第 1 章 绪论
1.1 问题的提出
时至 2013 年，“参数化设计（Parametric Design，简称 PD）”已经不是什么新鲜的词汇了，最近三四年间，“参数化设计”是被提及频率最高的建筑设计词汇。有关“参数化设计”的方方面面席卷了全球建筑设计和建造行业，无论是学校教学机构、设计单位还是施工单位，都不可避免的驶上了这条“快车道”。国内的参数化设计推广活动也在如火如荼的进行着，高校开展参数化设计课程、设计企业间举行参数化设计交流论坛、各类会议的论文集和理论研究成果也不断涌现，业主开始提出参数化风格的项目要求和 BIM 工作模型的普及推广，每个从业者都能够切身感受到参数化设计带来的影响。都说“实践是检验真理的唯一标准”，那么，身处设计一线的建筑师是如何利用参数化设计这个新平台进行工作的？参数化设计在实际项目的设计过程中都解决了哪些问题？参数化设计适合哪些特点的建设项目？关于这些问题，作者将通过对一个实际项目的设计过程描述来给予回答。
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1.2 论文选题的背景和意义
进入信息时代，数字技术获得飞速发展，人类社会也因此产生了巨大而深刻的变化，当人们利用数字技术探究更为复杂的未知现象时，社会的组织和分工模式也变得越来越复杂，简言之我们面对的是一个复杂的世界。建筑领域面对这个世界时，也会有及时的反应，在此背景下，用参数化设计来解决愈加复杂的空间和形式就成为一个必然的结果。进几年随着社会生产力的发展、以网络为平台的信息化社会逐步成形，业主对建设项目的重视程度提高，设计企业承接的大型民用公建项目向着“复杂、独特、节能”等方向侧重，越来越多的大型公建项目在“功能—造型—成本”三者之间提出了很高的要求，加之设计周期的紧迫，设计企业开始普及应用各类 BIM工具和参数化设计工具来满足这样的苛刻要求。作者供职的单位是一家国有大型民用建筑设计企业，长年接触大量大型公共民用建筑的设计项目。适逢北京的“后奥运建设周期”，很多奥运会前后建设的地标性建筑给当下的建筑设计企业和建筑师在设计手段和设计理念方面作出了积极的表率，紧接着外地的很多公建项目也跟着提出更高的设计要求。国内设计单位对于 BIM、参数化设计这些先进设计平台的使用，正经历着“从了解到尝试，从模仿到创作”的设计新阶段。2011 年初，作者作为设计总负责人主持设计一个外观形体复杂的大型城市综合体项目（简称“承德项目”①），从贯彻设计理念、保证创意圆满实现的角度出发，在设计过程中，作者带领的设计团队选择使用参数化设计工具以及专业数字化设计服务团队配合设计，力求保证设计质量，推进项目的顺利实施。在承德项目的每个设计阶段，都不同程度的使用了几种主流的参数化设计软件来完成必要的设计内容。通过对参数化设计软件的使用，与专业数字化设计团队的配合以及生产厂家的深化设计，作者总结出参数化设计方式在对待复杂形体建筑项目时的优劣势，从而为今后类似设计项目积累宝贵的实践经验，为正在普及应用的参数化设计方式积累一定的技术储备和实施基础。论文立足于实践项目，获得第一手利用参数化平台进行设计的经验，旨在总结经验和教训的基础上，反思参数化设计带来种种利弊，为以参数化设计为代表的新型设计模式的使用探索出一条可行之路。
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第 2 章 参数化设计平台使用现状及设计策略
2.1 参数化设计软件
严格来说，目前建筑设计行业广泛使用以 AutoCAD 为代表的一系列制图软件（本文简称“传统软件”），其软件内部运行方式就是一个参数化的过程，操作界面中的点线面元素，在软件内部都以参数的形式存储，并按一定的逻辑执行，这也是广义上的参数化。传统软件主要依靠操作者——即设计师的主观操作完成设计任务，替代了手工绘图的工作，并以一定的批处理功能承担大部分繁重的绘图工作，它和建筑师之间是一元对立的关系，并没有直接参与到设计中。而目前流行的参数化设计软件（以下本文简称“参数化软件”）不仅具备手工建模绘图的能力，更重要的是它能够让建筑师通过计算机语言使用计算机进行设计，这类适用于建筑设计的计算机语言，我们通常称之为“脚本程序”，脚本程序中包含着数学、计算机图形学和各种算法（Algorithm），利用脚本程序建筑师可以建立和控制具有复杂几何关系的、包含各类参数信息的数字几何模型。参数化软件和建筑师之间变成了二元交互的关系，这种关系让建筑师更加关注设计的过程，从而使设计保持了从始至终的逻辑性，而这正是参数化软件所代表的当代数字技术带给建筑设计的巨大影响。参数化设计主要依赖于计算机技术得以实现，设计时所使用的参数化软件和普通计算机软件有相似的特点：分工细、功能多、种类多。现行比较流行的参数化设计软件基本分为两大类：第一类是适合做策划分析，辅助进行方案创作的。第二类是适合做精确控制，辅助进行施工图设计的。
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2.2 参数化设计平台的使用现状
