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摘要数字化设计逐渐成为一种建筑建构的新潮流。本文以深圳大学档案馆为例，介绍了在建筑设计中运用低技术数字技术完成建筑建构。
关键词数字化 低技术 深圳大学档案馆 参数 单元像素
AbstractDigital design has gradually become a new trend of building construction. Based on the archives of Shenzhen University as an example, This paper introduces the use of low technology in architectural design in digitized construction.
Key WordsDigital, Low-tech , Archive of Shenzhen University , Parameter , Unit pixel
中图分类号：G271 文献标识码：A 文章编号：
1.数字化设计
数字化技术的出现是人类历史发展的必然，机器工业的充分发展日渐将人类陷于与机器的操作控制劳作之中，而数字化技术却能够将人类从机器劳役中拯救出来，是对人力、人智的一次重要解放。
数字化设计作为一种建筑建构技术，是计算机技术高速发展的结果。数字技术给设计师提供了一个非常好的条件，通过运用数码技术辅助建筑设计，完成具有创造性的复杂建筑体。可以说数字技术给建筑设计带来了前所未有的自由性。
参数化设计又是数字建构的精髓，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。其中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，不用逐一对所有视图进行修改，从而提高了工作效率和质量。
要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。
在数字建構的过程中，关键是模型建构的逻辑和形式法则，它可以通过一个法则生成数以百计的不同形式，而最终选择的建筑形式只是一个形式生成过程的副产品，并不是目标，更不是评价数字建构优劣的标准。
2.低技术数字化设计
在数字化设计现在已经逐渐成为了设计的主流的背景下，国际上的著名事务所和大公司都在朝这个方向转型，而且作品日趋成熟。国外的建筑教育中数字设计已经成为了主要的教育方式和培养方向，也成为了下一代建筑的发展方向。一直处在跟风状态的中国建筑界也注意到这个趋势，并开始追赶，但由于电脑技术和加工水平的落后和高校建筑教育中数码设计的缺位及边缘化，使得我们的追求和技术之间出现了断沟和空位。然而我们在没有掌握建模软件脚本编程，不熟悉参数化建模和不使用数控加工的情况下，仍然通过相对传统的设计软件和设计方法大量生产着外形类似的非线性和参数化设计的建筑方案，这就是低技术数字化设计。
这里所说的低技术数字化设计并不带有任何贬义，它只是不是技术至上的设计方法，但是在数字建构过程中依然遵循模型建构的逻辑和形式法则。低技术数字设计更关注于设计结果，用人脑的建模策略来替代电脑的自动生成。我们的设计把最终的形式作为追求的目标，强调建筑效果图的表现，注重的是设计成果而不关注形式的生成过程。这样我们可以摆脱电脑的束缚和局限性，跳跃技术的鸿沟，从而更加主观和自由的决定建筑的形式，有时会因此更加巧妙的解决问题。
3.深圳大学档案馆设计
深圳大学档案馆位于深圳大学主校区的中心，也是深大主校区内的最后一个主题建筑。我们在深圳大学档案馆的建筑设计中就采用了这种低技术的数字化设计，用简单的单元像素成像原理对建筑表皮进行图形处理，表达立意。
3.1立意
档案馆建筑是展示档案文化的重要载体，承载着深圳大学30年的历史。我们寻求在现代建筑构件里再现历史、体现文化。在设计中希望运用现代建筑艺术表现手法创建一个讲述深圳大学历史的建筑。
建筑由两个完整的长方体组成，简洁的体量犹如一块朴实的玉石，象征着档案馆的真实与原始。整座建筑采用印章的立意，表达档案对文化的记载与传承。
3.2场所
项目位于深圳大学主校区中心，西侧和南侧毗邻图书馆和教学楼，北侧是荔枝林，景色优美。基地现状为篮球场，是一块平整的台地，面积约为3535.36㎡，总建筑面积为7768㎡。场地设计把建筑主体集中北面偏西布置，留出东南面相对宽松的从前广场到入口平台的场地前轴序列。
3.3肌理
整座建筑犹如印章，在竞标阶段，设计综合考虑项目的主题内涵，在东西立面上采用篆刻深大校训“脚踏实地”，以表达深大的精神。中标后，经反复讨论改为章必功校长对学生的寄语“岁月如金”。把“岁月如金”的篆体简化为只有“横”和“竖”两种笔画，再把其置入22mX22m的方形之中（图1），成为档案馆的东、西立面。透明材质的玻璃为底，实体部分采用铝扣板整体设计，让光线透过玻璃将大型字体投影在中庭内，产生的特殊视觉效果让使用者在虚实之间感受历史。
