數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)策略研究

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摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，技術(shù)研究的深度在普遍性提升，所以越來越多的新技術(shù)在社會(huì)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。從目前的分析來看，數(shù)字技術(shù)的普遍發(fā)展和利用為建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展與改變提供了重要的推動(dòng)力，而基于幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)也在逐步的成型。從具體的分析來看，基于幾何學(xué)的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計(jì)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜建筑形體生成方面以及建筑建造全過程的分析方面有突出的意義，所以積極的促進(jìn)基于幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)實(shí)意義顯著。本文對(duì)基于幾何學(xué)的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計(jì)策略做分析，旨在為具體的設(shè)計(jì)實(shí)踐提供指導(dǎo)，從而使設(shè)計(jì)找到更好的切入點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：幾何學(xué)；數(shù)字化建筑；設(shè)計(jì)策略

1建筑幾何學(xué)概述

所謂的“建筑幾何學(xué)”具體指的是數(shù)字時(shí)代建筑學(xué)結(jié)合復(fù)雜幾何學(xué)進(jìn)行多學(xué)科交叉的專業(yè)研究領(lǐng)域。目前，建筑幾何學(xué)的研究在持續(xù)性發(fā)展，關(guān)于建筑幾何學(xué)的運(yùn)用實(shí)例也在不斷的增多。從當(dāng)前的社會(huì)分析來看，之所以要研究和發(fā)展建筑幾何學(xué)主要有兩方面的必要：（1）在目前的建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有較多的問題難以突破。而隨著數(shù)字化技術(shù)的具體發(fā)展，幾何與數(shù)字化技術(shù)的聯(lián)系日漸的緊密。越來越多的建筑研究人員發(fā)現(xiàn)機(jī)遇幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)能夠有效的打破傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)窠臼，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)突破，所以從建筑發(fā)展的角度來看，“建筑幾何學(xué)”研究與發(fā)展的必要性顯著。（2）建筑幾何學(xué)在目前的建筑設(shè)計(jì)以及建筑建造中正發(fā)揮著突出的作用，而且成功的案例越來越多。從具體的案例分析來看，建筑幾何學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用很好的滿足的建筑發(fā)展的需要，也滿足了當(dāng)前人們建筑審美以及建筑多樣化的需要。簡(jiǎn)單來講，人們的追求在不斷的變化，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的要求在明顯的提升，在這樣的大環(huán)境下，強(qiáng)調(diào)建筑幾何學(xué)的研究和應(yīng)用，與社會(huì)建筑行業(yè)的具體發(fā)展有突出的意義。

2設(shè)計(jì)策略

從現(xiàn)階段的具體分析來看，從建筑設(shè)計(jì)過程的不同目標(biāo)做考慮，建筑幾何學(xué)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)部分，即面向行駛生成和面向建造。對(duì)兩個(gè)應(yīng)用部分的設(shè)計(jì)策略做具體的分析，這于數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中的幾何學(xué)應(yīng)用有突出的價(jià)值。

2.1面向形體生成的幾何學(xué)策略

從現(xiàn)階段的具體分析來看，面向形體生成和的幾何學(xué)策略主要包括兩部分內(nèi)容：（1）空間需求。在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，建筑形式的幾何規(guī)則能夠直接的對(duì)空間生成的規(guī)則進(jìn)行反應(yīng)，并基于這兩者內(nèi)在的高度一致性，得以充分的挖掘和利用建筑形式創(chuàng)新的巨大潛力。FOA建筑事務(wù)所是較早的基于空間需求進(jìn)行建筑形體生成的嘗試單位。其在具體的設(shè)計(jì)中，基于幾何拓?fù)浜偷匦蔚纫蛩靥岢鲈凇跋盗邪l(fā)生法”這樣一種具有全新性的幾何生成方法。這種方法的有效利用對(duì)于建筑空間需求滿足起到了重要的效果。（2）物質(zhì)性能。從現(xiàn)實(shí)研究來看，建筑設(shè)計(jì)會(huì)受到諸多因素的影響，所以在建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中需要對(duì)較多的因素等做具體的考慮。在建筑設(shè)計(jì)過程中，徐亞基于幾何對(duì)建筑的力學(xué)性能、環(huán)境性能以及物質(zhì)對(duì)象等進(jìn)行模擬，同時(shí)還需要模擬各方面的制約因素。在具體設(shè)計(jì)的過程中，幾何形體可以作為要素并實(shí)現(xiàn)對(duì)其的衍生和操作，以此來實(shí)現(xiàn)拓?fù)湓O(shè)計(jì)的可能性。從目前的建筑實(shí)踐來看，有較多的設(shè)計(jì)師以及設(shè)計(jì)單位基于物質(zhì)性能做了數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)嘗試，并取得了不錯(cuò)的效果。如此說明，在幾何學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)工作，建筑設(shè)計(jì)的可操作性，建筑本身的功能完善性以及建筑設(shè)計(jì)過程的綜合因素考慮會(huì)更具全面性。

