1、202023 No.5“丝路”与“绿舟”数字化建筑的形体塑造演绎实践*以西北地区某电视塔商业综合体项目为例Shaping and Interpretation Practice of Digital Architecture of Silk Road and Green Boat:Taking Commercial Podium Project of TV Tower Project in Northwest China as an Example丛阳 孙阳 鞠瑞馨 田金昭 刘嘉 王雪玥 CONG Yang SUN Yang JU Ruixin TIAN Jinzhao LIU Jia WAN
2、G Xueyue摘要随着时代与科技的发展，数字化技术为建筑设计提供了全新的思维模式及设计方法。以西北地区某电视塔商业综合体项目为例，运用数字化技术塑造建筑形体，完美呈现“丝路”与“绿舟”的建筑与本土环境交融理念。同时，对数字化建筑形体塑造的实践理论进行深度剖析，研究并总结其建构逻辑。关键词数字化设计；建筑形体；建筑表皮；生成逻辑AbstractWith development of times and technology,digital design techniques have provided new modes of thinking and design methods for a
3、rchitectural design.Based on a TV tower commercial complex project in northwest China.Digital technology was used to shape the architectural form,which perfectly presented the concept of Silk Road and Green Boat architecture blending with the lo-cal environment.At the same time,the practical theory
4、of digital architecture shaping was deeply analyzed,and the digital construction logic was studied and summarized.Keywordsdigital design;architectural shape;building skins;build logic0引言在数字化浪潮驱动下，建筑行业蓬勃发展，建筑的形体塑造演绎发生了巨大变革。数字化设计逐渐演变为常用的建筑设计方法，其核心思想是将建筑设计要素转变为某个函数变量，通过改变函数或算法，建筑师能获得不同的建筑设计方案。借助数字化设计既能
5、实现多种曲面模型的建构，又能通过改变参数帮助建筑师调整建筑造型，便于方案对比与优化。基于非线性与高效率的优势，数字化设计在建筑行业中得到广泛应用。住建部“十四五”建筑业发展规划强调大力推广数字化协同设计，研发和利用数字化手段提高建筑设计方案的创作水平。基于此，鼓励大型设计企业建立数字化协同设计平台，提高各专业协同设计能力，并完善施工图设计文件编制的深度要求，提升精细化设计水平，为后续精细化生产及施工提供基础。在此背景下，以西北地区某电视塔商业综合体项目为例，将建筑功能与文化相融合，依托Rhino+Grasshopper数字化设计平台，总结建筑形体构建的数字化设计流程，阐述数字化技术在建筑形体生
6、成和表皮深化方面的应用，多维度、多视角探讨数字化技术对建筑形体塑造的重要性。1项目概况西北地区某电视塔商业综合体项目选址于宁夏回族自治区首府、国家历史文化名城银川（见图1）。银川市是丝绸之路的节点城市，是深入实施西部大开发战略的重点经济区域。项目坐落于银川市阅海湖畔，建筑高448.2m，占地面积6.19hm2，总建筑面积约17.5万m2。建筑由观光电视塔及大型商业综合体裙房两部分组成，其中裙房建筑面积约7.2万m2（地上14层）。项目运用数字化设计手法，其曲线肌理的动感韵律使建筑极具超前性，富有浓厚的文化意识及地域特征，成为该区域极具标志性的人文景观与城市代表性建筑。2建筑与环境互融：“丝路”
