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浅谈堡数字建筑的理论实践

2019/08/30 阅读:

摘要:介绍了数字建筑的实践情况,分析了数字技术运用的三种原则,对利用数字技术形成新的建筑形态进行了深入思考。

关键词:数字建筑;模数;折叠;变形;平滑混合

引言

在设计院的生产实践中,计算机软件的应用越来越普遍,数字建筑,指利用BIM和云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等信息技术引领产业转型升级的业务战略,它结合先进的精益建造理论方法,集成人员、流程、数据、技术和业务系统,实现建筑的全过程,全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化,从而构建项目、企业和产业的平台生态新体系。例如:AUTOCAD,3DSMAX,PHOTOSHOP,SKETCHUP等等。利用这些软件进行施工图绘制、建造虚拟场景,后期效果图渲染,现代社会对建筑师们提出了更高的要求:我们还可以运用这些软件来提供更多方案设计的可能性。

1数字建筑在生产实践中的探究

1.1数字建筑的第一种实践探究:模数

天正建筑是在AutoCAD软件运行基础上的一个插件,我们可以通过输入具体的数值来控制墙体厚度、开间和进深的尺寸、柱网分布、楼梯平台和踏步的尺寸等等。当拿到一个设计任务时,会明确规定各个功能房间的面积。例如:在设计一所中学时,普通教室54m2/间,专用教室140m2/间,计算机教室140m2/间,教师办公室20m2/间等。一般我们会选用300MM的模数作为柱网分布。以7.2m为一跨,那么普通教室尺寸可定为6.3m伊9m,专用教室尺寸为15.3m伊9m,教室办公室尺寸为3.6m伊6m。天正建筑软件可以帮助我们快速合理地确定平面功能方案。

1.2数字建筑的第二种实践探究:等距重复

连续的韵律,以一种或几种要素连续、重复排列而形成,各要素之间保持恒定的距离和关系,可以无休止地连绵延长[1]。这些要素可以是立面中的窗洞、构件、幕墙划分的材质、色彩、形状、体块等等。元素的相似性、间距的规律性、逻辑性形成韵律。同一式样的窗洞规律性地等距重复带来优雅干练、简洁明快的审美体验,但形式的美丑取决于虚实和窗洞的比例、对细部的把控。柱廊的重复让人感到单调而枯燥,可以在细部上增加少量的变化,打破这种呆板沉闷,同时又能保持整体的均衡统一,在重复的节奏感中又有使人眼前一亮的闪光点。把窗洞和柱廊组合利用,使立面的重复引人入胜。在设计实践中,为了形成更为丰富的视觉效果,往往通过相似元素的交错排列。错动韵律的“度”需要靠建筑师的“眼力”来把握。元素的间隔、虚实比例、元素的密度、元素的变化程度等等都会影响设计的视觉体验。设计中,相似元素过少重复难以形成韵律,过多地重复又显得单调呆板;相似元素在重复中可以错动变化,但过大的变化会显得突兀而没有逻辑性,无法形成统一均衡的构图。

2数字技术创造新的建筑原则

2.1数字技术的第一种建筑原则:折叠

折叠是建筑的构成面生成折叠后所围合的建筑空间,即折叠生成建筑空间。折叠空间分为两种表现形式,一种是围合空间的所有建筑构成面都处于折叠的状态,折叠的形式围合成建筑空间。另一种是建筑的表皮处于折叠的状态,而内部的楼板、地板、分隔墙等均为传统的空间体系[2]。亨利•考伯就思考并应用过折叠这一策略。考伯设计的约翰•汉考克大厦的立面就被平滑融入到某个连续表面中,以致于大厦通过镜像而不是模仿在周围环境中隐形。开发商要求的大片波纹板的尺寸和建造大厦玻璃表皮的经济需要,都排除了复制现有环境的潜在可能。折叠成为一种处理技巧,一种大型均质表面在保持连续性的同时用来产生变化的技巧。在汉考克大厦中,考伯通过复杂的折叠操作,使这栋建筑的表面衍射和反射了周围的环境,这样也让这座建筑消失于环境之中。对于考伯来说,折叠不会形成单纯模仿环境的“装饰性遮蔽物”或“建筑纸板”效果,而会形成某种对邻近独特环境的闪动反射效果,并因而让表面产生漫射效果。

