《WA》非线性建筑参数化设计

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1、WA作为本期特约编辑，您是如何组织本期内容的？ 徐卫国：关于运用数字技术进行建筑设计这一主题，先锋建筑师及激进的建筑学院从 1990 年代中叶开始进行探索，经过 10 多年的时间，今天已经普及到了世界各地建筑学院的教育 以及越来越多的建筑设计事务所的项目实践中。目前，这一建筑设计的变革具有 3 个方面 的新趋势：1.从热衷于虚拟形象的生成发展到运用参数化方法进行实际项目的设计；2.运用 各种软件技术对复杂形体的建造材料及构造细节的物质性研究；3.将软件技术运用到更大尺 度的城市设计上。本期在文章及实例的选择上也正是试图反映上述 3种建筑设计的新趋势。WA关于这一新的设计变革，用“非线性建筑”这

2、一词来概括，您是如何考虑的？徐卫国：“非线性”一词来自于非线性科学，即复杂科学，它完全不同于发源于牛顿原理的现 代经典线性科学，它可以对动态、不规则、自组织、远离平衡状态等现象进行合理地阐述， 是人类对自然及社会的一种全新的认识理论。那么，新科学在建筑领域是否有对应物呢？1997年，查尔斯詹克斯应邀作为英国AD杂志129期的客座主编，该期杂志的序言标 题为：“非线性建筑：新科学=新建筑？ ”，詹克斯在文中简述了科学界新的复杂科学（即非 线性科学），已经取代了发源于牛顿经典理论的旧的现代线性科学，尽管科学家们对非线性 理论还未达成一致的看法，但是，非线性科学所揭示出的关于宇宙的事实让人类认识到，

3、宇 宙其实要比牛顿、达尔文及其他人设想的更具活力、更自由、更开放、更具自组织性；接着， 文章指出了新的非线性科学在建筑界已有相对等的新的建筑形式，如毕尔巴鄂古根海姆博物 馆，辛辛纳提阿罗诺夫中心，柏林犹太人博物馆扩建；并预言，非线性建筑将在复杂科学的 引导下，成为下一个千年的一场重要的建筑运动。当时，詹克斯之所以把上述 3个建筑称作非线性建筑，是因为“它们部分地通过计算机 非线性的方法生成出来”。从今天的观点来看，尽管这 3 个建筑均称不上真正的非线性建筑， 但詹克斯关于“非线性科学对建筑设计的影响将带来一场新的建筑运动”这一预言，却实实在 在正在发生。事实上，建筑设计可看作一个复杂系统，众多

4、外部及内在因素的综合作用决定设计结果。 我们可以把各种影响因素看成参（变）量（Parameter）,并在对场地及建筑性能（Performance） 研究的基础上，找到联结各个参（变）量的规则，进而建立参数模型（Parametic Model）, 运用计算机软件技术生成建筑体量、建筑空间或结构形式，且可以通过改变参（变）量的值 获得多解及动态的设计方案。如果我们承认建筑设计是一个复杂系统，设计过程中各个参数按某种规则的集合则是一 个动态稳定结构，设计结果只不过是过程中某阶段的动态结构形态的定格记录。这一动态结 构的形态是建筑设计过程这一复杂系统的写照，它必然反映各个参（变）量之间游牧状（Noma

5、dic）的互相关联，因而，其形态也会呈现出一种非线性的存在状态，这样，作为结 果的建筑形态将超出经典的欧基里德几何体系而产生出一种流动性的非线性体，它是对各种 复杂问题的解答，表现出建筑的复杂性。从这一角度讲，我们是否能把这样产生的、具有流 动性的、非线性体量的建筑设计称为“非线性建筑”呢？WA那么，又怎样定义参数化设计这一概念呢？ 徐卫国：参数化设计实际上就是要找到一种关系或称规则，把影响设计的主要因素组织到一 起（这里把影响建筑设计的因素看作参（变）量或参数），形成参数式或者叫参数模型，并 用计算机语言进行描述，通过计算机技术把参量及变量数据信息转化成图像，这个结果就是 设计的雏形。参数模

