參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與價(jià)值

[摘 要]隨著時(shí)代的進(jìn)步，數(shù)字化、信息化技術(shù)都在快速發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計(jì)也逐漸顯露頭角。參數(shù)化設(shè)計(jì)不再局限于建筑或工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，這種全新的設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)理念正在改變當(dāng)今的設(shè)計(jì)行業(yè)，也對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和審美觀念發(fā)起了挑戰(zhàn)。如今越來越多的成功案例也反映出其獨(dú)特的設(shè)計(jì)價(jià)值。當(dāng)代的設(shè)計(jì)發(fā)展逐漸趨向開放、融合、交互和深入的設(shè)計(jì)，參數(shù)化設(shè)計(jì)與室內(nèi)設(shè)計(jì)的融合將會成為室內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)展新風(fēng)向。

[關(guān) 鍵 詞]參數(shù)化設(shè)計(jì)；室內(nèi)設(shè)計(jì)；數(shù)字化

[中圖分類號]TU238 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-7556（2024）20-0040-03

文獻(xiàn)著錄格式：谷銘豪.參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與價(jià)值[J].天工，2024（20）：40-42.

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)的相關(guān)概況

（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本概念

參數(shù)化設(shè)計(jì)通過控制參數(shù)與變量，關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)要素形成整體設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)輔助建模的過程中，它將參數(shù)信息轉(zhuǎn)化為可視化模型，形成初步的設(shè)計(jì)并修正。此過程包括信息提取、制定邏輯規(guī)則、參數(shù)計(jì)算以及構(gòu)建模型，設(shè)計(jì)師通過調(diào)整參數(shù)探索多種設(shè)計(jì)可能性，保持設(shè)計(jì)邏輯的一致性。

（二）研究背景

參數(shù)化設(shè)計(jì)是將工程編制成函數(shù)與過程，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算和初值修正，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動化。其最初應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)，20世紀(jì)90年代后，在建筑領(lǐng)域得到應(yīng)用，并在英國等相關(guān)機(jī)構(gòu)的推動下取得成果。受法國哲學(xué)家和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)影響，逐漸產(chǎn)生數(shù)字建構(gòu)、數(shù)字化設(shè)計(jì)等新觀念。

（三）研究現(xiàn)狀

國外參數(shù)化設(shè)計(jì)啟蒙較早，其研究與應(yīng)用發(fā)展迅速，多所高校設(shè)有專門工作室。英國的倫敦大學(xué)是佼佼者，學(xué)校具備先進(jìn)設(shè)施以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)想法。扎哈·哈迪德作為最具代表性的建筑設(shè)計(jì)師，將參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于作品，詮釋了曲線美，并推動“參數(shù)化主義”概念的發(fā)展。國內(nèi)則有清華大學(xué)、中央美術(shù)學(xué)院等高校進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)研究，并滲透于教學(xué)中。MAD建筑事務(wù)所是國內(nèi)建筑事務(wù)所的代表，其創(chuàng)始人馬巖松受扎哈·哈迪德影響，作品廣泛運(yùn)用了參數(shù)化設(shè)計(jì)手法。

（四）研究意義

參數(shù)化設(shè)計(jì)是輔助手段，雖非必需但可以提供更多選擇。設(shè)計(jì)師的思想是關(guān)鍵。在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，參數(shù)化設(shè)計(jì)能解放思維、提高效率，應(yīng)對城市數(shù)字化發(fā)展帶來的環(huán)境挑戰(zhàn)，幫助設(shè)計(jì)師在更深層次、更廣維度上找到最佳解決方案。

二、參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，復(fù)雜的參數(shù)化設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，借助C++、Java、Python等編程語言和科學(xué)計(jì)算軟件，設(shè)計(jì)師能夠處理更多變量和復(fù)雜邏輯關(guān)系。SketchUp、Rhino等軟件為設(shè)計(jì)師提供了強(qiáng)大的建模和渲染能力，使參數(shù)化設(shè)計(jì)更直觀高效。參數(shù)化設(shè)計(jì)不僅應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)，還拓展至室內(nèi)設(shè)計(jì)，便于控制且易實(shí)現(xiàn)。其應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段可以提升施工效率和管理水平。

三、參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)平臺

目前常用的計(jì)算機(jī)平臺有GIS系統(tǒng)（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）和BIM系統(tǒng)（Building Information Modeling，建筑信息模型）等。

