數(shù)字技術下的預制外圍護體系研究初探

  隨著各種建筑思潮的推動和數(shù)字技術的迅猛發(fā)展，建筑設計領域正經(jīng)歷著一場數(shù)字技術革命。從現(xiàn)代建筑到后現(xiàn)代建筑以及解構建筑，其中都有數(shù)字化技術的影響。在建筑設計師經(jīng)歷繪圖方式和思維方式轉變的同時，對于數(shù)字化預制裝配外圍護體系的嘗試也在悄然的進行。

  1963年，電腦具備了繪圖能力，很快就應用到建筑領域，出現(xiàn)了電腦輔助繪圖。1964年，克里斯托分·亞歷山大就在《形式合成簡注》（Notes on the Synthesis of Form）中指出：“我們必須正視這樣一個事實，即我們正處在一個變革的邊緣，這種變革能像19世紀機械擴展人的體力一樣，使人的思維與創(chuàng)造能力得到同樣的擴展……”亞歷山大認為，現(xiàn)代建筑設計不再被理解為純粹的直覺過程，計算機的參與有效地提高了建筑師的創(chuàng)作能力。他提出，在建筑計算機輔助設計的實際操作方式中，關鍵的問題是將設計過程理性化和邏輯化。

  20實際90年代，電腦的數(shù)位影像處理及動畫模擬能力有了長足進步，進入電腦輔助設計的繁榮時代，1995年以后，虛擬現(xiàn)實技術漸趨成熟，人們天馬星空的想象力在虛擬世界的到實現(xiàn)的同時，改變了對傳統(tǒng)空間的認識。進入新世紀后，數(shù)字技術不僅成為了一種工具，更成為一種新的設計理論，它滲透到社會的各個領域，全方位地影響了建筑設計，改變了傳統(tǒng)預制外圍護體系的設計模式。

  當代建筑中預制裝配式外圍護體系的大量應用在很大程度上是基于數(shù)字技術的日益成熟,其對于預制裝配式外墻建筑設計的影響主要有以下三個方面：

  1)數(shù)字技術下帶來復制的真實性和快捷性以圖像復制為例，機械時代的圖像是原創(chuàng)的，惟一的，機械復制以圖像為中心，復制時將一個真實的對象既復制對象作為一個靜止不動的圖像畫面，雖然這個畫面通過一定的媒介來表達，但是畫面本身可以脫離它的媒介而存在，因此可以用其它媒介進行再一次的表現(xiàn)即復制 由于機械復制的損耗，最后的圖像畫面和原始的圖像畫面會越來越遠，而數(shù)字復制以圖像為中心的觀念逐漸瓦解，所有的圖像都是以信息流的方式呈現(xiàn)出來。數(shù)字復制實現(xiàn)的是無限的沒有損耗的數(shù)字復制，能夠制造虛擬的真實，從而給預制裝配式外墻構件在重復設計帶來了技術上的可行性。例如，赫爾佐格和德梅隆設計的埃伯斯沃德技術學院的新圖書館，墻體是由拓印一系列照片圖案的預制混凝土板裝配而成，讓人不禁想起中世紀的宗教建筑，向人們講述著一個又一個的故事。他們的印花預制混凝土也直觀的反映了他們獨特的建筑理念。正是他們對混凝土這種傳統(tǒng)材料的創(chuàng)造性使用，才創(chuàng)造出了如此別具風格的建筑作品。

