編號：CYXS2020032）

［作者簡介］李晶晶（1986—），女，碩士，講師，國家一級注冊建筑師，研究方向為城市設(shè)計、虛擬空間。

1" 參數(shù)化設(shè)計概述

參數(shù)化設(shè)計是將設(shè)計過程編寫為函數(shù)，通過修改初始條件并經(jīng)計算機(jī)計算得到設(shè)計結(jié)果的設(shè)計過程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計過程的自動化。參數(shù)化基于函數(shù)控制的Nurbs建模軟件（Rhino、Catia、AutoCAD等），使用可視化編程語言（GH），創(chuàng)造出全新的非線性物質(zhì)實(shí)體。參數(shù)化的設(shè)計方法已在建筑、工業(yè)制造、汽車、航空等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

參數(shù)化設(shè)計如果被稱為一種“主義”而不至淪為一種炫技的手段，必須有他獨(dú)特的理論基礎(chǔ)與美學(xué)特征。

2" 參數(shù)化設(shè)計思潮與美學(xué)特征

2.1" 參數(shù)化哲學(xué)起源

參數(shù)化理論來源于當(dāng)代法國哲學(xué)家，吉爾德勒茲哲學(xué)理論中大量出現(xiàn)的“褶子”“塊莖”“平滑思想”“游牧空間”等概念?！榜拮印笔撬艿降桨吐蹇怂囆g(shù)啟發(fā)，在萊布尼茨“單子論”的基礎(chǔ)上提出的。在他看來，褶子才是組成物質(zhì)與心靈的最小單元，整個時空隨物質(zhì)的折疊、展開再折疊而生，同時提出，彎曲（Inflection）是褶子形成的理想因素［1］。“塊莖”則是一種類似土豆根莖的內(nèi)容組織方式，區(qū)別于常規(guī)的樹狀組織方式，有連接性、異質(zhì)混合、無中心等特性。平滑思想對應(yīng)游牧空間，指自由、平滑、開放、隨機(jī)、不受約束的形式與光滑的形態(tài)。清華大學(xué)徐衛(wèi)國教授提出，如果褶子決定了非線性可見物質(zhì)實(shí)體的話，那這一物質(zhì)實(shí)體帶來的空間則可能稱之為“游牧空間”或“光滑空間”［2］。

2.2" 參數(shù)化美學(xué)特征

參數(shù)化思潮的美學(xué)特征與他的“前輩”現(xiàn)代主義迥然不同。現(xiàn)代主義遵從歐幾里得的幾何美學(xué)，認(rèn)為簡潔、線性單一的幾何體最具美學(xué)價值，崇尚秩序與模度。甚至有數(shù)學(xué)家用公式總結(jié)出美學(xué)公式：美學(xué)價值M=O/C（O為秩序感，C為復(fù)雜性），可以看到邏輯與秩序是他們崇尚的，復(fù)雜是他們反對的［3］。參數(shù)化美學(xué)特征則與之相反：秩序與復(fù)雜性都是必要的，除此之外還包含追求自然、注重生成等特點(diǎn)。

（1）追求自然型態(tài)、仿生。在空間與物質(zhì)形體上，摒棄單一線性的幾何形體，轉(zhuǎn)而追求自然與仿生的形態(tài)。

（2）復(fù)雜多義的隱含秩序。秩序是美學(xué)范疇的一個焦點(diǎn)問題，與現(xiàn)代主義追求簡明秩序不同，參數(shù)化追求的是一種復(fù)雜多義、含混或隱含的秩序。

（3）注重生成，一意多象。參數(shù)化基于德勒茲的“生成”論，用同一套邏輯與算法構(gòu)建設(shè)計生成過程，正所謂“意”，通過改變公式參數(shù)得到不同的設(shè)計形態(tài)，即“象”。

參數(shù)化開始主要作用于形態(tài)方面的設(shè)計，在工業(yè)設(shè)計、建筑形體、空間造型、等領(lǐng)域大展拳腳。直到近年來，一些先鋒設(shè)計設(shè)計師試著將其帶入城市設(shè)計中，并逐步做出大量實(shí)踐案例。

3" 參數(shù)化城市設(shè)計構(gòu)成元素

城市設(shè)計區(qū)別于建筑設(shè)計與城市規(guī)劃，其范圍大于建筑設(shè)計小于城市規(guī)劃，著眼點(diǎn)在城市的某個區(qū)域，由該區(qū)域內(nèi)的建筑、道路、空間、景觀構(gòu)成。為避免混淆，文中提到的街區(qū)或城市區(qū)域均指城市設(shè)計的目標(biāo)范疇。