GIS系統(tǒng)是一個(gè)可快速獲取、保存、識別和顯示地理數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)。它的基本功能是采集、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，通過采集獲得真實(shí)的數(shù)據(jù)信息，然后將數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換入庫，以保證數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性和一致性。BIM系統(tǒng)以場地相關(guān)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，通過輸入數(shù)據(jù)建立可視的三維模型，運(yùn)用數(shù)字仿真技術(shù)讓建筑變得形象可觀。BIM系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息具有完整性、聯(lián)系性、可視性、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)。LSV系統(tǒng)是專業(yè)的影像、高程、傾斜攝影數(shù)據(jù)閱讀器，它能提高閱讀的效率，得到三維地理信息數(shù)據(jù)和攝影實(shí)景數(shù)據(jù)。

（二）參數(shù)化設(shè)計(jì)在場地可視化分析中的應(yīng)用

參數(shù)化設(shè)計(jì)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過GIS、LSV等系統(tǒng)獲取場地地形、地貌、氣候等關(guān)鍵信息，并導(dǎo)入3D造型軟件（如Rhino）結(jié)合可視化編程語言（如Grasshopper）生成三維地形模型。系統(tǒng)提供地表徑流、日照、高程、坡度等數(shù)據(jù)的可視化信息，幫助設(shè)計(jì)師全面理解場地特性。相比傳統(tǒng)方法，參數(shù)化設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確、客觀，能動態(tài)模擬不同設(shè)計(jì)參數(shù)對場地效果的影響。其交互式界面可以提高設(shè)計(jì)效率，生成的場地模型可直接用于施工和材料預(yù)算，提升施工效率和質(zhì)量。

（三）參數(shù)化設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)方法中的應(yīng)用

參數(shù)化設(shè)計(jì)的核心就是將影響設(shè)計(jì)造型的因素轉(zhuǎn)化為可視化的數(shù)值變量，系統(tǒng)會根據(jù)這些數(shù)值的變量來自動調(diào)整模型的生成形態(tài)。參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種全新的設(shè)計(jì)語言，設(shè)計(jì)師可以提取一些特定的數(shù)值來調(diào)整模型的造型和結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算大大提高了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作效率。

四、參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢、問題及解決策略

（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢

1.西安鐘書閣：數(shù)字化設(shè)計(jì)理念與高效設(shè)計(jì)流程的完美結(jié)合

西安鐘書閣被譽(yù)為“云朵上的讀書天堂”，其設(shè)計(jì)理念和實(shí)現(xiàn)過程充分體現(xiàn)了現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)與高效設(shè)計(jì)流程的完美結(jié)合。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以創(chuàng)造輕盈、流線型的自由空間為目標(biāo)，通過高效的設(shè)計(jì)流程，成功地將這一理念轉(zhuǎn)化為令人驚嘆的實(shí)體書店。

在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就明確了鐘書閣的基本空間布局，即由重點(diǎn)圖書推薦區(qū)和公共閱讀區(qū)組成。為了實(shí)現(xiàn)云朵般輕盈的空間感，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)決定采用數(shù)字化設(shè)計(jì)理念和技術(shù)。他們通過編程設(shè)計(jì)優(yōu)化每一片鋼板，這些鋼板最終構(gòu)成了書店內(nèi)獨(dú)特的曲線書架。在這一過程中，參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它允許設(shè)計(jì)師通過輸入?yún)?shù)快速生成多個(gè)設(shè)計(jì)方案，并在短時(shí)間內(nèi)探索更多可能性。

在書架材料的選擇上，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面臨一定的挑戰(zhàn)。由于消防規(guī)范的限制，他們最終選用5mm厚的鋼板來定制曲線書架。這些書架以懸挑的結(jié)構(gòu)形式漂浮在空間中，背后由精密計(jì)算的基礎(chǔ)鋼架提供支撐。這種設(shè)計(jì)不僅保證了書架的穩(wěn)固性，還為其增添了一份輕盈與靈動。

值得一提的是，鐘書閣的公共閱讀區(qū)充分利用了空間的各個(gè)角落，圓潤的倒角和通體發(fā)光的透光亞克力背板共同營造出一個(gè)溫馨而舒適的閱讀環(huán)境。而重點(diǎn)圖書推薦區(qū)則采用了纖細(xì)的螺桿懸吊三角形的鋼板，使得陳列的圖書仿佛飄浮在空氣中，為讀者帶來一種全新的閱讀體驗(yàn)。

2.上海古北一號社區(qū)閱讀空間

（1）靈動多變的設(shè)計(jì)造型與科學(xué)的參數(shù)化設(shè)計(jì)

上海古北一號社區(qū)的閱讀空間被譽(yù)為全上海最文藝的鄰里中心，是室內(nèi)設(shè)計(jì)的瑰寶。這個(gè)由Wutopia Lab設(shè)計(jì)的1000平方米空間，以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和溫馨的氛圍，吸引著社區(qū)居民前來放松與交流。特別是在入口層（上層），曲線的仿木鋁板與云片狀的吊燈相結(jié)合，營造出一種仿佛置身于森林中自由自在的空間感。

