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用程式寫出來的建築
2011/06/28 17:00:16瀏覽201|回應0|推薦1

作為一名建築師,正常的工作方法是拿到設計任務書之後,建築師就開始做構思、分析,根據自己的構思、分析,然後製作出草圖,繼續就把這個設計做完了,這是一個非常可控的一個工作方式,但是這個工作方式,往往它得出的結果是基於建築師本人當時自己的知識的。

但是新銳建築師王振飛卻以一種創造性的思維在從事設計:他將數學知識運用到建築設計中,通過電腦程式、幾何規律搭建工具箱,並以此為工具設計出一系列超乎想像的建築作品。

作為一個建築師,正常的工作方法是在這個設計任務書拿到之後,建築師就開始做構思、分析,根據自己的構思、分析,然後製作出草圖,然後繼續就把這個設計做完了,這是一個非常可控的一個工作方式,但是這個工作方式,往往它得出的結果是基於建築師本人當時自己的知識的。

做完這個分析和構思之後,不會馬上開始進行草圖的繪製,我們會建立一個工具箱,然後由這個工具箱讓它來產生我們的設計,這個過程是我們現在在嘗試的一種設計方法。

先給大家出個題目,如果我們有一塊方地,然後讓大家在這塊方地上放八個高層,那怎麼放這八個高層的景觀是最好的?如果從正常的角度思考,我們現在就開始拿張紙往上畫高層了,擺位置,然後看角度,國際象棋大家都玩過,國際象棋裏面有一個皇后,這個皇后可以攻擊其他的棋子,但是它攻擊其他棋子的原則是如果它和其他的棋子在同一條橫線、豎線或者對角線的時候,它可以對其他的棋子進行攻擊,所以有一道經典的題是說有沒有可能在一個八乘八的棋盤上,放八個皇后,讓這八皇后不能互相攻擊,那也就意味著這八個皇后不能在同一條橫線上、同一條豎線上,也不能在同一條對角線上。大家看右邊這個,這就是這道題的其中一個解,用一段電腦程式很容易求出這個解,就是如果把這個棋盤看成那塊方地,把這八個棋子的位置看成那八個高層,那是不是每一個高層的景觀現在就是最好的?因為它橫線、豎線和對角線都不會有遮擋,這個八皇后問題它一共有九十二個解,也就是說它滿足景觀最好的解是不唯一的,從現在開始您可以一點一點地加入您的這個限制條件,交通、朝向,所有這些限制條件,然後從這九十二個解裏面,再去挑選其他適合的解,當然這個過程還是需要有這個工具箱來幫助我們進行的。

再給大家舉個例子,量杯,這個東西大家都用過,是不是你以前用過的量杯,除了這個圓柱的,就是這種圓臺的,很少有異形的吧?為什麼呢?因為量杯本身它其實就是研究兩者之間的關係,就是刻度和體積,這兩者必須成一個線性關係,這量杯才成立,根據微積分最簡單的一個原理,如果我們能保證這個量杯,在每一個截面的截面積都相等的情況下,它和這個圓柱是一樣的,它的體積和它的刻度仍然是一個線性關係,所以有了這個思維方式,我們就先把一個設計問題把它轉化成了一個幾何問題和一個數學問題,然後這個幾何問題、數學問題它是可以求解的,而這個解會反過來,給我們的設計提供一個靈感。就是當n乘以m,這個中間的矩形的面積保持不變的時候,我們可以任意在這個邊上移動abcd四個點,它所組成的這個紅色多邊形的面積是保持不變的,所以說如果大家知道了這道題的話,那您看右下角這些形狀是都可以找得到的,雖然它們都不一樣,然後您可能說我覺得這個形狀,它這個變化不夠大,那這道題還有另外一個特點,就是說如果我們保持abcd這個矩形的面積不變,但是可以變形的情況下,它這個原則還成立,所以大家看下面這條曲線,這條曲線上的任意一個點都滿足X乘以Y等於N,那也就是說這上面任意一個點和x軸 y軸所組成的矩形面積不變,那我們把這兩道題結合起來就可以得到右下角這裏邊所有的這些圖形了。那把剛才說的所有的事放在一起,大家看左邊這個異形的量杯就是可以產生的,您可能會問這異形量杯幹什麼用是吧?這事您可以這樣想,您量的東西不一樣,每個人的手也不一樣,您有很多很多不一樣的情況需要不一樣的量杯,但是前提是說我們現在解決了一個異形量杯出現的可能性對吧,這個是我說這道題最大的目的,而不是說這個量杯是最好的。