在本文中，作者在傳統(tǒng)的城市設(shè)計理論與構(gòu)成知識基礎(chǔ)上，將參數(shù)化作為切入點(diǎn)，分析城市設(shè)計的構(gòu)成五大要素：道路結(jié)構(gòu)、空間組織、空間形態(tài)、建筑形態(tài)與界面。

3.1" 道路結(jié)構(gòu)

道路結(jié)構(gòu)指街區(qū)內(nèi)道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組織方式。它在街區(qū)中扮演非常重要的角色：控制該街區(qū)肌理、決定該街區(qū)建筑平面形狀、影響人的心理方位（可識別性）等。參數(shù)化道路結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)的街區(qū)道路結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先在設(shè)計理念上更加重視“生成”（Becoming）的概念，例如弗雷奧托著名的羊毛實(shí)驗：將干燥羊毛浸入水中，使羊毛因張力吸附在一起，實(shí)驗減少了羊毛總長度又使兩點(diǎn)之間距離控制在比較低的一個范圍（圖1）。

（圖片來源：維基百科：www.wikipedia.org）

將羊毛實(shí)驗帶入城市設(shè)計實(shí)際案例的是扎哈在伊斯坦布爾城市設(shè)計。設(shè)計過程從常規(guī)的場地分析開始，根據(jù)老城區(qū)現(xiàn)狀確定連接點(diǎn)，兩邊點(diǎn)相連得到一張交織的路網(wǎng)（干燥的羊毛）；再用計算機(jī)軟件算法計算出最優(yōu)路徑（羊毛浸水），在此基礎(chǔ)上繼而人工優(yōu)化道路：根據(jù)實(shí)際需求選擇橫向干道；確定縱向主干道；最后在主干道之間填充支路，得到一張結(jié)合最少路徑數(shù)量、最短路徑總長、較好可達(dá)性的一張非線性交織的城市道路結(jié)構(gòu)。需要指出的是，羊毛算法正是依托計算機(jī)與參數(shù)化技術(shù)的發(fā)展才能從理論方法落實(shí)到設(shè)計應(yīng)用，但并沒有改變道路結(jié)構(gòu)設(shè)計的底層原理和設(shè)計流程。

3.2" 空間組織

空間組織指城市設(shè)計中街區(qū)內(nèi)的廣場、街道、建筑等空間與實(shí)體的相對關(guān)系與組織形式。城市設(shè)計的整體設(shè)計思路決定空間關(guān)系與道路結(jié)構(gòu)，共同組成該城市區(qū)域的底層設(shè)計邏輯。

參數(shù)化空間組織起源于德勒茲創(chuàng)立的“塊莖”思維或組織形式，指去中心、去結(jié)構(gòu)、非統(tǒng)一整體的后現(xiàn)代意義秩序系統(tǒng)。表達(dá)出可連接性、多重性、異質(zhì)性、不可預(yù)知的特征［4］?！皦K莖”好比土豆的根莖，沒有主根，塊與塊之間是一種近似隨機(jī)而無序的連接。與之相反的則是“樹狀”思維方式或組織形式，指有中心、組織化、線性、循序漸進(jìn)的連接系統(tǒng)。以上兩種組織形式中，在對象內(nèi)容的組織上，“塊莖”更加注重的復(fù)雜性與混沌性，“樹狀”則更加注重條理和層級關(guān)系［5］。

具體案例可見后現(xiàn)代設(shè)計師伯納德·屈米設(shè)計的法國拉維來特公園。設(shè)計立意與現(xiàn)代流派從功能出發(fā)組織空間不同，設(shè)計師更著眼于場地中可能隨機(jī)發(fā)生于不同時空的不同事件。公園主要由紅色構(gòu)筑物（點(diǎn)系統(tǒng)）、道路與河流（線系統(tǒng)）、綠地與廣場（面系統(tǒng)）組成。均勻散布在場地上的紅色構(gòu)筑物（點(diǎn)系統(tǒng)）的功能并不一致，隨機(jī)地與面系統(tǒng)或線系統(tǒng)相結(jié)合發(fā)生關(guān)系（圖2）。這種城市區(qū)域內(nèi)道路、場地、構(gòu)筑物之間無主線、無中心、異質(zhì)性聯(lián)系的方式體現(xiàn)參數(shù)化“塊莖”狀空間組織形式的特征。從中看出，空間組織的秩序一改簡單線性而變?yōu)閺?fù)合多樣、含混隱含的秩序。

3.3" 建筑形態(tài)

