數字設計——從設計到建造的新途徑

1、48于雷清華大學建筑學院博士生、美國哈佛大學建筑學碩士。研究方向：互動建筑設計、數字生成與建造、參數化設計。主要作品：廣西崇左新一代雷達數據中心、深圳曼海寧花園、銀川寧東物流港、美國國家歷史博物館改造等。DigitalDesign:anewwayoftranslationfromarchitectureDesigntoconstruction數字設計——從設計到建造的新途徑撰文于雷清華大學建筑學院從設計到建造的過程是一個轉譯的過程。在從

2、概念、圖紙到施工的整個過程中由于信息輾轉于各種中間媒介，造成了含義上的失真。在信息時代，采用數字設計的工作方式不僅能高效和準確地完成這種轉譯的任務，而且可以直接生成構造原型，甚至采用自動化裝配技術完成建造。數字技術搭建了多學科共享的平臺，為建筑設計提供了更豐富的素材和有效的生成方式，將成為一種具有極大潛力的工作方法。轉換與轉譯數字生成數字建造三維打印技術機器人技術數字化整體解決方案摘要關鍵詞RobinEvans1的焦慮RobinEvan

3、s在他的《TranslationsfromDrawingtoBuildingotherEssays》[1]一書中指出了“轉譯”同“轉換”的關系，提出轉換就是一種傳遞方式，建筑設計往往是從圖紙（或者說是繪畫）轉換而來的，而這種傳遞的過程需要一種精確的轉換關系，使其盡可能少地發(fā)生含義上的改動。這種過程就像語言之間的翻譯，既要傳達表面含義，又要傳達潛在的精神層面含義。但是，讓Evans感到焦慮的是建筑師的工作同其設計的建筑物并不是嚴格的對應關

4、系，而要經過一系列容易受到干擾的過程。他為剛剛（在寫這篇文章的時候）才思考到這個問題而感到焦慮。作為建筑理論家，Evans提出了一個大家習以為常的以至于被忽略的本質問題。實際上無論是建筑教育還是實踐，我們都在努力修補這個過程中的各種缺陷，如在設計構思的過程中就采用草圖和模型進行各種研究，像NmanFoster和RenzoPiano等大型事務所都會制作足尺的節(jié)點模型，以提高最終效果的確定性。但是Evans認為建筑是很難像畫家或者雕塑家一樣

5、幸運地同顏料、畫布、石頭和金屬等創(chuàng)作資料進行直接交流。他甚至感到，建筑圖紙本身已經開始追求類似繪畫一樣的藝術效果，變成可以被“視覺消費”的東西。而建筑圖紙作為一種形式逐漸地脫離了實際的基本功能，這種趨勢無疑增加了轉換過程中的干擾，不但對于彌補起始和結果之間的斷裂毫無幫助，反而使其表達的結果更加撲朔迷離。進入工業(yè)化時代，建筑師普遍接受了采用標準的構件進行建造的工作方式，雖然這樣可以更精確地控制建造的結果，提高工作效率，但是這種過程使建筑師

6、及相關的一系列工程專業(yè)更依賴于圖紙和規(guī)范，通過圖紙（或者說引用標準圖）這種交流方式會使各個環(huán)節(jié)的操作過程更僵化，創(chuàng)作的空間也受到了制約。Evans在另一篇分析密斯凡德羅的經典名作“巴塞羅那展館”的文章《MiesVanderRohe’sParadoxicalSymmetries》[2]中諷刺了追求工業(yè)化精美主義的密斯在巴塞羅那展館的設計數字化設計與建造技術工藝2014年4月.indd4814417下午6:1249中動了各種不易被察覺的小手

7、腳，以達到他所追求的所謂嚴謹的形式美。從結果和過程上分析，他認為密斯的言行在某種程度上是前后矛盾的。RobinEvans作為一個深邃的思考建筑實踐和理論之關系的學者，他的尖銳觀點撼動了很多實踐建筑師和理論家。他的這兩篇論文前后創(chuàng)作時間相差4年，所以在思維上具有很強的連續(xù)性。沿著他的邏輯，無論從安東尼奧高迪（AntoniGaudi）、弗雷克斯坎德拉（FelixCela）2還是包豪斯學派來講，那些曾經振奮人心的創(chuàng)作過程都被逐漸遺忘了。二戰(zhàn)后