再舉個小例子,這是個比較具體的一個小房子,大家看這房子可能看得挺炫的,但是可能一下子看不明白,就這東西怎麼弄出來的,負責任地跟大家講,不是拿手一筆一筆劃出來的,它是一個幾何規律的創造性應用,它具有一個很簡單的兩條特性,一個是說它在不同的尺度上有相同的細節,還有一個是說它在整個的這個生成過程中可以用一個簡單的公式,或者迭代方式來產生三角形大家都學過,一個三角形我可以很容易地找到它的重心,我找到它的重心之後,我連每個三角形的頂點,就形成三個三角形,然後對這三個三角形,我還可以各找到每個三角形的重心,然後繼續連這個點和這個三角形的頂點,這個過程可以一直一直進行下去,如果說這個和我們想要的東西不符,工具箱給我產生的結果不讓我滿意,那我怎麼辦呢?我不會去調整那個結果,我會去調整那個工具箱,也就是說我去改變那個程式,左邊這個就是電腦程式,就這麼長,一百多行,很簡單,然後右邊這個是我們那個立面,就是說其實這段程式在學電腦的人來講,基本上可能連五分鐘都用不了,作為他們來講這段程式也沒其他的意義,我們作為建築師來講是看到了這個程式和這個思維方式能給設計帶來的一些機會,和一些不一樣的東西,所以我們把一個其他學科很普通的知識帶到了建築學科,或者說設計學科,為我們提供了一個創造性的思維,然後得到一個不一樣的結果,還有一點是說這個專案是一些很普通的工人,在建造一個複雜的東西,我當時沒有給他一個像傳統建築物設計裏面很詳細的圖紙,就是說我把規律告訴了他,我去他的工廠,我發現他做得完全正確,這說明一個問題就是說如果你有一個很清晰、簡單的規律的話,一個很複雜的東西都是可以被一個很低的技術來建造的。

我們做一個帳篷,首先要保證它不能倒,所以結構性是非常重要的,我們不希望做了一個設計之後,有一個結構師過來說,你這個設計不好意思,我得給你加兩根梁,你這個結構出不來,所以我們是希望把結構和設計做在一起的,讓它整個渾然成一體的,也就是說我從一個建築師的角度,必須要考慮結構問題,怎麼考慮呢?三角形,穩定性,這個大家都知道,所以我們從一個三角形開始,把它先變形,變形成一個弧形的東西,從直線變成弧線,然後從這個三角形的平面的關係,把它變成立體的關係,這個整個的過程是一個拓撲等價變換,就是我沒有從三個點變成四個點,然後把這個三角形立體地橫著拼,對著角拼成兩個,再把它根據場地的情況進行拉伸,就得到了我們這個帳篷,大家看這個設計,這個設計跟剛才那個設計看上去是完全不一樣的兩個設計,但是這兩個設計用的是同一個工具,就是我剛才跟大家說的那個工具箱,為什麼要有一個工具箱呢?你買了一個改錐,它不是就擰一次螺絲的,只要你有螺絲就能拿這個改錐擰,所以這個工具箱的意義是說,當我們做成了一個工具箱之後,以後凡是這類問題,我都可以用這一個工具箱去解決,所以我們的設計最後得到的,不是一系列的成品,而是一系列的工具。

