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文化公共建筑外表皮系统数字化整合设计研究

谢敏奇  
【摘要】:外表皮作为文化公共建筑的表意界面、环境功能载体和建造实体,是具有多向功能相互关联的综合系统。在当下创作实践中,呈现不同面向的需求呼唤:多样化的内涵及创意表达需求、多面向的生态环境性能的集成需求、适应复杂和不断进步的建造技术的需求,这亟需建筑师提升技术手段及创作思维,在创作中对地域文化表达、环境性能响应、建造技术等设计因素进行综合把握和系统梳理,以回应需求,提升设计建成品质。与此同时,数字化技术给设计方法带来了新的视野。尤其在高需求、高复杂度的工业设计领域中,整合设计....的思维结合数字化技术的基础,成为关联设计要素并提升设计及制造品质的重要方法,为本文提供了重要的跨界启示。本文以此为切入点,分析文化公共建筑外表皮系统的设计需求、归纳系统的分类层级,指出其“分层复合,复杂联动”的设计特征;而后引入整合设计思维方法,在当前建筑领域已经广泛运用数字技术及方法的前提下,归纳界定整合设计的数字设计方法,建立包含“形式表意生成及调控”、“生态性能评价及优化”、“建造优化及控制”三个子领域的文化公共建筑外表皮系统数字化整合设计的方法模型,并在大量的实例论证以及自身实践的复盘研究中探索相关数字设计工具的运用方法以及相关策略,以尝试对文化公共建筑外表皮设计因素的梳理、功能系统的整合有所助益。论文分为三个主要的部分进行论述:第一部分是研究主体的界定及研究框架的建立(对应第一章绪论)第一章由研究背景切入,引出研究主题,阐述选题的意义、研究内容以及研究方法。第二部分是对研究对象以及实现手段的梳理及解析(对应第二章、第三章)第二章旨在厘清文化公共建筑外表皮系统的多面向设计需求、归纳其主要层级关系,并对各个层级的设计要点进行了相关论述。在此基础上总结其设计特征,形成物质前提;第三章旨在结合整合设计思维、概念、技术特点对建筑设计领域中所运用的数字设计方法进行归纳及界定,并总结其实现整合设计的优势特点,为核心论述奠定技术手段基础。第三部分是核心论题的论述及方法模型的建立及其验证(对应第四章、第五章)第四章是全文核心,从工业设计领域的整合路径分析中得到启示,并在此基础上组织文化公共建筑外表皮系统数字化整合设计路径及设计目标。而后沿此路径展开纵向研究,分别针对整合设计路径中的三个主要子领域:形式表意的生成及调控、生态性能的评价及优化、建造优化及控制,进行相关案例以及数字工具使用的方法路径、设计策略等内容的总结及整合,形成整体性的策略并最终建立完善的整合设计方法模型。第五章从自身实践的角度进行设计过程的复盘研究,在实践中形成对文化公共建筑外表皮系统数字化整合设计方法模型的有效性认知。最后为全文总结,对全文所形成的结论进行梳理,并未来的研究预期进行展望。


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