8、經濟快速復蘇，為了適應巨大的建設量，建筑設計行業(yè)也引入了福特主義式的流水線作業(yè)，一切都被標準般地固化下來，建筑師就逐漸變成了生產圖紙的勞動者。而從圖紙到建筑建造的這種現代流水線過程中，建筑師能夠參與的部分越來越少。目前行業(yè)術語將出圖之后的工作部分定義為“后期服務階段”，這個階段本身就是閹割了的創(chuàng)作內容的過程。數字的滲透令人惋惜的是RobinEvans英年早逝，如果他仍健在的話，上述諸多焦慮也許會被一種亢奮的情緒所迅速替代。因為建筑設計行

9、業(yè)進入了信息時代，擁有了數字平臺的支持，一場變革正在“切除”這條流水線上的諸多“病灶”。這不僅讓建筑能夠更精確地反映設計成果，更能夠讓設計理念充分貫徹到建造的整個過程中，最終促使建筑的技術性、實用性、經濟性和藝術性等關鍵素質得到整合與協調。在這種轉換的影響下，建筑設計師所能夠積極參與的部分將逐漸被還原到理想的狀態(tài)，那么在Evans那個時代的困惑也將因為以數字技術為代表的新技術的出現而被逐漸化解。在CAD（ComputerAidedDes

10、ign）CAM（ComputerAidedManufacturing）先進技術的支持下，他也許將會展開對建筑形式與空間的一種全新的展望與思考。建筑不僅是一種視覺藝術，更是一種綜合感官的感知結果，是空間、材料、結構、環(huán)境等元素通過一定的設計邏輯，由視覺作為主導的認知轉換為意識的體驗，并逐漸固化和積累成為經驗。這種經驗性就是以梅洛龐帝為代表的“知覺現象學”。人們的這種經驗性也許先天就來源于自然界的現象，區(qū)別于“國際式”的方盒子，天然的形式更

11、能夠激發(fā)感官的原始刺激。前衛(wèi)建筑師（如扎哈?哈迪德）對于新形式和空間的實踐與探索，與其說是讓人類有了新的建筑體驗，不如說喚起了人類對于自然形態(tài)的記憶。只是這種追求自然態(tài)的母題在Evans的那個時代被認為是烏托邦式的狂想而已。但是如果沒有數字技術的支持，我們現在見證的一切也許仍停留在幻想的階段。而這些嘗試在推進數字建筑技術發(fā)展的同時，融入了更多種類的學科知識，如分型數學、計算機編程、智能化材料等。在數字平臺的支持下，建筑學找到了更多的同自

12、然科學產生交集的機會，因為數字技術營造了一種美妙的兼容性環(huán)境，也就是說通過數字技術的轉換能力能夠繞過相關聯學科的基礎部分，而將其推導出的結果直接應用。比如我們套用數學模型，可以通過一些輔助的插件所提供的支持，直接改變數學模型參數生成計算機模型，而計算機模型的數據也可以通過對應的CAM軟件輸出為自動化加工的機器代碼。建筑師則只需要掌握這些為設計師特供的插件的使用及其輸入輸出的組合方式即可。設計與建造的互動設計與建造往往被認為是一個過程的兩

13、個端點，中間則是一系列的轉化過程。這個中間也是RobinEvans感到擔憂之處，因為他認為像圖紙這樣的“數據傳輸”方式會在中間過程受到各種“左右”，事實上這是建筑師很難控制的事情，目前再嚴肅的建筑師也很難像西班牙建筑師安東尼高迪一樣用一生來打造一棟建筑。但是對于高迪來說，設計與建造是一個往復的過程，甚至本來就應該是一個互為因果的相互作用的整體。他通過大量的建造實驗在論證設計概念的同時也發(fā)現了豐富而又合理的形式。在現代建筑師事務所里，電腦