10参数化思维及其本土策略_建筑师王振飞访谈

设计作品 WORKS OF DESIGN

参数化思维及其本土策略——建筑师王振飞访谈

刘爱华

2012年6月，一场小型展览“交作业：hhd_fun的建筑实践”在位于北京方家胡同46号院的哥伦比亚大学北京建筑中心举行，展览展出了华汇设计(北京)hhd_fun包括建筑、装置、产品等20余个设计实践作品。从2008年引起业界广泛关注的于家堡工程指挥中心立面设计开始，hhd_fun主持建筑师王振飞、王鹿鸣及其团队4年来一直致力于参数化设计的研究与实践，并坚持以本土低技化策略来应对目前国内尚不成熟的建筑业产业链现状、低端的工艺水准与严苛的造价限制。

新近竣工并投入使用的山东日照山海天阳光海岸配套公建是一组面积约2万m2的建筑群，它面向大海呈现出舒展优雅的自然之美，该项目中参数化设计被运用于方案构思、结构优化、施工配合等各阶段。如王振飞所言：“从参数化设计的角度，日照项目在我们心中其实处于一个很中庸的地位，但是它的建成却坚定了我们的信心，只要有对的方法，在中国现有的条件下，参数化设计作品还是可以被较好地实现的。”

建筑学报(以下简称AJ)：从于家堡项目到日照山海天项目之间的这4年，也正是参数化在国内建筑界从兴起到被狂热追捧、同时也备受争议的4年，参数化的概念本身也给人们一种相当宽泛甚至模糊的印象，在貌似趋同的参数化形象背后，您如何看待其中不同的方式及理念的差异？

王振飞：目前我们谈及的“参数化”是一个比较大的概念。

我们可以将其分为“参数化辅助设计”和“参数化设计”两个大类。 前者是指用参数化的技术手段来辅助实现建筑师已经拥有的设计，这里参数化主要是作为技术工具存在，一般不会对设计造成本质上的影响。

“参数化设计”则是一种思维模式，如何将数学逻辑、几何逻辑、算法逻辑等与设计的问题相关联，找到更巧妙的解决方式，是其真正意义所在。在这里它成为桥梁，连接了自然科学和设计(不仅是建筑设计)，这样的过程往往可以产生既满足要求，又是意料之外的设计成果。

以下的例子可以看到如何将数学的逻辑巧妙地与建筑师需要解决的问题联系起来。其一是数学上的“8皇后”问题，即在一个8×8的国际象棋棋盘上面摆放8个皇后，让其之间不能互相攻击，这意味着每一行、列、对角线上只能有一个“皇

后”，如果将“皇后”看作是高层建筑，这个靠程序很容易解决的数学问题就可以被用来解决高层之间景观互相遮挡问题的设计与计算。“8皇后”问题有92个解，这就允许我们再加入交通、朝向等其他因子，以类似的思维方式从这92个解中继续挑选更优解。这不同于传统思维的过程。其二是Vironoi 这个算法，它是由若干个点产生的格网结构，其数学意义在于每一个点所形成的小区域中的任一点到这个点的距离小于到其他点的距离，这个规律被用来研究城市中心的服务范围，超市的服务半径等问题，同时还可以被建筑师用来解决排水口位置固定后划分屋顶排水范围的问题，因为这种分割无疑是让水流得最快的方式(图1)。

我们在荷兰贝尔拉格学院(Berlage Institute)时做了名为“关联设计3”的参数化新江南水乡研究(图2)，设计将立面、

1 Vironoi算法

2 关联设计

第一步：点阵的形成

(平面或空间点阵)

第二步：相邻点联系的形成

第三步：VORONOI图形的形成

基于VORONOI算法的设计

沃罗诺伊图(Voronoi Diagram,也称作 Dirichlet

tessellation,狄利克雷镶嵌)是由俄国数学家

Georgy Fedoseevich Voronoi建立的空间分割

算法。灵感来源于笛卡尔用凸域分割空间的思

想。它由一组连接两邻点直线的垂直平分线组

成的连续多边形组成。N个平面上有区别的点，

按照最邻近原则划分平面；每个点与它的最近

邻区域相关联。

2012.9 ARCHITECTURAL JOURNAL

建筑学报44

45

ARCHITECTURAL JOURNAL 2012.9 建筑学报

作者单位：《建筑学报》杂志社(北京，100835)

收稿日期：2012-08-20

平面、组团、小区4个尺度上的上百个参数连在一起，形成一个既具有传统空间品质同时又满足现代生活需要的居住区，比如在2－4层的高度下，容积率达到1.0，每户均可以保证国家日照规范等。所有参数的制定全部从相关研究得来，所有的元素放在一起决定了最终的形式，其产生是个理性的过程，形式虽然看起来很复杂，但确有很清晰的逻辑，同时解决了各种问题。这个设计对参数化的应用相对比较全面，是个比较理想的状态，而在目前的实际项目中，每个项目可能只能就其中一两个点进行切入并实现。