国外的参数化设计研究工作比国内要早，对于软件平台的研究和使用情况也要好于国内，国外的高校和研究机构侧重于非线性理论和参数化设计策略的研究，而设计机构则成立专门的数字化设计部门或技术小组，在特定的项目中或整体或局部的使用参数化设计平台为项目服务。对于国内的大部分从业建筑师来说，相较传统软件而言，参数化软件还是个新生事物。由于其具有完成复杂形体构型的强大功能，因此软件本身也设计得较为复杂和晦涩，软件强调逻辑性和严谨性，许多设计思路的实现需要设计者具备较强的数学能力和逻辑分析能力，并且还能熟练操作软件完成基本的设计主体思路，这种要求对目前国内从业的主力建筑师来说，是个巨大的挑战。国内的参数化设计平台使用现状是：软件操作熟练的一般都是刚工作的新学生或者工作一两年的年轻员工，他们学会软件的途径是高校里相关的教学内容以及个人自学，他们虽然有一定的参数化造型能力，但工程经验较少；而具备一定工程经验的主力建筑师，多为工作七、八年以上的员工，对参数化软件的操作和理解却不够娴熟。这样一来，通晓两方面的人才极少，大部分的工作是由年轻建筑师和有经验的建筑师配合共同完成的，这也是参数化软件这个新事物在普及过程中的客观现实。造成这一状况的主要原因，作者认为有两点：一是设计企业很难进行大规模集体培训和“换笔”行动，因为培训会占用较多时间，影响众多项目的设计进度；二是受国内的建筑设计分工习惯和较短的设计周期影响，方案创作和施工图设计各有一拨合适的“熟手”来完成，工作内容被区分得比较明显，设计人从始至终使用参数化软件的机会有限。相信随着参数化软件和 BIM 工作模式的普及，国内参数化设计平台的使用会越来越普遍。
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第 3 章 参数化设计在复杂形体建筑中的设计.......15
3.1 复杂形体建筑的设计特点和难点 .....15
3.1.1 产生复杂形体建筑的原因 ...... 15
3.1.2 复杂形体建筑的特点和设计难点 ..... 17
3.2 参数化设计在复杂形体建筑项目设计........18
3.3 参数化设计在国外建成项目中的应用分析 ....21
.4 参数化设计在国内建成项目中的应用分析 ....23
3.4.1 国家体育场“鸟巢”（CAG） ........ 23
3.4.2 北京凤凰卫视媒体中心（BIAD） .... 25
3.4.3 杭州奥体中心游泳馆（BIAD） ....... 27
3.5 本章小结 .....28
第 4 章 参数化设计在承德鼎盛王朝文化产业.....30
4.1 承德鼎盛王朝文化产业园主场馆项目简介 ....30
4.2 鼎盛王朝文化产业园主场馆的建筑复杂形体特征 .......32
4.3 鼎盛王朝文化产业园主场馆建筑参数化.....34
4.4 方案设计阶段的参数化设计应用 .....36
4.5 初步设计和施工图设计阶段的参数化设计应用 ......41
4.6 幕墙系统的参数化设计应用 ........47
第 5 章 承德鼎盛王朝文化产业园建筑设计实践中的问题归纳和思考
5.1 承德鼎盛王朝文化产业园建筑设计实践中的问题
在承德项目中使用参数化设计手段辅助完成建筑设计，是在方案构思基本成立后就确定的目标。在后续的工作中，作者所带领的设计团队和数字化公司以及设计顾问都能够在同一平台上进行设计交流和讨论，其使用效果是比较理想的，参数化设计和复杂形体两者的互需关系也是十分清晰的。由于是初次在实际项目中使用参数化工具和 BIM 的工作模式，因此在设计中或多或少还是遇到一些问题。这些问题有的在其他类型的工程中已有解决方案，有的还有待进一步的整理和探索，现整理如下。由于分析各种外部条件必须掌握很多交叉学科的知识和与之相对应的分析软件，加上时间和技术储备的不足，因此完全从外部条件入手分析产生基本型的方式实现起来有较大难度。在构思建筑造型时，只能依照“先构思好、再通过编程实现”的步骤进行，这是一个最实际的选择。在设计过程中，可以感到参数化手段的“细分功能”已经十分流畅的被应用于复杂形体建筑的施工图设计阶段，而参数化手段的“重构功能”在方案阶段的应用还有欠缺。
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结论
参数化设计是将设计参数化的设计过程，通过参数化设计的参数调整，使设计修改简单化、可视化，这就改变了以往设计中使用单一设计模型时不能随时跟进、快速反馈修改成果的状况。“简单来说，参数化设计就是将设计条件进行量化设计，设计的结果受参变量控制，过程可控，结果更合理。”①。这种设计方式可以涵盖策划、方案、初步设计、施工图设计直至虚拟建造的各个设计环节。在设计复杂形体建筑时，传统的画法几何方式已不适用，复杂形体的方方面面需要通过参数化建模手段生成、调整、计算和输出成果。参数化设计工具是带有典型 BIM 特征的设计工具，对于复杂形体建筑项目的全生命周期管理具有传统工具无法替代的优势。参数化设计工具是一种理性的工具，可以实现从设计到建造过程的高效执行，同时具备很好的经济性。在学习和掌握参数化设计工具的同时，建筑师也不能完全迷信和依赖软件生成的结果，而是应该作为指挥官的角色出现，让这个强有力的工具更好的为设计思维服务，更好的满足使用者和设计者的要求，更好的为社会提供优质的产品和值得记忆的成果。同时在使用过程中，建筑师应反思技术进步带来的冲击，加强自身的修为，使建筑设计理念上升到崭新的高度。
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参考文献（略）