2.2面向建造的建筑幾何學(xué)

在數(shù)字建構(gòu)理論和數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)前社會(huì)，復(fù)雜幾何形體建筑體現(xiàn)出了非常明顯的高性能可建造性，而且對(duì)建筑的設(shè)計(jì)以及建造傳統(tǒng)進(jìn)行了明顯的改變。就目前的分析研究來看，基于幾何學(xué)的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)在向建造的建筑幾何學(xué)方向發(fā)展，而此方向的發(fā)展主要表現(xiàn)出了兩項(xiàng)重要的內(nèi)容：（1）幾何原型。所謂的幾何原型具體指的是在建筑設(shè)計(jì)初期利用可建造的幾何規(guī)則進(jìn)行建筑形體生成的邏輯。當(dāng)幾何規(guī)則在重復(fù)運(yùn)用并實(shí)效多種組合之后，最終生成的復(fù)雜建筑形體邏輯也會(huì)具有可建造性。在目前的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，比較常用的幾何原型是直紋曲面，其形成和直線按照一定曲面的運(yùn)動(dòng)有顯著的關(guān)系。從目前的研究來看，利用直紋曲面做具體的建筑形體生成對(duì)于施工者的支模建造有重要的意義。直紋曲面產(chǎn)生的時(shí)間比較早，可以追溯到19世紀(jì)晚期。在如今的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，幾何原型的設(shè)計(jì)范圍有了非常大的拓展，具體包括了生物幾何結(jié)構(gòu)的建筑轉(zhuǎn)化以及平板網(wǎng)絡(luò)曲面的生成等等，這些設(shè)計(jì)方法的有效利用極大的豐富了現(xiàn)如今的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計(jì)。（2）形態(tài)重構(gòu)。和幾何原型不同，形態(tài)重構(gòu)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在材料選擇余地以及設(shè)計(jì)的自由程度方面，所以在目前的數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，在處理復(fù)雜建筑形體建造方面問題的時(shí)候一般會(huì)用到形態(tài)重構(gòu)。從概念分析來看，所謂的形態(tài)重構(gòu)具體指的是利用可以建造的單元擬合出原始的復(fù)雜幾何形態(tài)，這樣可以重構(gòu)出基于建造邏輯的近似曲面。在目前的數(shù)字化建筑實(shí)踐中，重構(gòu)復(fù)雜幾何形態(tài)的兩種重要方法是平面嵌板和可展曲面的擬合。在數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)這能夠，通過可展曲面的重構(gòu)操作，建筑設(shè)計(jì)的清晰度和完整度會(huì)好，這于建筑建造成本的控制和難度的降低有重要的意義。在建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，也有不少設(shè)計(jì)師利用平面嵌板的方式做數(shù)字和建筑設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，利用正切平面相交的幾何拓?fù)湟?guī)則，建筑表面的設(shè)計(jì)完善性表現(xiàn)良好，建筑形體以及建造成本的平衡目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。

3結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，幾何學(xué)的具體應(yīng)用能夠有效的促進(jìn)建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)發(fā)展，從而解決設(shè)計(jì)中存在的諸多難題，這于建筑設(shè)計(jì)問題解決和設(shè)計(jì)實(shí)踐突破有良好的效果，所以基于幾何學(xué)做數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的具體分析會(huì)有顯著的社會(huì)意義。

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作者：李洪峰 單位：遵義市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司