在世界范围内，“参数化设计”——让建筑师能用参数化的方式来思考与设计的时间很有限，参数化的核心技术最初不是掌握在建筑师手里的，而是学数学、计算机科学等的一群人。近些年软件平台被开放，软件也变得亲民，建筑师拥有了技术手段，技术又推动了设计，建筑师开始真正了解数理后面的逻辑，这个时候作出来的东西才有可能不一样。建筑师的工作本身是一个协调人的角色，参数化方式下更是如此。做参数化的人应该要懂并能写一些程序，只有真正知道了思维模式，才能了解程序员的思考方式，也才能更好地和程序员进行合作。这就是设计和纯科学之间的关系和差异性。hhd_fun 有自己的程序员，但事实上他们也都是建筑师。

AJ ：

参数化方式下建筑师所承担的角色与以传统设计方式工作的建筑师有何不同？基于参数化思维的设计方式是怎样的？

王振飞：参数化设计与传统设计的最大区别是其过程的差异性。传统设计是分析任务书、画出草图、在计算机中建模、确定材质，然后让其建成，这种方式的好处是容易控制，知道自己能做出什么，但局限在于基于自己头脑中知识因为太成熟所以很难有突破，不容易做出超出想象力的东西。我们目前倡导的方式是加一步，分析任务书需要解决哪些问题，之后不马上画草图，而是先去做一个工具箱，里面是能解决上述问题的数学知识，把它变成程序或者参数化模型，让其运行，得到结果后根据情况反复调整程序。程序就是我们制定的规则，所以它不仅能够100%地解决规则中设定的问题，甚至可以解决120%或更多，你不知道它会出来什么，时有惊喜出现。它的魅力在于：出自你的头脑，源于自然科学知识，但结果是来自于它运行的过程，而它运行的过程是自动化的，整个设计变成了不断在学习、产出，充满不确定性的迷人历程。

学参数化设计其实是学习自然学科知识，然后将这些知识再转化成设计。数学、几何学、计算机算法学等貌似跟建筑没什么关系，实际上却是我们平时关注与讨论的内容，我认为从一个学科出发去解决这个学科的问题，是会受限的，尤其建筑学不是一个有着特别强烈而清晰体系的学科。

参数化设计总能带来一些新的东西，我们的设计一直是在变化的，它们也是分系列的，但并非按照建筑、装置、产品

等来分类，而是按照设计所来源的知识体系分类，一个建筑和一个装置可能用的是同一个数学逻辑，那么就归为一类。

AJ ：

参数化能够给目前在传统设计方法下颇多基本水准仍显欠缺的中国建筑设计现状带来什么？

王振飞：参数化设计是一套特殊的设计方法，但参数化不能解决所有问题。在中国之所以很难做出像国外那么好的作品，不都是建筑师的责任，行业不规范、造价和时间得不到基本保证等等都会使建筑作品打折扣。建筑师在这种条件下，还需要保证设计的实现度尽量高，是不容易的。如果只是依赖诸如材料选择等策略来保证它的实现和可用度，风险就会比较高，一旦造价不受控制，可能对建筑的影响就非常大。参数化设计的作品大都比较强调作品的几何规律和数学逻辑，可能占到了作品成功度的80%以上，因而在材料等的选择和造价的控制上自由度就相对比较大，某种意义上讲可以更容易应变。

从更深层次的角度来说，参数化的数理逻辑是自然科学的关系和逻辑，建筑设计其实是将美学和艺术的逻辑加在自然科学上面，我们是要在解决问题之后才能再谈艺术。参数化的方法提供了相对更客观的解决问题的方法。做设计的不仅仅是建筑师自己，而可能是一个跨界合作的团队，把不同领域的人放在一起，他们之间知识的交流、促进、激发是互相之间的关系，建筑师在这个跨界合作中起到的是一个协调的作用，他调和所有的知识，最后结果和建筑设计之间的联系是由建筑师完成的。参数化某种意义上讲让设计变得更科学了，这种知识的整合有可能对建筑学有所推动。

AJ ：

未来的设计方法是否将因参数化而发生划时代的变革？中国在参数化设计上具有的优劣势是什么？

王振飞：所谓科学技术推动生产力，当自然科学运用的深度、广度到达一定程度的时候，变革就会出现。目前参数化设计仍处于一个刚刚开始的阶段。而中国的优势是拥有大量非常出色的理科学生在学建筑，所以在中国做参数化有非常庞大的人才资源。我们的不足也很明显，施工水平低，产业链的不发达，参数化数据链的断裂等等。因此在国内做参数化，所作出来的东西必须要大众化，让普通施工队能实现，因此一套特殊的“低技参数化策略”是必不可少的。这也是这几年来我们一直在探索的。比如在日照项目中将自由曲线简化成直线和圆弧的组合， 在于家堡项目中将立面简化为6个标准模块，在植入计划中将计算机生成逻辑介绍给工人，让他们在工厂中1∶1“人工计算”进行建造等等。

这几年的实践让我们更有信心，在中国现状下，只要运用合理的方法和策略，参数化设计是可以实现的。■