参数化做表皮设计，立面就该这么技术流！

随着建造技术的发展      

很多建筑师不满足于传统的建筑造型      

越来越多的非线性作品应运而生      

开始使用诸如Grasshopper或Dynamo等工具      

代表事务所如扎哈，BIG等
     

     

     

     

参数化设计经常被用于      

复杂或重复纹理的设计中      

这些 参数化纹理 既可以作为建筑的结构      

也适用于建筑物立面的表达      

     

     

Zaha Hadid 澳门Morpheus Hotel      

     

     

接下来，我们就结合案例来看看      

参数化在建筑表皮中的应用。      

     

     

  01. 

参数化先河

参数化设计（计算机）最早是从

20世纪90年代中后期兴起的

起初仅被运用在非线性建筑设计上

且只在高等学府，如麻省理工

AA（建筑联盟）等才设有相关课程

第一版pro/ENGINEER使用界面

要说最早具有参数化思维的建筑

莫属高迪的圣家大教堂

虽然那个年代没有计算机辅助

但高迪通过可变模型来推敲设计

     

高迪用绳子推敲圣家堂

他通过观察镜面绳子的反射

推敲出了圣家堂看似自然形成的

拱形内部空间

并通过 石膏模型 试验得出

这种设计手法与形体的创新

开创了参数化设计的先河

耳熟能详的Rhnio是当代设计师

用来做参数化设计的主流软件

配上Grasshopper和Kangaroo等插件

一个个奇形怪状且

真实可搭建出来的建筑就出现了

  02. 

参数化表皮 建筑

建筑表皮的设计逐渐朝参数化趋势发展

参数化设计保证了施工的精确性

Revolving Bricks Serai

项目类型：参数化表皮设计

这座位于伊朗阿拉克住宅区的办公楼

秉着其猎奇迷幻的外表皮在该区域出圈

该项目由Farhad Mirzaie和

APP Architects & Associates 公司合伙设计建造

名为“Revolving Bricks Serai”

波浪状外立面，不但过滤了光线

同时也保护了建筑内部的隐私

A.P.P建筑事务所通过参数化

设计了这个起伏的外墙

自由流动、仿生的排列形式

打破了传统建筑表皮的锐边和直线

每个体块末端涂有 绿松石和天蓝色

以装饰不同角度看出的色彩渐变

建筑表皮简单的装饰建筑的外轮廓

使建筑生动形象

而表皮建筑则从建筑另一方面

诠释了建筑的另一个概念

建筑的呼吸

从而建筑不再是钢筋水泥砖块搭建的体块

更像是一个生命体

设计师通过参数化设计软件

生成一系列几何模型

这些几何模型具有特殊的联动关系

当修改其中一个参数时

其他模型也会做出相应的修改

这些形式帮助设计师在思想上搭设了“台阶”

为下一步创作提供了依据

在grasshopper中

我们俗称它的元件为“小电池”

“电池’的正负极自然是用来连接控制参数的

于是就有了密密麻麻交错的线路

当然啦，涉及到一定的逻辑思维

很多设计师单尝试过第一步就被劝退

因此不少设计师的野心

都败在了“这诗一样的方程”之下

日本Dear Ginza大厦

项目类型：参数化翻新设计

项目位于东京都中央大街的

瑞穗银行 (Mizuho Bank) 

和 POLA 银座大楼的背面

由于地处一冷清的街道

因此设计师希望通过别致的设计

吸引人的关注

     

     

楼的立面采用 双层表皮设计

由 玻璃幕墙 和图形处理过的 穿孔铝板 组成

立面成为室内装饰的一部分

并避免了窗帘或百叶窗等窗户处理的需求

通过使用双层表皮

也减少了空调负荷和玻璃清洁的负担

这个不规则立面的设计通过参数化生成

为了避免固定的形状

并且在设计之初将形状近似于自然

彩色LED顶灯 安装在双层表皮内

根据季节的不同

让路过的的行人体验到不同的节目

参数化辅助设计软件设计表皮时

一来大大提高建模速度

表现出实时模型状态和表面纹理

二来为设计师带来新的设计思路

House of Innovation 000

项目类型：参数化功能改造

Nike House of Innovation 000 

是耐克在纽约市的新旗舰店

占地 68,000 平方英尺

位于第五大道一座现有塔楼的裙楼上

共有 6 层

外立面由CallisonRTKL设计

玻璃立面由多个面板组成

定制的 雕刻和中空玻璃组块

创造了一个动态的立面

反射、扭曲和透明度相结合，引人注目

     

