自由之“環(huán)”
——BIAD設(shè)計(jì)的北京鳳凰國(guó)際傳媒中心

張 烙 （華中科技大學(xué)，湖北 武漢 430000）

1 自由的參數(shù)化設(shè)計(jì)與空間體驗(yàn)

參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的巨大影響有目共睹，著名的Zaha Hadid Architects設(shè)計(jì)的眾多建筑項(xiàng)目均采用參數(shù)化設(shè)計(jì)；同時(shí)，隨著人們對(duì)建筑空間高品質(zhì)的訴求，以前的國(guó)際式現(xiàn)代建筑風(fēng)格的泛濫越發(fā)受到挑戰(zhàn)，基于這正反兩方面的原因，參數(shù)化設(shè)計(jì)成為當(dāng)下建筑設(shè)計(jì)方法的主流。目前使用較為普遍的技術(shù)有Rhino與Grasshopper，后者采用計(jì)算機(jī)程序算法生成復(fù)雜模型，通過簡(jiǎn)單的輸入-輸出端的邏輯連接便可創(chuàng)造出前所未有的建筑形態(tài)與空間。

在現(xiàn)代高密度城市環(huán)境中，建筑應(yīng)同時(shí)承擔(dān)城市的公共性功能。人們花大部分時(shí)間在建筑內(nèi)部從事工作，而同時(shí)對(duì)城市公共空間的訴求非常強(qiáng)烈；建筑是凝固的音樂，也是事件發(fā)生器，人們?cè)谄渲嗅溽噙\(yùn)動(dòng)、相互交往，建筑的傳統(tǒng)意義被延伸至城市公共空間?？臻g的變化將引起形體的變化，人們?cè)诳臻g中的行為與活動(dòng)往往是隨機(jī)的、偶然的、復(fù)雜的、無(wú)序的、自由的，形體也相應(yīng)是拓?fù)洹⒔鈽?gòu)、破碎的。鳳凰中心賦予形體與空間的自由變化為公眾提供了類似城市的開放空間，實(shí)在難能可貴。

2 非線性形體蘊(yùn)含著自由的力量

2.1 包裹

鳳凰中心位于北京朝陽(yáng)公園東南角的2條城市干道交匯處、緊鄰城市CBD，景觀良好且視野開闊。項(xiàng)目甲方是香港鳳凰傳媒集團(tuán)，它的公司logo也給了設(shè)計(jì)師靈感，BIAD最終以‘莫比烏斯環(huán)’的方案勝出，其正反相接、上下相承、內(nèi)外相連的形體，恰好體現(xiàn)了鳳凰中心所推崇的陰陽(yáng)相生及古今文化融合的理念。

用Rhino繪制莫比烏斯環(huán)（圖1）：先繪制一個(gè)橫向立方體，基于其幾何中心線扭轉(zhuǎn)180度；在其側(cè)繪制一個(gè)圓形，立方體基于圓形路徑放樣（沿著曲線流動(dòng)）即可得到莫比烏斯環(huán)。

要想得到鳳凰中心這樣精煉的莫比烏斯環(huán)，需要借助參數(shù)化設(shè)計(jì)插件Grasshopper，可通過三個(gè)主要參數(shù)來(lái)調(diào)整實(shí)體最終效果，參數(shù)分別控制空心部分大小、圓環(huán)的大小和形體旋轉(zhuǎn)。繪制邏輯過程（圖3）如下：先定義一個(gè)一定半徑的圓形，沿該圓形均分20個(gè)垂直平面，根據(jù)這20個(gè)垂直平面定義20個(gè)橢圓，賦予橢圓的長(zhǎng)短軸一定數(shù)值，將20個(gè)橢圓按一定規(guī)則旋轉(zhuǎn)一定角度，規(guī)則是定義[0，π]區(qū)間、分割成20等份；為了防止出現(xiàn)首尾銜接錯(cuò)誤，將起點(diǎn)橢圓旋轉(zhuǎn)180度，再將所有的橢圓放樣得到實(shí)體，根據(jù)效果調(diào)整參數(shù)值，得到較為理想的莫比烏斯環(huán)。

圖1 Rhino繪制莫比烏斯環(huán)