图1 “岁月如金”篆体简化
为了突出深圳大学的主题，建筑南立面和屋顶相结合设计，我们深圳大学的地图设计于建筑外表皮之中，让整座建筑仿佛身披地图。
地图的视觉呈现必须把握合适的度，传情达意之余不可过于具象和明确，否则就脱离了点题和表达精神的主旨。基于以上的设计原则，在多种尝试之后，我们决定通过与外墙肌理一体化处理的方式来呈现地图效果。经过反复探讨，并通过比例模型验证，最终决定采用像素化的成像手法：深大地图用200x200mm的单元像素来成像。在设计中我们参照计算机的单元像素成像的原理。先采用100x200mm的铝方通（外喷白色氟碳漆）间隔200mm布置，形成网格线，并形成地图的外轮廓。然后从深圳大学的地图中抽取主要元素：道路、建筑、运动场和湖泊。把这些元素和200x200mm的矩阵进行叠拼。然后设定重叠面积为60%的参数A。当200x200mm的方格中重叠面积大于参数A时,此处就设计200x200mm的方形铝板（外喷白色氟碳漆）（图2）。这样就形成了200x200mm的单元像素成像。当然如果A值更改，这样得出来的图形也会不同。进过反复比较，我们选择A为60%。设计完后再人工对图形进行一定的优化，这样使建筑从屋顶到地面仿佛身披深圳大学的地图（图3）。远观建筑，深圳大学地图映入眼睑；走进建筑，地图逐渐消融到外墙的肌理与质感当中；而走进建筑后，阳光将斑驳的深大地图透过玻璃射入边庭及墙壁上，形成特殊的光与影的室内效果。
图2200x200单元像素局部放大图
图3 深圳大学档案馆立面构思
4.结语
在低技术参数化设计中不是也没有必要在很大程度上依赖于计算机和软件，不是要将人从设计的生成过程中剥离，而是重新认识设计师自身的思维过程，使其和计算机的逻辑过程更加相似。我们在深圳大学档案馆的建筑设计中就采用了这种低技术的数字化设计，用简单的单元像素成像原理对建筑表皮进行图形处理，表达立意。低技术的非线性设计方式为我们提示了一个出路，在建筑设计中用计算机模型的逻辑和形式法则完成我们所需要的设计图形。
参考文献：
[1]哈文. 低技术数字建构. 《建筑技术与设计》2009年第03期
[2]马海东，徐燊. 数字建构——数字技术在建筑中的应用. 《华中建筑》2003年04期
[3]袁峰. 数字化建造——新方法论驱动下的范式转化. 《时代建筑》2012年02期
[4]翟炳博，杜小辉. 浅析参数化设计的参数获取.《华中建筑》2010年06期
关键词数字化 低技术 深圳大学档案馆 参数 单元像素
AbstractDigital design has gradually become a new trend of building construction. Based on the archives of Shenzhen University as an example, This paper introduces the use of low technology in architectural design in digitized construction.
Key WordsDigital, Low-tech , Archive of Shenzhen University , Parameter , Unit pixel
中图分类号：G271 文献标识码：A 文章编号：
1.数字化设计
数字化技术的出现是人类历史发展的必然，机器工业的充分发展日渐将人类陷于与机器的操作控制劳作之中，而数字化技术却能够将人类从机器劳役中拯救出来，是对人力、人智的一次重要解放。
数字化设计作为一种建筑建构技术，是计算机技术高速发展的结果。数字技术给设计师提供了一个非常好的条件，通过运用数码技术辅助建筑设计，完成具有创造性的复杂建筑体。可以说数字技术给建筑设计带来了前所未有的自由性。
参数化设计又是数字建构的精髓，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。其中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，不用逐一对所有视图进行修改，从而提高了工作效率和质量。
要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。
在数字建構的过程中，关键是模型建构的逻辑和形式法则，它可以通过一个法则生成数以百计的不同形式，而最终选择的建筑形式只是一个形式生成过程的副产品，并不是目标，更不是评价数字建构优劣的标准。
2.低技术数字化设计