每个面板都通过 Grasshopper 设计测试

可以针对建筑物结构

更加精确改变面板的属性和位置

Wanderwall

项目类型：参数化表皮设计

MARC FORnES是一个

以参数化设计为主导的工作室

运用参数化设计过多种装置艺术或临时建筑

MARC FORnES在苏州设计的气球装置

Wanderwall位于

美国北卡罗来纳州的夏洛特市

如梵高星空的外观重新构筑了

Uptown住宅区中心位置的停车楼的外墙

这个立体的建筑外表皮

由5,768个独立单元组成

环绕在Stonewall Station车站的

停车楼的南立面和东立面的外侧

停车楼共八层，环绕其上的充满活力的

铝制外表皮 使得该停车楼成为了

住宅区天际线中灯塔一般的存在

并创造出一系列远远超出建筑本身的

多种尺度上的空间和视觉体验

外表皮十分显眼

不仅是在通往停车楼的必经之路上

即使是在几个街区之外也可以瞥见

对于在那里居住的所有住户来说

Wanderwall外表皮

是当地的一个全新的地标

预示着这个城市的美好未来

它不是城市中的静态装置

而是一种动态元素

每次观看都会有一种新的体验

从而吸引着不同的人无数次前往

Bad咖啡厅

项目类型：参数化表皮设计

这家形象极具视觉张力的咖啡厅

坐落在印度马哈拉施特拉

由Nudes建筑事务所设计

于2015年建成

建筑师利用 PVC管 作为立面材料

运用参数化的设计手法

形成立面变幻的韵律与肌理

在城市的尺度中打造出极具个性的咖啡厅

建筑的共三层

运用垂直层叠的方式进行设计

形成有序的上下空间关系

露台空间提高了空间层次的丰富性

     

     

建筑最重要的设计点在于立面的精心处理

运用25992个回收的 PVC管 构成

通过并列排布的方式形成呼吸式的表皮

利用参数化的设计对PVC管的长度进行空间

形成波纹状的动态立面

通过黑色的处理，形成视觉冲击力

同时，PVC管的形成

依靠数控复合铝箱得以实现

实现对整个系统的有序控制

池社／Archi-Union Architects

项目类型：参数化表皮设计

2016年改造完成的池社

位于上海市徐汇滨江

坐落在西岸文化艺术示范区内

由Archi-Union Architects设计

总面积200平方米

建筑师在设计时

沿用原有的 传统青砖 作为立面材料

利用参数化的设计方式使立面的形象

呈现出起伏和疏密的变化

在建造时，采用机械臂进行砌筑

确保施工的精确和对工艺的保障

使其具有现代化特征

呈现出艺术空间的特色

迷彩住宅

项目类型：参数化表皮功能设计

迷彩住宅位于新加坡东海岸

一条绿树成荫的住宅区街道上

设计师采用了绿色设计的策略

在适当位置安插绿植元素

保证住户的视觉私密性

同时也让居住环境更舒适

提升生活空间的品质

双层外立面灵感源于植物枝叶

可以与周围环境融为一体

立面有一层 带孔的铝制表皮

表皮细节通过参数化

计算出不同时间和气候因素对住宅的影响

不同的圆孔大小有不同的穿透效果

圆孔挡片有特定的角度

可以遮挡清早和傍晚的阳光

设计使热量吸收和空调使用需求最小化

交叉通风可以有效为住宅降温

百叶幕墙小屋

项目类型：参数化功能设计

百叶墙小屋是AND为一对小夫妻和

他们的5只猫设计的住所

位于韩国京畿道

建筑的外立面由 幕墙和百叶遮阳 组合

帮助建筑节能

铝制的百叶遮阳 建筑美观又实用

设计师通过PLDS（参数化百叶设计系统）技术设计

为百叶窗旋转的角度、间距、阴影长度和

坡度寻求到最优化的参数值

整个设计不仅仅是遮挡阳光直射

还要考量夏天阳光的遮挡和冬日阳光的摄入量

  03. 

参 数化表皮

室内

除了在建筑表皮上的应用

参数化同样也可用于室内

甚至家具设计

Zuidplein 

项目类型：参数化功能设计

Zuidplein 剧院位于鹿特丹南部

建筑由De Zwarte Hond事务所和

BURO M2R事务所联合设计建造

剧院内部主色调为红色和黑色

营造一种温暖的感觉

礼堂内部的强由Studio RAP设计

为观众和表演者营造了一种

环绕式、身临其境的氛围

     

     

表皮由6000个不同的

三角形铝制复合板 精心打造

工程师通过参数化计算出

符合内部场景的三角形面板的布置方法

包括形状，角度，位置等

从而在不需要隔音材料的情况下

达到出色的声学效果

Programmable Furniture

项目类型：参数化表皮设计

Programmable Furniture是

米兰的 Saloni全球独家产品

是第一条使用 Wood-Skin?工艺和

复合材料面板 创建的家具系列

Wood-Skin? 同时是一种 新型耐用的复合材料

它结合了传统材料（如木材、金属）的

刚性和织物的柔韧性

可在建筑和家具领域进行无限多种应用

     

     

通过参数化设计出形态

并通过三角形按照角度拼贴

且可以创造出各种传统技术

无法实现的复杂几何形

建筑本身就是一个非常复杂的形体

仅仅从建筑样式来了解建筑还远远不够

作为一个当代建筑师

我们要多方面了解建筑的发展

未来，也许我们会通过不一样的参数化

为建筑界带来更多别具一格的活力