6、型给建筑设计带来了灵活性，给设计结果带来了更大的可控性。当设计的条件或 设计想法改变的时候，可以修改参数模型得到新的结果，当变量的大小值改变的时候，可以 不用改变参数模型而只改变输入信息就可得到新的结果，结果变得可控。对于简单形体的设计，比如，一些标准的几何形体，不借助参数化的平台，也很容易修 改它的形状；但是，对于复杂的不规则的形体来说，如果用传统的设计工具，要改变某一个 设计条件，它的形状要随之改变的话就很困难，现在如果有了参数化设计平台，修改模型或 改变变量的大小，就可以马上得出设计的结果。从设计方法的角度来看，有了可控复杂形体 的方法。事实上，对于设计项目来说，从设计的开始到设计结束，

7、设计要求会不断地改变， 设计的条件也在不断地改变，作为建筑师本身，在分析和研究的过程中也会不断发展自己的 想法，这就造成了影响设计的因素的变化，而这些变化若在参数化设计平台上，就很容易反 映到最后的结果上，这就是参数化设计的特点。在传统的设计中，要把一个想法变成最后的设计结果，完全靠人脑想像获得建筑形状， 会受到局限；而参数化设计，想法和思路借助于逻辑分析及关系规则来实现，当建筑师分析 和研究设计条件时，就是在寻找逻辑关系，他并没有一开始就把概念变成形象，而是通过逻 辑关系的控制作用，最终得到设计形体，建立逻辑关系的过程也会改变最初的思路和概念。这个逻辑关系是抽象的，它会给你带来意想不到的惊喜

8、，德勒兹称之为抽象的机器。这 个抽象的机器比较形象地说，就是在一端输入条件，另外一端输出形象。建筑师的主要任务 现在转变了，转变成设计抽象的机器，即设计参数模型，设计逻辑关系，传统意义上建筑师 的概念和思路，就被逻辑关系所代替，这样，设计再也不是一对一的设计，而是建立起一个 抽象的机器，你可以不断地输入新的信息，得到新的结果，多种因素，多样的结果。另一个 值得注意的问题是，由于参数模型只涉及到影响建筑设计的主要的因素，这样得到的结果， 还需要考虑其他没有涉及到的影响设计的因素，因而还需进行修改、发展和演化，从而得到 最后的设计。WA您与尼尔林奇共同策展的2008北京建筑双年展的主题为“数字建构

9、”，这是从哪个角 度提出的？ 徐卫国：“数字建构”，具有明确的两层含义：使用数字技术在计算机中生成建筑形体，以及 借助于数控设备进行建筑构件的生产及建筑的建造。前者的关键词是“生成”，而后者的关键 词是“建造”，两者均离不开数字技术。这两层含义也可用“非物质性和物质性”来阐述，在计 算机中生成设计属于数字技术的非物质性使用，而在实际中构件的生产及建筑的建造则是数 字技术的物质性使用。之所以用“数字建构”作为展览主题，是试图强调“生成”与“建造”的互相依存关系，在软 件中生成设计是为了实际的建造，对建造的重视又可为生成提供目标甚至思路。另一个重要原因在于，在 10 多年数字设计探索的过程中，无论

10、先锋建筑师还是激进的 建筑学院，他们过多沉迷于计算机虚拟图像的追寻，过分崇尚算法与美轮美奂的形态之间的 关系探究，结果忽视了数字技术对实际项目建造的作用。斯坦艾伦(普林斯顿大学建筑学 院院长)在谈到这一问题时，弓I用了作家巴拉德(JGBallard)的一段话说明了他的看法， “我们居住在一个被各种虚构所统治的世界里 特别对于作家而言，越来越没必要发明一部 小说的虚构内容，因为虚构已经在我们身边无处不在，作家的任务是要发明真实。 ”同样， 各种虚拟的形状已充满了我们的计算机内存，我们的任务是要关注虚拟图形的实现。事实上，数字技术对建筑的影响表现在一个实体建筑产生的各个阶段，从设计雏形的生 成、形

11、体的进化、建构逻辑的研究、形体分形、构件加工，直到现场施工，每个环节都离不 开数字技术。因此，数字设计并不是孤立的，它是作为数控建筑生产产业的开端而存在的。WA在一些文章中提到，非线性建筑在思想上受到德勒兹哲学思想，如褶子、平滑、图解、 生成概念的影响，请谈一谈褶子思想对非线性建筑的影响。 徐卫国：德勒兹是法国后现代哲学家，“被公认为是创造概念的大师，他创造概念的方式独 特，在不同领域之间追踪概念，让这些领域既保持相互沟通，又有相互间的差异”。他的哲 学思想，特别是上述 4 个哲学概念，1990 年代之后直接影响到先锋建筑师们看待和解决问 题的方式。褶子思想是德勒兹通过巴洛克风格的启示，对莱布