街區(qū)內(nèi)的建筑形態(tài)重要性可分兩個層面，對外決定了該街區(qū)的城市三維面貌；對內(nèi)則是影響訪客最直觀的視覺因素。建筑包含尺度、形態(tài)、色彩、材質(zhì)等多方面，參數(shù)化對建筑的影響主要偏重于建筑形態(tài)與立面兩個方面。

自古以來，各地區(qū)建筑形態(tài)受區(qū)域間不同的政治經(jīng)濟(jì)文化的影響而各具特色；工業(yè)革命后，現(xiàn)代主義方盒子開始發(fā)展；直到20世紀(jì)90年代末，方盒子建筑形態(tài)已基本占領(lǐng)世界主流大城市。在此背景下，后現(xiàn)代主義開始萌發(fā)，從多角度、多方式反叛和反思現(xiàn)代主義，其中參數(shù)化建筑是第二個千禧年的潮流先鋒。

建筑論壇與建筑設(shè)計李晶晶： 參數(shù)化與城市設(shè)計構(gòu)成要素

在新時代計算機(jī)技術(shù)與參數(shù)化軟件的加持下，建筑上呈現(xiàn)貝殼、鳥巢、水波、氣泡、山水、褶皺等有機(jī)與非有機(jī)形態(tài)。這種模仿自然、仿生的形態(tài)其特點(diǎn)相比現(xiàn)代主義的方盒子自然是模糊且混沌的，那美來源于何處？值得注意的是參數(shù)化并非拋棄“秩序”，而是在“豐富多樣性”中隱藏“秩序”。提倡不能被“一眼看穿”的建筑，而是富于動態(tài)和變化，猶如豐富的思想，借助邏輯流暢的表達(dá)，以便傳達(dá)更多信息與智慧。具體來看以下案例。

扎哈作為參數(shù)化設(shè)計先鋒代表人物，時常在微觀世界中尋找建筑形態(tài)的靈感來源，例如氣泡、褶皺、折紙等。她在北京的作品銀河SOHO，作為典型的城市綜合體設(shè)計項目，四個不同于一般高層的氣泡形“塔樓”，其氣泡狀的建筑形體和與周圍建筑形成強(qiáng)烈的視覺反差。2022年卡塔爾世界杯主場館沃克拉體育場白色的屋頂與立面肌理酷似漸變的折紙藝術(shù)；阿利耶夫藝術(shù)中心建筑形體似局部交疊的白色絲綢褶皺，將建筑屋頂、立面、地面流暢地覆蓋交融，充滿夸張的想象力與浪漫主義色彩。上述建筑形態(tài)全部使用于不同類型的函數(shù)算法的NUEBS軟件生成并控制修改，創(chuàng)作出形態(tài)豐富、自然仿生、流動變化的建筑形態(tài)。

與扎哈不同的是，中國設(shè)計師馬巖松繼承吳良鏞提出的山水之城概念后在一系列城市設(shè)計項目中，將自然山水這種宏觀世界自然景觀作為模仿對象。中國傳統(tǒng)文人對山水的鐘愛是流淌在血液和基因中的，但在城市建筑中去寫意山水還是存在極大的技術(shù)困難。直到參數(shù)化思潮影響與日俱增，計算機(jī)軟件技術(shù)日新月異的情況下，“山水”才從文人的心中走向鋼筋混凝土的城市。

2020年建成的南京證大喜馬拉雅中心，建筑群體形態(tài)都模仿自然形態(tài)，其中高層塔樓模仿“主峰”，其余多層建筑和景觀、綠植則為次峰、溪流、石塊等元素，共同組成完整的山水畫卷（圖3）。還有北京朝陽公園、貴陽“山水城市”等類似項目，從中看到，參數(shù)化作為思潮與技術(shù)同中國傳統(tǒng)哲學(xué)審美觀念相結(jié)合，生成全新的城市建筑形態(tài)。

（圖片來源：MAD事務(wù)所http：//www.i-mad.com）

3.4" 空間形態(tài)

參數(shù)化建筑形態(tài)給城市街區(qū)帶來全新的視覺形象，同時對城市設(shè)計內(nèi)部空間形態(tài)也起到了決定性因素?？臻g是街區(qū)內(nèi)的重要節(jié)點(diǎn)，《城市意向》中指出：節(jié)點(diǎn)是觀察者可以進(jìn)入的戰(zhàn)略性焦點(diǎn)，典型的如道路連接點(diǎn)或某些特征的集中點(diǎn)［6］。傳統(tǒng)城市街區(qū)空間形態(tài)多為幾何形，而參數(shù)化介入后，空間復(fù)雜多變，而且空間的特性從靜止變成流動。經(jīng)常呈現(xiàn)底面不規(guī)則曲面、圍合面相融、圍合面與其他面相融，等多種類型豐富的空間形態(tài)。