  2）數(shù)字技術下帶來重復單元彈性的模數(shù)原子時代的工業(yè)化和標準化，意味著整齊劃一的生產(chǎn)線，統(tǒng)一一律的配置，高效率的批量生產(chǎn)，缺乏個性的產(chǎn)品，那時候的社會提倡模數(shù)化生產(chǎn)和標準化單元，因此產(chǎn)生了大量形體和組合極為單調(diào)的建筑。當代社會的數(shù)字時代將這一切都改變了，由于電腦日益強大的運算功能，模數(shù)可以是彈性的，基本形不再那么整齊劃一，而是具有彈性變化的模數(shù)，原子時代無個性的標準化的批量定做，通過數(shù)字化使具有個性化的批量定做成為可能。例如：9.11 事件世界貿(mào)易中心紀念碑的設計中，使用基本單元材料非常規(guī)整，就是普通的條形板材，搭接方式也頗為簡單，就是通過線條的節(jié)點連接，在基本元素和組織方式極為簡單的情況下，通過這些條形板材的大量重復組合，建成了凌亂的界面，如同數(shù)字化的標準單元是 0 和 1，組成了千變?nèi)f化的信息流。這個例子讓我們看到在數(shù)字技術下重復設計存在的廣闊的創(chuàng)作空間，無論重復單元是規(guī)律的，還是異形的；無論組合方式是規(guī)律的還是無規(guī)律的，都可以數(shù)字化技術產(chǎn)生無限的組合形體。所有的這些在電腦技術下都不再那么困難，數(shù)字技術給建筑預制構件帶來了強大的表現(xiàn)力與生命力。

  3）數(shù)字技術下的切割技術帶來的預制構件的個性化和精確化，近些年計算機技術的應用使得建筑思潮發(fā)生了轉變，數(shù)字技術不在僅僅是建筑設計的輔助工具，同時也在改變建筑施工。數(shù)字技術的應用為建筑師提供了更為自由的創(chuàng)作條件，但是如何建造和施工卻成為各國建筑師的難題。世界各國重要的建筑學院與事務所把計數(shù)機輔助設計和計算機輔助制造（CAD/CAM）的最新數(shù)碼科技包括激光掃描(laser scanning)、激光切割(laser cutting)、快速成形(rapid prototyping，RP)、計算機數(shù)值控制(computer numerical control，CNC)等新技術的集成作為研究與實驗的重要方向。例如在Milgo/Bufkin公司的研究當中，考慮到復雜曲面建筑在經(jīng)濟、效率等方面的建造需求，首先通過數(shù)字程序將復雜曲面轉化為二維的簡單幾何面體，然后通過激光切割工具加工建筑材料（不管是天然材料還是合成材料），最后在將加工好的材料進行無縫化的連接，以求最終達到預制化的目的。

  數(shù)字化建造體系在生產(chǎn)模式上同傳統(tǒng)建造體系有了根本上的變化。早在1934年，劉易斯·芒福德在《技術和文明》一書中就已經(jīng)指出，剛剛過去的機器時代是“舊技術的”、硬質(zhì)的、“人適應機器的”，而即將到來的機器時代是“新技術的”、軟質(zhì)的、“機器適應人的”；在同一時期，賴特也敏銳地察覺到這一變化，他在《消失的城市》中說建筑的工業(yè)化并不意味式樣的標準化，所有的形式皆是機器生產(chǎn)的結果，但不一定相同。當代的數(shù)字化建造體系正努力在統(tǒng)一性和唯一性、共性化和個性化、集配式和特殊式之間實現(xiàn)平衡。這是一項頗有誘惑力的模式，在滿足批量生產(chǎn)的同時，每個產(chǎn)品都可以成為新式的、非標準化的、定制的和個性的、更優(yōu)質(zhì)、更廉價的產(chǎn)品。正如克里斯· 亞伯在2003年所說：“從讓消費者適應機械，轉而讓機械適應消費者”。

  雖然數(shù)字化建造體系有著很大的優(yōu)勢，但是不可忽視的是，在具體現(xiàn)實性的數(shù)字化建筑范疇中，設計依然和建筑的實質(zhì)存在相聯(lián)系，不管如何復雜的建筑形體和空間，依然需要遵從最基礎的力學原則，解決最基本的建筑的功能性的要求，解決物理的、生理的要求。當然，數(shù)字化預制建筑外圍護體系同時也要承擔起對新時代的思考和設想。數(shù)字化技術的發(fā)展使得我們得到了新的創(chuàng)作方向和不同以往的解決方法，也帶來了新的審美的取向，建筑的室內(nèi)環(huán)境變得越來越開敞、通透、開放、曖昧，也變得更具有柔性、動感、混沌的特征，迥異于傳統(tǒng)。新的具有數(shù)字化時代特征的預制建筑外圍護體系將不斷的挑戰(zhàn)新時代的認知，帶來新的不同的形象，讓人產(chǎn)生新的體會。

  參考文獻

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