在数字化设计现在已经逐渐成为了设计的主流的背景下，国际上的著名事务所和大公司都在朝这个方向转型，而且作品日趋成熟。国外的建筑教育中数字设计已经成为了主要的教育方式和培养方向，也成为了下一代建筑的发展方向。一直处在跟风状态的中国建筑界也注意到这个趋势，并开始追赶，但由于电脑技术和加工水平的落后和高校建筑教育中数码设计的缺位及边缘化，使得我们的追求和技术之间出现了断沟和空位。然而我们在没有掌握建模软件脚本编程，不熟悉参数化建模和不使用数控加工的情况下，仍然通过相对传统的设计软件和设计方法大量生产着外形类似的非线性和参数化设计的建筑方案，这就是低技术数字化设计。
这里所说的低技术数字化设计并不带有任何贬义，它只是不是技术至上的设计方法，但是在数字建构过程中依然遵循模型建构的逻辑和形式法则。低技术数字设计更关注于设计结果，用人脑的建模策略来替代电脑的自动生成。我们的设计把最终的形式作为追求的目标，强调建筑效果图的表现，注重的是设计成果而不关注形式的生成过程。这样我们可以摆脱电脑的束缚和局限性，跳跃技术的鸿沟，从而更加主观和自由的决定建筑的形式，有时会因此更加巧妙的解决问题。
3.深圳大学档案馆设计
深圳大学档案馆位于深圳大学主校区的中心，也是深大主校区内的最后一个主题建筑。我们在深圳大学档案馆的建筑设计中就采用了这种低技术的数字化设计，用简单的单元像素成像原理对建筑表皮进行图形处理，表达立意。
3.1立意
档案馆建筑是展示档案文化的重要载体，承载着深圳大学30年的历史。我们寻求在现代建筑构件里再现历史、体现文化。在设计中希望运用现代建筑艺术表现手法创建一个讲述深圳大学历史的建筑。
建筑由两个完整的长方体组成，简洁的体量犹如一块朴实的玉石，象征着档案馆的真实与原始。整座建筑采用印章的立意，表达档案对文化的记载与传承。
3.2场所
项目位于深圳大学主校区中心，西侧和南侧毗邻图书馆和教学楼，北侧是荔枝林，景色优美。基地现状为篮球场，是一块平整的台地，面积约为3535.36㎡，总建筑面积为7768㎡。场地设计把建筑主体集中北面偏西布置，留出东南面相对宽松的从前广场到入口平台的场地前轴序列。
3.3肌理
整座建筑犹如印章，在竞标阶段，设计综合考虑项目的主题内涵，在东西立面上采用篆刻深大校训“脚踏实地”，以表达深大的精神。中标后，经反复讨论改为章必功校长对学生的寄语“岁月如金”。把“岁月如金”的篆体简化为只有“横”和“竖”两种笔画，再把其置入22mX22m的方形之中（图1），成为档案馆的东、西立面。透明材质的玻璃为底，实体部分采用铝扣板整体设计，让光线透过玻璃将大型字体投影在中庭内，产生的特殊视觉效果让使用者在虚实之间感受历史。
图1 “岁月如金”篆体简化
为了突出深圳大学的主题，建筑南立面和屋顶相结合设计，我们深圳大学的地图设计于建筑外表皮之中，让整座建筑仿佛身披地图。
地图的视觉呈现必须把握合适的度，传情达意之余不可过于具象和明确，否则就脱离了点题和表达精神的主旨。基于以上的设计原则，在多种尝试之后，我们决定通过与外墙肌理一体化处理的方式来呈现地图效果。经过反复探讨，并通过比例模型验证，最终决定采用像素化的成像手法：深大地图用200x200mm的单元像素来成像。在设计中我们参照计算机的单元像素成像的原理。先采用100x200mm的铝方通（外喷白色氟碳漆）间隔200mm布置，形成网格线，并形成地图的外轮廓。然后从深圳大学的地图中抽取主要元素：道路、建筑、运动场和湖泊。把这些元素和200x200mm的矩阵进行叠拼。然后设定重叠面积为60%的参数A。当200x200mm的方格中重叠面积大于参数A时,此处就设计200x200mm的方形铝板（外喷白色氟碳漆）（图2）。这样就形成了200x200mm的单元像素成像。当然如果A值更改，这样得出来的图形也会不同。进过反复比较，我们选择A为60%。设计完后再人工对图形进行一定的优化，这样使建筑从屋顶到地面仿佛身披深圳大学的地图（图3）。远观建筑，深圳大学地图映入眼睑；走进建筑，地图逐渐消融到外墙的肌理与质感当中；而走进建筑后，阳光将斑驳的深大地图透过玻璃射入边庭及墙壁上，形成特殊的光与影的室内效果。
图2200x200单元像素局部放大图
图3 深圳大学档案馆立面构思
4.结语
在低技术参数化设计中不是也没有必要在很大程度上依赖于计算机和软件，不是要将人从设计的生成过程中剥离，而是重新认识设计师自身的思维过程，使其和计算机的逻辑过程更加相似。我们在深圳大学档案馆的建筑设计中就采用了这种低技术的数字化设计，用简单的单元像素成像原理对建筑表皮进行图形处理，表达立意。低技术的非线性设计方式为我们提示了一个出路，在建筑设计中用计算机模型的逻辑和形式法则完成我们所需要的设计图形。
参考文献：
[1]哈文. 低技术数字建构. 《建筑技术与设计》2009年第03期
[2]马海东，徐燊. 数字建构——数字技术在建筑中的应用. 《华中建筑》2003年04期
[3]袁峰. 数字化建造——新方法论驱动下的范式转化. 《时代建筑》2012年02期
[4]翟炳博，杜小辉. 浅析参数化设计的参数获取.《华中建筑》2010年06期