最常見的參數(shù)化外部空間有圍合面相融：其空間底面為非線性的形態(tài)，墻面連續(xù)且相互融合，形態(tài)類似自然風(fēng)化的峽谷。例如扎哈設(shè)計的北京銀河SOHO街區(qū)內(nèi)部空間，墻體呈流線形、聯(lián)系且融合限定出空間的形態(tài)，在不同高度的局部還有一些小的突變的連廊，光線透過頂部與局部圍合墻面空隙透入。光線與整體氛圍和自然的峽谷極為神似，同時還因為流線的墻面形態(tài)和順應(yīng)流線方向的平行條紋墻面肌理帶來強(qiáng)烈的未來感和科技感。

更有復(fù)雜的外部空間則是利用非線性形態(tài)與建筑材料，將空間的底面、圍合面、頂面的交界模糊化，創(chuàng)造出自然、多變、流動的外部空間。如大理楊麗萍藝術(shù)中心的室外劇場，被曲面屋頂塑造成一個倒置的漩渦自然地面相連。其中的臺階連接了自然山丘地面、室內(nèi)劇場、小青石屋頂與二層使用空間，使人漫游其中時，無形中就打破了建筑內(nèi)外、屋頂上下的邊界，模糊空間的定義。可從中發(fā)現(xiàn)，這種頂墻地融合的方式不僅重新定義空間，同時為人帶來全新的漫游體驗，與參數(shù)化的平滑空間思想不謀而合。

3.5" 界面

在城市設(shè)計中，界面也就是建筑立面，既影響城市區(qū)域形象又影響街區(qū)內(nèi)的外部空間質(zhì)量。傳統(tǒng)意義上的界面即周邊建筑的立面，可稱為二維界面；還有很多建筑的立面與頂面融為一體塑造出一個流動的三維界面。參數(shù)化可同時作用于這兩方面。

先看參數(shù)化對二維界面的影響：在不改變二維界面的前提下，將參數(shù)化作用域建筑立面圖樣設(shè)計，常見有泰森多邊形圖樣或模仿自然起伏模仿波浪、潮汐等的界面（圖4）。常用的建筑立面材料如青磚、金屬型材、木材等，但是對設(shè)計和施工有較高要求。新型的參數(shù)化立面打破傳統(tǒng)立面規(guī)則的裝飾方式，流動的、跳躍的、變化的、生長的，一切與生物或自然世界相關(guān)的特征出現(xiàn)在人工塑造的二維的界面上，帶給城市界面不同尋常的形象，同時帶給城市街區(qū)內(nèi)部空間以全新的體驗。

（圖片來源：谷德設(shè)計網(wǎng)https：//www.gooood.cn）

再看參數(shù)化對三維界面的影響：在參數(shù)化的作用下，傳統(tǒng)的城市區(qū)域圍合界面被消解，地面和建筑立面、頂面融為一體。如前文中提到的阿利耶夫文化中心的外部廣場中，廣場地面、建筑墻面和頂面在色彩、材質(zhì)和形體上全部統(tǒng)一在連續(xù)的絲綢般的曲面之中，構(gòu)成一個完全平滑連續(xù)的外部空間。身處于這種極致的空間中，人會不自覺地感到時間與空間的流逝消弭，萬物寂靜統(tǒng)一，未來感、科技感、或其他各種復(fù)雜的情緒寂然流淌。

通過上述內(nèi)容可知，道路結(jié)構(gòu)、空間組織、建筑形態(tài)、空間形態(tài)、界面這五大類并非孤立的，而是相互交叉作用影響。不同要素之間會互相呼應(yīng)、強(qiáng)化，從而提高街區(qū)質(zhì)量，反之亦可相互矛盾而產(chǎn)生破壞。在聯(lián)系的五大要素中、道路結(jié)構(gòu)與空間組織占據(jù)主導(dǎo)，成為設(shè)計師在街區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行關(guān)系組織的主要手段。

4" 小結(jié)

如果沒有計算機(jī)硬件和軟件算法的發(fā)展，德勒茲的“褶子”“塊莖”“平滑思想”等概念永遠(yuǎn)只能停留在哲學(xué)理念之中。反言之，如果沒有德勒茲提出的這一系列哲學(xué)思想，參數(shù)化相關(guān)的非線性形態(tài)的城市設(shè)計也只是在某種意義上滿足了大眾厭倦了方盒子的獵奇心態(tài)。設(shè)計形態(tài)學(xué)背后的生命力來自于深刻且與文化內(nèi)涵相適應(yīng)、與時代的發(fā)展需求相吻合，有立得住腳的思想才能健康長足的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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