這一設(shè)計(jì)的成功，很大程度上歸功于豐富的設(shè)計(jì)造型和參數(shù)化設(shè)計(jì)的運(yùn)用。豐富的造型設(shè)計(jì)為閱讀空間增添了無盡的魅力。曲線的仿木鋁板柔和地升起降落，與云片狀的吊燈相互映襯，共同構(gòu)建出一個(gè)充滿動感和層次感的空間。這種設(shè)計(jì)不僅打破了傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)的呆板與單一，更讓社區(qū)居民在享受閱讀的同時(shí)，也能感受到空間帶來的美感和舒適。參數(shù)化設(shè)計(jì)造型的非線性特點(diǎn)在這個(gè)項(xiàng)目中得到了充分體現(xiàn)。相較于傳統(tǒng)線性造型的單一性，參數(shù)化設(shè)計(jì)通過運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型和算法，創(chuàng)造出靈動、多變的形態(tài)。這些看似不規(guī)則、不可預(yù)知的造型，實(shí)際上是經(jīng)過數(shù)學(xué)邏輯嚴(yán)密推算得出的，既具有科學(xué)性，又富有藝術(shù)性。在上海古北一號社區(qū)的閱讀空間中，這種設(shè)計(jì)手法不僅為室內(nèi)設(shè)計(jì)提供了更多的創(chuàng)意空間，還使得整個(gè)空間更加生動有趣。

（2）數(shù)字化精確控制與沉浸式閱讀環(huán)境的營造

上海古北一號社區(qū)的閱讀空間以自由自在的空間感和沉靜的閱讀氛圍，成為社區(qū)居民的心靈棲息地。為了實(shí)現(xiàn)這一獨(dú)特的設(shè)計(jì)構(gòu)想，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用了大量的數(shù)字化理念和技術(shù)，展現(xiàn)出精確的設(shè)計(jì)控制力。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過編程設(shè)計(jì)和數(shù)控機(jī)床的直接加工生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了對每一條曲線、每一個(gè)企口的板材的精確控制。這種數(shù)字化的生產(chǎn)方式不僅保證了設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，還大大提高了施工效率和質(zhì)量。每一塊板材都經(jīng)過精心計(jì)算和優(yōu)化，以確保它們能夠完美地融入整體空間設(shè)計(jì)中。在這個(gè)空間中，大臺階的設(shè)計(jì)是一個(gè)亮點(diǎn)。它不僅連接了上下兩層，使得空間成為一個(gè)整體，還巧妙地引導(dǎo)光線從室外傾瀉而下，為下層空間帶來自然的光照。這種設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了空間的連貫性和流動性，還為來訪者創(chuàng)造了一種沉浸式的閱讀環(huán)境。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在下層空間營造了一種更加沉靜、專注的氛圍。通過大面積使用黑色調(diào)，削弱了空間的活躍度，使來訪者能夠更加專注于閱讀和欣賞藝術(shù)畫作。在兩翼進(jìn)一步用黑色和燈光營造更加私人化和冥想化的空間，包括洗手間，為來訪者提供一個(gè)可以沉思和放松的角落。這種精確的設(shè)計(jì)控制，得益于參數(shù)化設(shè)計(jì)的運(yùn)用。通過參數(shù)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師可以精確地控制每一個(gè)設(shè)計(jì)元素，從空間布局到裝修材料，再到燈光照明等各個(gè)方面。在滿足功能需求的前提下，設(shè)計(jì)師還能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)材料使用的最小化和空間利用率的最大化。

3.大華·天津流線藝術(shù)公園：參數(shù)化設(shè)計(jì)與建筑景觀的和諧銜接

隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，人們對城市空間的需求也日益多樣化，他們渴望擁有更多與城市、景觀和諧共處的空間場所。在這樣的背景下，大華·天津流線藝術(shù)公園應(yīng)運(yùn)而生，它不僅是一個(gè)公共空間，更是一個(gè)融合了藝術(shù)、文化與科技的現(xiàn)代化公園。

大華·天津流線藝術(shù)公園以天津的海洋港口文化為基底，巧妙地融入大華集團(tuán)的鯤鵬IP造型，通過鱗與羽的交錯(cuò)，將魚與鳥的化身呈現(xiàn)得淋漓盡致。鏡面水景如海面般流淌延伸，藝術(shù)草階則層疊成波浪狀，這三者錯(cuò)落有致地結(jié)合在一起，形成了一個(gè)別具一格的公園劇場空間。這種設(shè)計(jì)不僅賦予場地豐富的功能和個(gè)性，還使其能夠作為劇院、畫廊、藝術(shù)集市等多重角色存在，同時(shí)也可回歸到最原始的公園休閑聚會空間，極大地豐富了周圍居民的生活方式。

