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几何的策略 2013年3期 　　摘要：通过对成都天府国际金融中心超高层项目的参数化设计过程介绍，分析参数化设计在设计过程各个阶段的作用，揭示几何学在参数化设计过程中的重要作用。 　　关键词：参数化设计 几何学 设计过程 　　1、项目概况 　　成都天府国际金融中心位于成都市南部副中心金融总部商务区的核心发展区，2008年建成投入使用，其设计理念与构思为：以“现代、简约、优雅”的方式，营造“花园”的环境。 　　本工程为该项目中新增配套功能建筑，由中国建筑西南设计研究院有限公司设计，主要包含两栋超高层塔楼、连接地铁站厅的地下配套商业及车库等，总建筑面积约16.8万m2。超高层塔楼北楼为公寓及配套服务商业，南楼为办公及商务会议功能，建筑高度均约为220m，地下室为配套商业服务设施、地下车库及设备用房（图1）。 　　因成都天府国际金融中心为改扩建项目。用地极其紧张。新增建筑与周边已有建筑退距接近极限，在解决了既有条件下的各种改造问题后，新设计力求达到与原设计的和谐共融。本工程在设计策略上采用了与原有建筑设计手法同质异构的几何法则，并以几何学原则为构成基础，推导出建筑形态、结构主体、表皮形式等完整的建筑系统。在设计过程中采用参数化设计手段，通过几何学的控制方法，确保建筑设计的高品质完成。为施工的高完成度奠定了坚实基础。 　　2、采用参数化设计的缘由 　　“在我看来。建筑学是几何秩序的一种表达和应用。”——尼克斯·A·萨林加罗斯 　　2.1 本项目的几何特征 　　本项目基本形体为被椭圆柱面及圆柱面切割的椭球体形态，其上下收分的形态和复杂的双层幕墙表皮（图2）不同于常规线性形态的高层建筑，复杂形体与表皮若采用常规的二维设计方式，将带来设计的众多盲点和粗糙的细节处理，同时修改极为不便且绘图非常繁琐，在设计周期上也难以满足业主的迫切要求。基于对原设计建筑几何形式“优雅”特征的延续与推进，设计过程中不可避免地要对建筑形体进行多次反复的优化、对比和调整。作为非线性的形体。其平、立、剖面和外网幕墙界面等几何要素是与建筑形体紧密关联的。每一次对形体的调整都将造成二维设计图纸的大量修改。 　　建筑工程是一个复杂的系统工程，而本项目在既成的简洁优雅的空间环境中。新的非线性地标形体是以其几何特征为纲的系统。设计需要一种工作方法能够融合由上至下和由下至上的层级逻辑并以一种相互回馈的方式运作，它应该能帮助建筑师实现从设计到建造过程的良好控制，而参数化设计正是我们所需要的设计方法。 　　2.2 参数化设计的特点 　　参数化设计其实就是参变量化设计，即设计是受参变量控制的，每个参变量控制或表明设计结果的某种重要性质，改变参变量的值会改变设计结果。参数化本身关注的是数学函数中的变量处理，而这些处理又会给形式的生成带来一系列的可能性。因而特别适用于复杂曲面的系统化控制。 　　通过参数化建模将本项目进行几何梳理是顺利完成项目的关键手段与合理方法。从建筑单体的整体形态到各层平面的边界确定、层与层之间的外围结构柱定位，以及幕墙各个板块的划分和编号，参数化模型将从构件几何系统出发，对与其相关的各层级的问题逐一作数据化的解决。 　　3、参数化设计的解决方案 　　“在建筑实践的现实世界中，数字技术已经渗入到方方面面，而设计师正是要负责数字技术在方方面面的联系。——彼得·绍拉帕耶 　　本项目设计采用Rhinoceros建模软件结合Grasshopper参数化插件进行参数化建模（图3），参数化设计贯穿从方案到施工图的设计全过程，并在设计中后期结合Autodesk Revit建立BIM模型，为建筑设计的完整性和精确性提供技术保障。 　　3.1 形体优化——方案设计阶段 　　方案设计阶段，设计尺度以建筑单体几何形态控制为主，在前期的形体推敲过程中。参数化建模是逻辑性地确定建筑形体的科学方式。 　　在概念方案阶段确定基本造型后，形体优化成为从概念到实践的首要工作。概念方案阶段采用Rhinoceros软件建模。超高层塔楼原基础形体为多个不同标高的椭圆形平面放样（loft）组合的结果。缺乏整体统一的几何规则。在定位和几何划分上缺乏规律性。 　　构造可知（Construction-aware）的几何造型是进行规则几何划分的前提条件。设计出于对后期深化设计及施工过程的考虑，建筑模型中结构的规则性使重复性的单元能够预制造和大量生产。因此在方案设计阶段，需要在最初的几何定义之后进行一种重设计的阶段，其目的在于建立建筑形体可描述的几何学规则。 　　在确保建筑形体的美学特征和施工建造可行性的前提下。我们将建筑基本形体修正为椭球体，并将几何中心调整到避难层位置，赋予建筑对称性质，将定位和几何划分尽量简化。同样，形体的切削线也由自由曲线简化为与基本形体更加吻合的椭圆