這是一個展覽,它是用完全相同的三角形拓撲變換的方式得到的,大家看這個平面圖,設計師拿到這個任務之後,他需要有自己的分析和判斷,這個就是設計師的分析和判斷,因為它是一個中國和荷蘭兩國的一個群展,叫《雙倍無限》,所以我們作為建築師幫它設計了一條展覽路線,橙色的是荷蘭藝術家的展品,藍色的是中國藝術家的展品,然後這兩個流線在中間這個點可以相交,所以整個這個展覽流線實際上是一個無限符號,也就是說到這個無限符號的產生,這個是我們開始用頭腦直接判斷、直接做出來的,當這個無限符號產生之後,我們就會走到剛才那個工具箱裏邊,然後把那個工具拿出來,讓它幫我們生成這個設計,這個工具箱的應用是不分尺度的,就是說剛才我跟大家說的這個幾何工具,它可以在不同的尺度應用,開始那個小帳篷,後來這個大展覽,它用的規律和工具是一樣的,用好了這個工具可以給您提高很高的效率。

這是一個建築,這個建築是一個比較特殊的建設,領導給了我們兩個要求,第一這房子在七個月之內必須建完,第二這個房子的立面我必須沒見過,也就是說我必須要用一個特殊的方式去給他完成這個設計。就是說這個東西我們當時給他的想法有兩點,第一我們跟他說你這個房子裏邊功能是不一樣的,有辦公室、有展廳、有休息室,有不同的功能,所以我們現在給你做一層很特殊的立面,它本身能夠反映出你建築後面採光的情況,同時能給你背面的能提供一個合理的採光,也就是辦公室會有更多的採光,展覽廳會有更少的採光,這張圖就代表這個立面背後的功能,淺一點的辦公,深一點的可能是休息室、儲藏室,而這個深淺就決定了我們立面怎麼做,我們用了六個標準模組,然後翻一個個,鏡像複製一下是十二個,把這十二個模組用電腦程式,根據這張灰度圖的灰度來排列在這一個立面上,這些模組組成的立面是這樣的,然後逐步不同。第一它們的採光率不同,那也就對應了我剛才跟大家說的那個後面採光要求不一樣,還有一個點是說這個房子本身它是一個工程指揮部,也就是說所有的領導來了這個房子,他要幹一件事情,他需要在陽臺上圍著這個房子轉一圈,看周圍工地的建設情況,所以我們當時給領導提了一個概念,是說我不希望您轉這二百多米,眼前的這個景框是一樣的,這個在我們中國園林裏面是一個很典型的一個例子,老祖宗的想法就是說我給你個借景,但是我給你一個不一樣的框,所以讓你在同樣的景物,不一樣的框子看的情況下,感受也是不一樣的,所以我們也希望把這個東西借鑒到這個房子裏面來,所以您看從這個情況下,它得到的是一個橫向的長的景窗,然後逐步地慢慢地它會變成一個六角形封閉的景窗,在整個這個建築走的過程中,它是有一個不一樣的,眼前的這個景象的,這個房子最後用了五千八百個塊拼成的。

電腦程式最大的好處是說,它在一晚上時間,可以給我生成五百個完整的,那下一步也就是說,我貼一牆選去就完了,那選的時候,當然你說好看不好看、造價是否允許、跟後面的功能對得是否好,就是你可以把所有的這些評價標準加進去來做選擇,電腦程式起到了一個幫我們減輕勞動負擔的一個作用,其次它給我們在短期內做一個複雜的建築提供了可能性,就是一個複雜的東西,可以通過一個簡單的手段來解決,但是這個簡單的手段可能需要其他領域的知識介入。

今天我實際是想跟大家溝通一個設計方法,既然是創新中國是吧,咱們說說這創新的概念,我個人的理解,創新這個事它不是說您非得做一個前無古人,後無來者的一個研究,其實一個思維方式的轉變、一個知識的整合都可以是創新,實際上我們所做的事無非是把其他的學科看起來根本就完全不起眼的知識,把它挪到建築學科來,然後做一個轉化,讓它幫助建築師來產生一個不一樣的設計,如果沒有這個其他知識的轉化的話,建築師本人不會這樣思考,在做創新的時候把這個腦子稍微放開一點,看看其他人在幹什麼,看看其他學科的發展,其他學科的某一個進步可能會對你自身的一個學科,產生一個根本性的革命,謝謝大家。


王振飛簡介:
華匯設計(北京)HHD_FUN 主持建築師;天津大學建築學院教師。

  網站:www.hhdfun.com
  郵箱:hhdfun@gmail.com

(本文由網友提供,摘自網路文章,僅此致謝)

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引用
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