7、与“绿舟”理念建筑形体的创作需在保证功能合理的基础上体现精神的传承与创造。项目初衷是在满足广电发射功能的基础上，打造银川文化时尚的新地标，构建容纳市民文化生活的城市客厅。故建筑形体立意融合使用性质、地域特色、文化属性、自然环境等因素，将国际化、高品质元素融入每处设计细节，打造集文化、休闲、商业等功能于一体的旅游综合体。位于阅海湖畔的西北地区某电视塔商业综合体项目是团结路景观带的重要节点（见图2）。项目西侧邻湖，北侧与览山公园相接，东侧为南海路。湖对岸为阅海公园与阅海欢乐岛，拥有丰富的自然景观与人文资源。项目拟打造功能分区合理、人员流线清晰、空间开合有序、环境舒适宜人、文化氛围浓郁、造型特色鲜明
8、的地标性建筑。基于此，通过对项目功能用途的深入分析，将电视塔布置于项目中心区域，同时也是团结路景观带的视觉终点。大型商业综合体裙房平面呈半包围状，环抱电视塔并围合形成大型入口广场，两者有机结合为统一整体。场地主入口设置于东侧南海路，内部采用人车分流的方式。人流通过入口广场进入项目内部，再分散至登塔入口或商业综合体主次入口。为避免与人行流线交叉，车辆通过场地南北两侧进入地下停车场，营造井然有序的交通环境，保证场地内的舒适性与安全性。项目地处银川，属于“丝绸之路经济带”的重要节点。考虑到项目位于阅海湖边，故大型商业综合体裙房以“丝路绿舟”为设计理念，引申为乘风破浪、扬帆起航之意。“绿舟”也有“绿洲
9、”的寓意，代表净土与希望，以及充满生机的未来。在此基础上，方案借“舟”之理念加强“丝绸之路经*中国建筑东北设计研究院有限公司课题：参数化建筑表皮设计关键技术研究与应用（2021-DBY-KY-05）丛阳中国建筑东北设计研究院有限公司副总建筑师，创意中心总经理，高级建筑师孙阳中国建筑东北设计研究院有限公司建筑师（通信作者）鞠瑞馨中国建筑东北设计研究院有限公司高级建筑师田金昭中国建筑东北设计研究院有限公司副主任建筑师刘嘉中国建筑东北设计研究院有限公司副主任建筑师王雪玥中国建筑东北设计研究院有限公司建筑师专题/SpecialTopic城市建筑空间2023 05 0620.indd 20城市建筑空间2
10、023 05 0620.indd 202023/6/26 17:15:222023/6/26 17:15:22212023 No.512西北地区某电视塔商业综合体项目整体效果邻阅海湖立面效果邻街立面效果总平面11a1b1c21a1b1c城市建筑空间2023 05 0620.indd 21城市建筑空间2023 05 0620.indd 212023/6/26 17:15:232023/6/26 17:15:23222023 No.5济带”与“21世纪海上丝绸之路”的空间联系并建立纽带，为国家“一带一路”建设贡献绵薄之力。建筑提取“巨轮”为基本原型，融入海浪与丝绸的设计理念，通过基本单元模块的竖向
11、旋转构建动感活跃的建筑表皮形式，犹如一艘行驶的巨轮在海面上泛起涟漪，使“丝路”与“绿洲”紧密结合。从功能视角出发，选取哑铃形双核线性商业模式，即在商业空间两侧核心区设置主力店铺，通过1条主动线将主力店与次主力店串联。此种平面布局具有内部空间序列性突出、购物流线简单清晰、空间引导性强等优势，是将“形体功能文化”相结合的设计象征（见图3）。3数字化演绎：“绿舟”形体塑造建筑与数字化跨学科融合正是新时代建筑发展趋势。项目运用数字化技术将建筑师的设计思考与方案草图转换为建筑实体，从而实现“丝路”与“绿舟”艺术性与功能性的表达。3.1数字化形体建构数字化设计以编程数据为核心，强调数据的逻辑推理，映射为建
