现状及进化：数字建筑与增强打印技术在辅助建筑设计中的应用

计算机辅助建筑设计已从狭隘的辅助绘图“进化”为广义的辅助建筑设计过程的各种功效，包括运用程序算法对建筑设计过程的可行性分析、概念发展、替选方案评估及建筑原型生成等。生成设计基于既定规则自动生成建筑或规划设计方案并使之不断完善。在瑞士，由 Ludger Hovestadt 教授引领的苏黎世联邦理工大学 CAAD 研究组正将建筑数字技术放回现实，并寻求拓展现实世界的各种建筑数字技术实践方法。该研究组在过去 10 年里完成了数百个与建筑数字技术相关的科研项目，于 2010 年 5 月将其中的典型案例收集于《超越网格 ：建筑与信息技术建筑数字化应用》一书中。数字技术蕴藏着建筑设计新方法的巨大能量，其前提必须经过跨学科研习的历练。经典的生成方法都产生自数学领域，至少在相关领域已有先进的实践范例。然而，当类似的国外信息传入国内并试图被应用于建筑设计研究、实践和教育时，许多人却习惯性地试图绕过跨学科的研习，而只关注那些奇观性的形式效果。国内少数大学自本世纪初开始，致力于将数字技术融于建筑设计课程教学，教学内容涉及计算机程序、生成设计技术、CNC 数控建造及物理计算互动技术等。教学研习工作固然带来了许多积极的反馈，许多同学可以从以计算机程序编码为基础的数字技术中获益。但教师通常用于解释“为什么做”的时间往往远多于“如何去做”，这种现象源自国内建筑设计的复杂现状，其中有急躁的学术风气和建筑师数理思维的缺失等问题。尽管附和“数字技术”者芸芸，然而，混乱的概念传播以及各种粗暴移植自其他学科的“新名词”在一种不健康的形式目标的驱使下导致了建筑数字技术走向浑浊的边缘。

（1）数字和形式

建筑一直被认为是艺术与技术的化身，然而在信息日益更新的今天，值得建筑师思考的问题是 ：建筑师在这个时代还能坚守几分艺术和技术？在享受数字技术带来便捷的同时，建筑职业正以前所未有的速度被其他行业肢解，这从建筑效果图绘制行业的发达可见一斑。某些建筑师甚至直接将“创作过程”移至建筑效果图绘制单位，并从众多效果图画册中截取“灵感”、片面追求建筑造型的所谓“数字化特征”。设计周期短、见效快是迫使建筑师们重复各种饮鸩止渴“习惯动作”的主要外在动因。一些人打着所谓数字技术的幌子，用各种简易而貌似数字的应用程序去掩饰建筑师本来应有的基本知识和素质的不足。这种伪数字技术以及追求怪异建筑形体的作风正逐步在中国的建筑界滋长蔓延。褪去建筑基本原则的“伪技术”还能走多远？这是每一个建筑师乃至整个设计行业都需要深思的问题。(www.xing528.com)

（2）程序和结果

成果是过程的自然产物。尽管人们都知道这个基本道理，但在建筑设计领域，许多人依旧试图绕过理性过程而直达设计的结果。这种长期存在的危机再次在新的背景下更加尖锐地表现出来。在数字化设计中，设计的进程更多地表现为程序的编制过程。程序工具和其他设计工具并没有本质区别，但它比一般工具更难驾驭，需要运用多个学科的知识背景，但一个真正的建筑数字技术研 究者绝离不开大量的计算机编程工作。随着数字技术的发展，建筑设计方法自身也正处于一种不断变迁的状态，革命性的理论、系统以及技术手段使得该过程新颖独特，不仅限于其产品，方法同样正在产生变革。就建筑设计层面而言，建筑设计是融入形式的视觉化过程及其各种元素的变形，这是一个进化的过程，而且经常被反复推敲或者在一些候选方案中来回游弋。并非每一位建筑师都需要或能够成为一名计算机程序高手，然而，擅长运用新技术的艺术家和设计师却越来越喜欢并且懂得根据新的方法改善其设计的路径。建筑生成设计可以充分发挥人、机各自优势。计算机机械而刻板，只能依据建模者设计的程序指令执行流程。但在人类碰到关系复杂并具有多种可行性选择时，计算机强大的储存功能、高速的运算能力可以同时顾及建筑原型的方方面面，通过计算机对建筑原型科学建模、优化决策便成为可能；与此相对，人类思维方式直观且灵活多变，在寻求复杂因果关系时可以忽略许多细节，从而敏锐地提出框架性模型构思。不过，当人类思维涉及动态演化的诸多因素时，却很难考虑和跟踪原型系统变化着的诸多细节。经人类思维提炼的计算机模型将人类直觉思维及推理过程建模成与之相关的程序模块，并借此驱动计算机程序代码实现预设目标。建筑数字技术越来越多地利用这些工具，其系统方法及赋予计算机程序工具所体现的强大功能促使建筑数字技术与数理运算之间出现了新的学科契合点。