圖2 實(shí)際形體控制生成過程

形體尺寸深化是基于初步的形體進(jìn)行數(shù)學(xué)性建模，相比方案階段建筑的形體創(chuàng)作要更加理性，以便指導(dǎo)后期施工安裝。實(shí)際形體控制生成過程（圖2）如下：先在基地確定建筑紅線范圍，基于紅線形狀定義一個(gè)正交XY軸坐標(biāo)系，旋轉(zhuǎn)XY軸一定角度，在X軸上尋找兩點(diǎn)作某個(gè)角度的4條射線，可確定2條弧線；再在射線上確定圓心點(diǎn)作3條弧線，將其沿某條射線對(duì)稱，由8條圓弧段共同連接成一個(gè)封閉曲線?；诠δ懿季忠蠹?xì)分定義的射線角度，將各射線定義成軸網(wǎng)；從軸網(wǎng)中找出四條軸線分別作垂直類橢圓曲線，具體形狀由功能確定，將4個(gè)曲線進(jìn)行順序放樣，即可得到實(shí)際的鳳凰中心莫比烏斯環(huán)。

2.2 編織

鳳凰中心的表皮結(jié)構(gòu)類似一張復(fù)雜編織的網(wǎng)，交織在一起，可以簡(jiǎn)單的分成主次兩個(gè)維度的結(jié)構(gòu)骨架，每個(gè)維度骨架的旋轉(zhuǎn)邏輯其實(shí)與前面做形體旋轉(zhuǎn)的邏輯過程類似，只是在具體骨架細(xì)化上加以變化。交叉狀曲面網(wǎng)殼繪制邏輯過程（圖4）如下：在形體基礎(chǔ)上等分曲面，在U、V兩個(gè)方向上分別賦予一定參數(shù)，將曲面上的等分點(diǎn)先進(jìn)行錯(cuò)位操作同時(shí)將點(diǎn)的橫列進(jìn)行轉(zhuǎn)化，連成曲線；復(fù)制已有網(wǎng)格，進(jìn)行反方向偏移；將線生成圓管，放樣得到主次肋編織狀的骨架網(wǎng)。

圖3 參數(shù)化設(shè)計(jì)插件Grasshopper繪制

圖4 Grasshopper繪制交叉狀曲面網(wǎng)殼

2.3 嵌套

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路相反，不是先符合建筑功能布局等任務(wù)書要求再來(lái)思考建筑形體，該方案的實(shí)體部分（媒體總部辦公樓和演播與體驗(yàn)樓）的輪廓形態(tài)其實(shí)是為了呼應(yīng)莫比烏斯環(huán)形態(tài)而嵌套在其中的（圖5），即莫比烏斯環(huán)的總體形態(tài)直接決定了后期建筑功能布局及空間的特征，從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，鳳凰中心“莫比烏斯環(huán)”方案的整體性非常的統(tǒng)一，與鳳凰傳媒集團(tuán)的親和、開發(fā)與包容文化不謀而合。

這種嵌套操作是以自由的空間體驗(yàn)為導(dǎo)向靈活設(shè)計(jì)的，譬如有一條由地面至空間并環(huán)繞貫穿與建筑內(nèi)部的公眾體驗(yàn)流線，公眾可從西側(cè)拱橋拾級(jí)而上，到達(dá)煙波樓二層的開放平臺(tái)；沿二層平臺(tái)向東觀大演播廳后可到達(dá)演播樓頂層的休憩空間，然后沿平臺(tái)走向緊鄰朝陽(yáng)公園湖面的東中庭，是鳳凰中心開放的公共空間中體驗(yàn)建筑藝術(shù)表現(xiàn)力的高潮（圖6）。可見，看起來(lái)并不是簡(jiǎn)單地疊加，而是在多維度空間推敲后的理性操作。

圖5 嵌套過程

圖6 空間高潮之東中庭

圖7 鳳凰中心設(shè)計(jì)競(jìng)賽第一名方案

3 結(jié)語(yǔ)

自由引領(lǐng)我們走向新建筑

按常規(guī)設(shè)計(jì)思路亦可做出較理想的設(shè)計(jì)方案（圖7），上圖方案曾獲得競(jìng)賽第一名，至于為什么最終放棄該方案不得而之。參數(shù)化設(shè)計(jì)與非線性自由形體或許是莫比烏斯環(huán)最終勝出的關(guān)鍵。

通過對(duì)鳳凰中心的剖析，我們深刻體會(huì)到數(shù)字化的重要性：一是參數(shù)化設(shè)計(jì)可以為建筑領(lǐng)域帶來(lái)一種新的思想觀念，能夠使得建筑更加精準(zhǔn)，更加可控和創(chuàng)新性；二是參數(shù)化設(shè)計(jì)和建筑的本體問題并不相矛盾，參數(shù)化設(shè)計(jì)不是指以夸張的造型取勝，而忽略必要的基礎(chǔ)性工作，這是對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)的反面的理解。參數(shù)化設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)方法，正悄然地改變世界，改變我們的生活以及今天的設(shè)計(jì)時(shí)代……