2.2数字技术的第二种建筑原则:变形

建筑形式的“变形”借助的是与偶然因素之间的临时形态联系来实现。这种临时性联系,即关联(affilication),是“变形”产生的最重要要素。通过“关联”,建筑将会与当代社会的各种复杂状况之间建立联系并产生“变形”。“关联”关系是一种临时性在场联系,是一些场地中或者更大范围的环境中已存在的间接偶然联系。“关联”关系在建筑设计中的应用将会重新配置环境,并形成环境与建筑之间的新关系[3]。在我们的设计中经常遇到的情况是:第一,建筑师们会考虑场地环境这个首要因素,例如场地形状、场地周围的环境特征、细部处理以及材料特点;第二,建筑师会综合考虑上述因素,并充分利用形成新的设计语言。然而,建筑师们探讨的各种要素并不是我们所说的关联关系,它是统领整个设计过程由建筑师预先设定好的秩序原则,往往使周围一些细小而琐碎的因素服从于这一大的设计原则,如地形特点和场所历史文脉、所处地段风格。这种变形往往形成“形而上学”的设计形象,不能轻松、灵活、巧妙地融入其他的设计因素,使建筑形象僵化、死板、没有人情味,不能因地制宜、与周围的环境特点产生新鲜有趣的关联联系,同时也缺少变化,不能与置身其中的体验者形成对话。真正合理有趣的建筑变形,应该充分利用地块环境的各种要素,因地制宜,使布置在其中的建筑合乎逻辑,常规而不突兀。它不是由某一种独立要素统治全局,而是由各个不同的因素共同发挥作用,是综合考虑与权衡后的产物。

2.3数字技术的第三种建筑原则:平滑混合

在处理建筑“变形”问题时,处理原则之一便是在建筑中引入外部因素或次要因素,以便制造各种偶然性的效果。在这个过程中,我们除了可以采用在建筑中制造冲突、断裂或矛盾的方式,我们利用数字技术又多了另一种选择,那就是在建筑中建立柔性的平滑效果,也就是说,如何在建筑中建立一种包含各种差异的柔性平滑系统。建筑中的“平滑混合”具备两个特征:其一是“平滑混合”是由建筑之中甚至周围环境的各个无关而独立的因素构成,其二是这些浓度不同的因素会由某个同时同种施加到它们身上的外力来进行“混合”。各个元素的混合,不是强行穿插或硬性碰撞的,也不是简单粗暴的包含关系,而是一种温和而有条理地叠加,各种因素相互吸引、渐进融合的结果。这样井井有条的混合,可以创造出充满秩序感和尺度感的形象,所有的变化都会显得亲切而具有吸引力。盖里和刘易斯合作设计的刘易斯别墅(1992)也是从不同的弹性形态演变而来。这类形式的几何体都是柔性的,并根据长度提供相应的平滑的曲线变形。这类形式不仅符合功能、结构和环境方面的要求,同时,这类形式还能适应场地的轮廓和环境。柔性形态中大量运用曲线来进行建筑创作,打破了直线中规中矩,一成不变的审美体验。曲线的创作不是毫无逻辑与章法地随意发挥,而是根据文化和环境因素作用而来。扎哈哈迪德厌倦使用一成不变的直角和直线,善于运用曲线和弧面,多使用钢筋混凝土结构体系。她大胆运用几何和流线型体块,打破了僵化死板的建筑传统。那些流线型的空间和光犹如天外之物,吸引了许多人的眼球。曲线的穿插利用,赋予了建筑未来感和时尚感,为空间注入了艺术气息,使整个区域都活跃而灵动起来。在旋转楼梯和天台上运用曲线,与周围方正板直的建筑形成对比,使整个城市都生机勃勃。利用曲线造型使建筑与空间相互交融,创造了新的公共建筑外观形象,大胆运用曲线,打破建筑沉闷死板的氛围。在商场前的开阔场地上设置曲线的阶梯,可以流畅引导人们的购物动线,使商场造型成为设计亮点。在整个商场内设置曲线的楼梯,就像是一个流动的空间,一条灵动的线条,为购物者带来充满变化的动感体验。

3结语

数字技术在信息化时代越来越普及,建筑师们应该站在时代的前列,敏锐地把握新兴事物,大胆运用先进的科学技术来进行建筑设计创新实践,为建筑设计实践提供更多充满新鲜感和时代气息的可能性。

参考文献:

[1]彭一刚.建筑空间组合论[M].北京.中国建筑工业出版社.2008.

[2]苏腾飞.建筑折叠空间设计手法.豆丁网.2006(7).

[3]刘先觉.现代建筑理论:建筑结合人文科学与技术科学的新成就[M].北京.中国建筑工业出版社,2008.

作者:马晶 单位:云南省建筑材料科学研究设计院有限公司

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