12、筑形体的生成与优化。项目搭建数字化设计平台，形成“设计理念设计变量算法逻辑基本形体建构精细化建构最终方案”的设计框架（见图4），整个设计过程运用建筑评价与反馈、迭代与优化的思路实时调整设计变量及算法，对建筑形体进行多方位、多角度推敲，从而提升建筑设计的科学性、美观性及高效性。根据项目任务书的相关分析，确定设计理念并绘制草图。通过项目特征与属性对方案定性，确定控制建筑形体的约束条件与设计变量，进而推导建筑形体的生成逻辑与基本算法，构建建筑基本形体。建筑师对基本形体进行评价与修整后，对项目进行精细化设计，再经过迭代优化确定最终方案。3.2“绿舟”商业综合体精细化设计基于数字化设计的基本流程，针对项
13、目开展深化设计（见图5）。综合自然、人文、生态等客观因素，确定设计理念并绘制方案草图；依据规划条件及场地现状等要素进行项目前期分析，基于相关因素确定影响形体的约束条件和设计变量；依据方案草图对形体进行拆分，结合内部功能分区及流线组织确定建筑轴网尺寸，推导建筑形体的生成逻辑和基本算法；绘制构建基本形体的控制曲线，形成三段式基本构型，并综合多方因素确定建筑表皮的轮廓范围；经多方案对比并结合结构、机电、水暖等专业意见，选取兼3a3b3c453商业综合体理念构型商业综合体设计理念建筑与环境融合的表皮设计理念哑铃形双核线性商业模式数字化形体建构基本流程裙房深化设计流程33a3b3c45城市建筑空间202
14、3 05 0620.indd 22城市建筑空间2023 05 0620.indd 222023/6/26 17:15:242023/6/26 17:15:24232023 No.5具美观与品质的建筑方案进行精细化设计。在精细化设计过程中对建筑方案进行迭代优化，对影响建筑性能的指标进行综合分析，从而得出更佳的建筑形态。3.2.1“绿舟”基础形体打造项目初始构想造型采用建筑经典三段式，其设计理念为“舟”，建筑由下至上逐渐放大形成连续平滑的空间曲面，生成形似巨轮的基础建筑形态。基本形体建构从确定平面轮廓开始，通过调研分析确定大型商业综合体裙房的轴网尺寸为9m，平面形式采用哑铃形双核线性商业模式。对轴
15、网进行偏移后倒圆角得到收层平面轮廓，即为内部幕墙轮廓的底边控制线。将阅海面一侧的底边控制线向外侧偏移并二次倒圆角后得到内部幕墙轮廓的另1条控制线，将此控制线提升至4层高度，对控制线进行放样，生成的平滑曲面即为内部幕墙轮廓。如图6所示，在阅海面一侧，内部幕墙形成倾斜向上的平滑斜面，除此之外的内部墙面均为与地面垂直的竖直面。大型商业综合体裙房的顶层设置屋顶花园，其边界为椭圆形。根据轴网确定椭圆的中心点并绘制椭圆形控制线，再对内部幕墙轮廓进行偏移处理生成另1条控制线，将2条控制线在交点处打断后重新组合得到顶层建筑轮廓线，最终将轮廓线向上延伸至屋顶，得到顶层建筑轮廓。采用相同手法，利用轴网先偏移再倒圆
16、角后得到屋顶轮廓面，再将天窗与屋顶花园镂空部分去除，形成屋顶的基础形态。外表皮主要集中于建筑立面2，3层，其轮廓生成逻辑相对简单，通过2条控制曲线放样生成向斜上方生长的倾斜曲面。2条控制曲线均由轴网偏移、倒角、移动后生成，为扩大景观面视野，将大型商业综合体裙房在阅海面的表皮向上延伸形成优雅弧线，将优质的自然湖畔景观引入建筑内部，增强建筑表皮的活泼性和趣味感。综上所述，建筑的基础形体犹如一艘巍巍巨轮，代表银川市在丝绸之路处于重要位置，引领银川市的发展与壮大。3.2.2肌理表皮精细化塑造项目精细化设计主要包括表皮精细化设计、室内空间精细化设计、建筑构件精细化设计、屋顶机房精细化设计、景观精细化设计等。其中表皮精细化设计是本项目的特色，主要采用曲线干扰手法，综合施工难度、工程造价、立面效果、使用功能等因素，选取菱形金属块为建筑表皮的基本单元模块，依靠中心杆件进行链接，组合方式简洁多样，使建筑立面具有丰富性和可变性（见图7）。商业表皮的精细化设计基础是菱形基本单元模块的构建（见图8）。对建筑表皮基本轮廓的控制曲线进行均分处理，并将每段曲线缩小一定长度，经曲线放样得到竖向均分的条状构件。结合建筑