在大華·天津流線藝術(shù)公園的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)充分利用了參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，從公園的整體布局到各個(gè)細(xì)節(jié)元素，都實(shí)現(xiàn)了與建筑設(shè)計(jì)的無縫銜接。這種銜接不僅體現(xiàn)在形態(tài)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，使得公園的流線型設(shè)計(jì)與周邊建筑相得益彰，更在功能上實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)與融合，為城市居民提供了一個(gè)多功能的休閑聚會場所。

公園的IP造型——鯤鵬，因其造型的不規(guī)則性，其鱗片排布尤為復(fù)雜。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從整體外形到鱗片的排布方式、彎曲程度、內(nèi)部力學(xué)結(jié)構(gòu)以及連接方式等，都進(jìn)行了嚴(yán)密的參數(shù)化計(jì)算。這種精細(xì)化的設(shè)計(jì)不僅確保了IP造型的完美呈現(xiàn)，更在視覺上形成了一種獨(dú)特的藝術(shù)效果，與公園的整體設(shè)計(jì)風(fēng)格相得益彰。此外，公園內(nèi)的多個(gè)半圍合式空間、整體流暢的構(gòu)筑線條以及與整體造型一致的座凳等設(shè)計(jì)元素，都為公園賦予更加多樣的功能性，人們可以在此閑坐交談，享受城市生活的閑適與自在；孩子們則可以與旱噴、動感燈光進(jìn)行互動玩耍，體驗(yàn)科技與自然相結(jié)合的樂趣。

（二）參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用存在的問題

參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起步階段，目前面臨幾個(gè)主要問題。首先，其應(yīng)用時(shí)間相對較短，導(dǎo)致相關(guān)理論和技術(shù)尚不成熟，應(yīng)用范圍有限。其次，參數(shù)化設(shè)計(jì)運(yùn)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中存在一定難度，可能無法完全滿足室內(nèi)空間環(huán)境設(shè)計(jì)的所有需求。再者，缺乏專門針對室內(nèi)設(shè)計(jì)的參數(shù)化軟件平臺，現(xiàn)有軟件主要停留在基礎(chǔ)建模和設(shè)計(jì)表現(xiàn)層面，缺少像BIM、Revit這樣成熟軟件的支持。最后，參數(shù)化設(shè)計(jì)帶來的華麗造型往往伴隨著高建造成本和難度，需要更完善的體系和更成熟的技術(shù)來支撐設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

（三）解決策略

雖然參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間較短，但可以從工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等行業(yè)借鑒其應(yīng)用方法和成熟經(jīng)驗(yàn)。為推進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)中的參數(shù)化設(shè)計(jì)，需要搭建技術(shù)平臺和信息平臺，研發(fā)適用于室內(nèi)設(shè)計(jì)的軟件插件，增強(qiáng)軟件的適用性，并通過整合數(shù)據(jù)和加強(qiáng)行業(yè)交流，完善設(shè)計(jì)規(guī)則體系。此外，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步，盡管采用創(chuàng)新材料的成本較高，但為參數(shù)化設(shè)計(jì)提供了新的方向，并可能逐漸降低整體建造成本。這些措施將共同推動參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

五、總結(jié)

參數(shù)化設(shè)計(jì)對室內(nèi)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，它強(qiáng)化了設(shè)計(jì)師的邏輯思維能力，完善了設(shè)計(jì)流程，并豐富了造型特征。然而，隨著參數(shù)和算法在設(shè)計(jì)中的普及，未來設(shè)計(jì)師將面臨更大的挑戰(zhàn)，這就需要對室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面革新。同時(shí)，參數(shù)化室內(nèi)空間研究缺乏統(tǒng)一評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，需通過對比和調(diào)研評估其優(yōu)劣，這對布局設(shè)計(jì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的深入研究十分有意義。另外，參數(shù)化施工成本壓力仍然較大，裝配式施工方法或?yàn)槠涮峁┙鉀Q方案，以降低成本、提高效率、推動室內(nèi)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，這也是未來研究的重要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭冉.參數(shù)化設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用：以昊美酒店客房為例[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2021.

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[3]李瑤.參數(shù)化設(shè)計(jì)下建筑結(jié)構(gòu)與室內(nèi)空間的互動性研究：以異形空間設(shè)計(jì)為例[J].明日風(fēng)尚，2021（5）：118-119.

（編輯：薛直艷）