12、尼茨单子理论创造性阅读及诠释而创 造出来的哲学概念。1986 年，德勒兹出版了褶子：莱布尼茨和巴洛克一书。德勒兹在 书中提出了一个褶子的世界，在这个世界中，时间和空间随着物质的折叠(Folding)、展开 和再折叠而生成。他提出，弯曲(Inflection)是褶子形成的理想基本元素，可被视为“纯粹 的关于线或者点的事件”。同时指出，物体是在由内向外及由外向内的双向折叠中形成的， 因此，物体本质上没有内外之分，空间与时间共存于物质的折叠中，外观就是物体自组织的 体现。他又进一步引申到，当建筑表皮具备结构和材料的双重特性时，表皮就可以代替空间 结构成为建筑自身，并成为空间和时间的主导。在这里，德勒

13、兹阐述了物体形成的规则：首先，它是在内外双向折叠中生成的，因而生 成的物体没有内外之分；其次，物体的生成是在空间中，从一个时刻到另一时刻的时间延时 过程中发生的，因而，它是动态连续的。如果我们用这一哲学概念来思考非线性建筑问题， 其实德勒兹的“物体”可以看作非线性建筑的非线性体，反过来说，非线性体也就找到了形体 概念定义的理论基础。事实上，褶子思想定义了非线性体并说明了它的特性。FOA 设计的日本横滨码头， RUR 与 XWG 合作设计的广东三水城市中心项目，都是 这一思想的典型实例。在这些项目中，表皮成为了地形的延续，建筑中的屋顶、楼板和墙体， 城市中的道路、建筑和基础设施都被混合在一起，形

14、成了一个连续和转换的表皮结构，从而 “消解了外立面作为内外空间之间对立产物的固定模式”，打破了内外、时空、人工与自然之 间的疆界， “折叠”作为建筑的逻辑呈现了个体与文脉之间的连续性。WA德勒兹的“平滑”思想与“游牧空间”相对应，请谈一谈这一概念。徐卫国：德勒兹的“平滑”思想是相对于“条纹”(Striation)及“格网”(Grid)而言的，他用后 者形容封闭的、等级的思想独裁，与条纹及格网对应的是国家空间(State Space)，在其中 的运动要受水平面引力的限制，因此只能在固定的“点”之间运行，它是一种矢量空间；而他 用“平滑”形容自由、开放、不受理性束缚的思想，与之对应的则是 “游牧空

15、间” (Nomadic Space)，其中的运动可以从任何一点跳到另一点，其分布的模式是在开放空间里排列自身的 规则，变量永远置于变化的状态之中。游牧空间是游牧民活动的场所，位于草原和荒漠延扩的土地上，具有广阔无垠、没有边 界的特点，游牧民活动的路线具有不确定性，他们运动的方式是驾驭着差异的烈马在旷野上 任意驰骋，因而是自由的、开放的，但他们这种自由的生活方式也受某种条件的控制，一般 认为是地方气候造就了他们的生活。从这一层面来看，游牧空间与非线性建筑所创造的连续 空间具有相近的特征。如果说褶子思想定义了非线性体可见的物质实体的话，那么，这一物 质实体所带来的空间是否可用“游牧空间”来形容呢？

16、WA您认为还有哪些与非线性建筑有关的重要概念需要阐述？ 徐卫国：另一个重要的概念是“生成”，我们把哲学家们对德勒兹生成思想的解读进行综述， 可以将生成概念表述如下。从本质上说，德勒兹的哲学是关于生成的本体论，在他看来， “事件”的根本属性就是“生 成”。德勒兹在“生成”一文中曾经指出， “生成”总是逃避在场性的“现在”，因为它不能被固 化成一种空间性的先后秩序(过去/将来)，在某个特定的时点，它既在又不在，这里根本没 有可以独立地分隔开来的在场和不在场，二者总是已经在互动和转换的游戏之中了。“生成” 是一个运动过程，它不是由事物状态决定的，它不提出“你将生成什么？”的问题，因此也不 涉及模仿与再现。生成是对固化的理论和学说的瓦解，由于任何系统都是内在异质 的、多元化的，因此它的存在状态必然是开放的、时空统一的。维特根斯坦认为，生成的结 果就是形成无数处于时空边缘、“家族相似”、但不能“类同化”的“事件”(Event),而系统就 在这种关联的拓展和重组中穿越不同的层次、不断改变自